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大遗址遥感监测工作探讨


    一、前言
    大遗址是具有重要价值的大面积文化遗存,其蕴藏丰富,价值巨大,是中华民族灿烂文化的重要载体和悠久历史的生动见证。随着我国经济的快速发展和人口增加,城乡扩建、基础设施建设、农民生产和生活建设、旅游开发利用和文物盗掘等活动的加剧,大遗址保护面临巨大的压力。我国大遗址数量多、面积大、区域广、类型多,有的地处偏远,有的居闹市之中,易遭受不同原因的破坏,仅仅依靠传统的方法对其进行监管非常困难。利用卫星遥感手段监测大遗址能够快速完成调查,所得数据客观准确,同时可节省大量时间、人力、物力。
    为支持经济发展,适应城乡发展要求,确保大遗址本体及其环境的安全, 2010年国家文物局启动了第一期 “国家重要大遗址卫星遥感技术动态监测”项目,共完成11处大遗址的卫星遥感监测,2011年启动第二期监测工作,完成15处大遗址遥感监测。2012年国家文物局委托中国文物信息咨询中心承担汉长安城遗址、隋唐洛阳城遗址在内的13处大遗址的监测工作,结合近期我们所做的工作,就有关监测技术、监测方法等略作探讨,希望得到有关专家指导。
    二、遥感监测原理
    遥感技术就是根据电磁辐射(发射、吸收、反射)的理论,应用各种光学、电子学和电子光学探测仪器对远距离目标所辐射的电磁波信息进行接收记录,再经过加工处理,并最终成像,从而对环境地物进行探测和识别的一种综合技术。因为大遗址中文物遗迹与周围环境的差异,其反射或辐射电磁波的情况也不一样,这些差别经过“遥感”形成了不同的影像,然后通过这些不同的遥感影像解译就可以区分不同的地物。大遗址遥感监测是以遥感技术为主要技术支撑,结合地理信息系统的数据管理和空间分析手段,对大遗址监测信息进行管理、动态更新和专题分析,从而实现区域性大遗址信息的获取与分析,实现对大遗址的监测与保护状况评价。
    三、遥感监测目的
    利用卫星遥感技术对重点保护区、建设控制地带范围内遗址本体、遗址保护地,及周边土地利用、建筑物新建、重建、改造等变化情况进行及时、直接、全面的监测;检查遗址保护规划的执行情况,为国家文物行政管理部门宏观决策、执法检查提供准确、直观的资料。
    四、遥感监测技术路线
    参照监测遗址保护规划的覆盖范围,采购满足要求的最新时相高分辨率卫星遥感影像,以前期遥感影像图为数学基础,结合DEM数据,经正射纠正、数据配准融合、影像镶嵌等环节,制作最新时相的高分辨率彩色正射遥感影像图(DOM);利用最新时相的卫星遥感影像图与前期卫星影像图进行对比, 进行人机交互式多源信息综合解译,准确地对变化图斑、线状地物和遗址本体进行判读,通过屏幕数字化获取变化地物的矢量数据,发现并解译变化地物,确定其变化类型和性质。
    通过野外实地踏查检验卫星影像解译成果、核查解译中不能辨识的图斑、巡查解译中未发现变化的地物,并判断其类型、性质、位置、面积等指标。
    根据变化地物的不同属性类别,分类统计、汇总不同变化地物的数量、面积,编写遗址动态监测报告和编制变化地物专题图。
    建立动态的大遗址遥感监测数据库和完备的规范和技术标准,开展相应的信息存储和资源应用平台建设,促进数据共享,为大遗址的保护、管理和利用提供有力的数据资源支撑。
    五、遥感监测工作流程
    (一)影像准备
    根据实际需求的时相、范围、分辨率、成图比例尺等指标,采购卫星遥感影像。
    (二)遥感影像图制作
    对卫星影像进行融合、几何校正、 镶嵌、调色等处理,制作新时相的高分辨率彩色正射遥感影像图。
    (三)数据解译
    解译图像信息,识别变化地物,判读其类型、性质、空间位置、形状、大小等属性。
    (四)野外踏查
    根据室内解译结果,进行现场咨询和野外核查,确认变化情况,找出地物变化原因;收集相关资料和拍摄能反映图斑变化的现场照片。
    (五)统计分析和报告编写
    进一步对影像解译和野外踏查资料进行关联分析,编写大遗址遥感监测报告。
    六、大遗址遥感监测成果的应用
    (一)服务政府
    提供文物行政管理所需的大遗址遥感监测基础数据统计、分析和查询服务,建立大遗址保护数据指标评价体系,为大遗址保护研究与宏观决策提供数据资源支持; 服务于文物安全与行政执法、城市规划、基本建设等相关工作,为部门间的协同管理提供数据支撑;对大遗址的安全防范、防灾减灾等提供数据支持。
    (二)服务行业
    为行业提供大遗址遥感专题数据资源和知识信息,为保护规划、考古发掘、文物修缮、修复、复原等提供数据资源。
    七、结语
    国家重要大遗址遥感动态监测主要是利用卫星遥感数据提取重要大型遗址的土地利用和覆盖信息,结合实地踏查的修正和完善, 确定遗址在一定时期的变化状况和原因,为大遗址的保护提供科学依据。
    遥感技术具有从空间和时间尺度上,对大遗址变化进行动态监测的优势,其时效性强,信息量大,信息客观、真实,数据综合性与可比性好等优点,能在短时间内分析、揭示大遗址保护各要素的空间分布特征与时空变化规律,从而促进大遗址保护。为了更好地开展大遗址监测工作,今后要进一步加强遥感(RS)、地理信息系统(GIS)和全球定位系统技术(GPS)的结合,以构成高度自动化、实时化和智能化的遥感监测信息系统,实现空间信息适时采集、处理、更新及动态遥感过程的现势性分析。
    (《中国文物报》2012年9月28日7版  作者:中国文物信息咨询中心 陈昀)
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