遥感、高光谱和考古

随着考古研究工作的扩展和研究区域的扩大，考古学家们需要从更加宏观的角度去研究历史文化，认识古代文明，追溯历史进程，与传统的考古方法相比，遥感具有实时获取大范围的数据，成本低、对监测对象无破坏等特点，为考古学家们提供了一种全新的技术手段。

遥感考古是什么？它是利用地面植被的生长和分布规律，土壤类型、微地貌特征等物理属性及由此产生的电磁波波谱特征差异，运用摄影机、摄像机、扫描仪、雷达等设备，从航天飞机、卫星等不同的遥感平台上获取有关古遗址的电磁波数据或图像等信息，对这些信息进行光学或计算机图像处理，使摄像的反差适合，特征明显，色彩丰富，再对影像的色调、图案、纹理及其时间变化与空间分布规律进行识别和解释，从而提供了古代遗存的位置、形状、分布构成类型等情况，为考古发现提供科学的资料和数据。

考古与高光谱遥感

高光谱遥感具有图谱合一的特征和从可见光到热红外的一系列波段，多个波谱波段和高的波谱分辨率可以检测到文物遗存在地面比较微弱的信息，故此，高光谱遥感具有识别微弱信息和定量探测的优势。例如：谭克龙等以秦始皇陵区为研究区，利用高光谱影像的多波段识别地物微弱信息的特性，系统地阐述了高光谱遥感在考古中的创新应用研究，以及所取得的考古成果。这些成果表明高光谱遥感技术在考古中的应用有广阔的前景。

下面汇总了高光谱遥感技术在考古方面的应用情况。

(一) 国外考古应用

Themis vision systems公司首席执行官mark Allen lanoue 受委托分析BEVIN家族拥有的一幅画作，利用高光谱分析技术检测出画作上隐藏的专属于Diego Velazques的独特签名“Z”，与其在Bibioteca Nacional现存的绘画作品对比，从而鉴定出此画的原作者，此画的价值得以重新确定。
美国国会图书馆-保护研究与检测处：通过使用高光谱影像分析技术检测美国独立宣言的手稿发现了隐藏的字迹，揭示出托马斯杰斐逊在起草时曾经写上“我们的人民”（our fellow subjects），而后涂改成“我们的公民”（our fellow citizen），这对于研究美国历史具有非常重的研究价值。
法国博物馆修复和研究中心在法国卢浮宫博物馆的办公室配备了高光谱影像系统，专用于检测大型绘画和其他艺术品，该系统被证实可产生惊人的图像并揭示旧画作的未知特征。

图1第一次检测就揭示了画作上妇女的衣服上隐藏的特征。

美国worcester艺术博物馆：数码成像采集的最新技术包括了高光谱影像技术在Worcester艺术博物馆的应用。

图2对lovis Corinth家族赠送的扎辫子的Wilhemine画作的高光谱成像，证明可以有效地获取大幅绘画作品的表面特征；

图3对博物馆一幅高达2米的大型石刻雕像进行成像，有效记录了石刻的特征；对Michele Stapley的绘画作品检测；

图4在西班牙瓦伦西亚Santos Juanes教堂拱顶的壁画修复前后的高光谱影像对比，可帮助文物修复者进行有效的文物修复。

诺丁汉特伦大学、英国国家美术馆、英国历史皇家宫殿联合对伦敦塔Byward塔的一幅14世纪额米迦勒壁画进行高光谱检测，此壁画是英国保存最好的中世纪壁画之一，也是伦敦塔唯一的中世纪室内壁画，从绘画风格看可追溯到1390年，但是不知道是谁绘画的，和为什么会画在这里。通过高光谱分析技术对颜料盒油漆的涂层、结构进行了无损分析，帮助科学家对壁画进行研究。