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技术集成应用优于国外
近年来，“移动实验室”装备和技术发展十分迅速，已在环境监测、疾病控制、刑事侦破等许多领域得到成功应用。国际上，美国、欧盟、加拿大、澳大利亚、印度、墨西哥等国已将这一技术应用于考古现场调查、不可移动文物保护和博物馆馆藏文物的保护工作。
1972年，美国缅因州博物馆建立了“移动保护实验室”，对一些中小型博物馆以及发掘现场的文物进行测绘、保护、修复和运输。1979年，加拿大保护研究所面向全国1500多座博物馆、文物遗址和发掘现场，推出了“文物保护移动实验室”计划，对544座博物馆的文物实施了保护修复，激发了众多博物馆对文物科技保护的兴趣和需求，对加拿大的文物科技保护事业产生了极大的推动作用。近年来，欧盟“移动实验室”计划发展迅速，极大地推动了欧洲文物保护技术的发展和不可移动文物保护技术的进步。
我国此次研制的用于考古现场的“移动实验室”，密切结合我国考古现场发掘和保护工作的实际需要，通过引进相关行业高端技术开展研发，成为国内外首台装备了空间数字测绘技术、预探测技术、环境动态监测技术、现场文物监测分析技术、埋藏环境调查技术和出土文物应急保护及保存技术的综合现场考古的保护技术平台，并在现场的考古发掘和文物保护工作中，发挥了重要的技术支撑作用，在技术集成和应用方面已超过国外同类技术。
国家文物局副局长童明康认为，文物出土现场保护“移动实验室”，为文物工作者提供了一个很好的工作平台，将推动现代科学技术在考古发掘和出土文物应急保护等方面的应用体系建设，提高考古发掘现场的多学科合作和综合研究能力。
项目情况
主要完成单位：敦煌研究院 国家博物馆 中国社会科学院考古研究所 清华大学
主要完成人：苏伯民 铁付德 范宇权 王学荣 刘建国 武 颢 王旭东 张文元 胥 谞
“文物出土现场保护移动实验室”， 结合考古现场的实际需求，提出了科学试验室前移现场并服务于考古发掘、信息提取和应急保护的理念，通过设备集成、装备研制、软件开发和标准研制，研制完成了我国首个文物出土现场具有综合功能的技术支撑平台;集成现代智能控制、传感器和数据传输技术，研制出我国首台考古发掘现场智能预探测系统;解决了不扰动情况下探测系统进入墓葬的难点，首次实现了发掘前对墓葬内部结构、温湿度、气体等数据的采集和传输，使科学考古发掘预案制定、通过对古代墓葬环境规律的探测研究馆藏文物保存最佳环境成为可能;首次提出了文物出土现场的技术标准，研发、集成现场应急、保护系列工具包。该项目不断拓展，取得了多项创新成果，标志我国考古现场保护科技水平发生了质的飞跃，促进了社会科学和自然科学的结合。
新的保护理念 科学实验室前移至考古现场
文物出土现场记录、信息提取以及脆弱文物的保护长期以来一直是影响考古发掘工作质量的重要技术内容，也直接关系到考古工作研究和文物后续保护工作的科学性和质量。在我国，由于文物出土现场保护装备缺乏、技术介入程度不足，造成考古发掘和现场保护的脱节，考古现场记录方式不规范、导致珍贵考古信息丢失和有价值的文物信息提取不全。尤为严重的是，由于一些珍贵脆弱的文物在现场得不到及时的保护，常常导致现场文物一经发掘出土即遭毁损的现象发生，或者是现场虽然可进行一定的处理，然而由于方法简单、程序不全，反而对发掘出土文物的后续保护造成更大的困难。
考古发掘具有发现文物和保护文物同时并行的特点，加大科学技术和装备的运用，是保证考古发掘工作水平和文物保护的重要前提。“十一五”文化遗产保护国家科技支撑计划“文物出土现场移动实验室研发”项目组基于此提出了将实验室建到文物出土现场的想法，以便将有综合效能的快速的专业化技术装备和专业人员派向现场，不仅为制定考古发掘预案、考古现场信息的全方位记录提供技术设备保障，更重要的是使出土文物在第一时间能得到及时有效的保护。美好的想法需要科学的研究作支撑。由考古、保护、高校等单位组成的项目组经过多次思想的交流和碰撞，针对文物出土现场保护信息采集、现场脆弱文物保护、现场文物分析与环境监测等亟须解决的问题，制定了切实可行的目标和技术路线：通过对调查技术和信息提取、分析检测、保护等专用设备的适用性研究，研发考古智能化预探测设备，开展出土文物的应急处理技术研究，完成具备现场勘查、测绘、记录、环境快速分析、现场信息实时传输以及对出土脆弱文物的现场保护等功能的技术集成，制定文物出土现场保护规范与技术标准，完成移动实验室的设计，形成完整的文物出土现场技术保护体系。为制定考古发掘预案、应急突发事件、环境恶劣地区的文物保护提供一个便捷快速的集成系统，全面提升大遗址现场保护的整体水平。
新的技术与装备 构成实验室完整的系统工程
文物出土现场保护移动实验室的研发是一个系统工程，通过3年的时间，项目组完成了文物出土现场空间信息采集，智能预探测系统，应急处置与保护，环境设备集成与分析设备集成，运载平台选型、空间设计以及装配制造等专题的研究，对文物出土现场所需技术和技术包的准确定位和试制、适宜现场分析的仪器的选型和配套、仪器装备性能发挥与长距离作业的关系、仪器的技术指标和改进、交通、通讯、分析、保护和数据传输等设备的集成和整合等。
空间信息采集—— 是以3S集成技术为前提而实现的。GPS全球卫星移动定位技术导航，对移动实验室进行全天候、不间断、高精度定位，对手持设备进行定位跟踪和半双工语音通讯。GIS地理信息系统作为对被跟踪对象位置轨迹的显示和监测手段。采用航空摄影(模型飞机搭载小型摄影设备)和常规测量方式(如全站仪)等测量设备对考古工作区域空间信息进行采集，通过地理信息系统(GIS)对信息进行处理，将信息存储到空间数据库中。通过考古现场地理信息系统将GPS、RS和GIS技术集成，实现考古工作的信息化。建立考古现场三维模拟环境，实现考古现场的三维模拟。在计算机上实现全方位的考古现场情况察看，再现考古现场环境。在3S系统中，GIS技术是本专题研究的核心，是实现空间信息技术集成的关键组成部分，由于现有的GIS软件并不适合田野考古发掘现场GIS建设的需要，所以本专题又专门开发了一套田野考古GIS数据采集的软件。项目组选择山东寿光盐业遗址、辽宁小珠山遗址、洛阳盆地聚落考古资料等对象，完成了考古现场空间信息采集系统的全部研究内容，并以辽宁小珠山遗址为例对所开发的软件予以说明。
智能化预探测系统—— 由远程监控端、机器人、视频探测、环境传感器和传输线缆组成。机器人以ATmega128微控制器为核心，包括多传感器数据采集电路、串口扩展电路、步进电机控制电路、LED亮度控制电路电源等硬件功能模块，并辅以传感器数据采集、控制信号采集等软件，实现了考古发掘现场智能预探测系统的机器人设计研究。依据对考古发掘现场的实地调查，充分采纳考古发掘和文物保护专业人员的建议，提出并实现了分体模块化小尺寸机器人结构设计，使其可简便拆装成直筒式或组装成整体式两种结构模式，可以利用小直径探洞或大直径盗洞进入下空墓葬。通过远程监控端人机交互界面对系统各单元的遥控操作，实现对古代墓葬内部结构状况和温度、湿度、氧气、二氧化碳、硫化氢、甲烷等环境指标(依据现场情况可通过更换传感器扩展探测气体的种类)预探测。
为评价该系统在现场的应用性能，先后对安阳、郑州、洛阳和西安等地的考古发掘现场工地调研基础上，选定陕西省西安地区三个古代墓葬遗址，在陕西省考古研究院配合下进行了现场应用试验。现场应用试验研究结果显示，该系统环境数据采集迅速、准确，视频采集图像清晰、可靠，整体系统运行稳定，可操作性强，满足考古发掘现场对下空墓葬预探测的实际需要。
应急处置与保护——针对目前考古现场出土遗迹遗物保护处理方面急需解决的诸问题，项目组整理制订了一整套应急处置的操作办法，包括：田野考古发掘中普通遗迹遗物的应急清理、处置方法;濒危遗迹遗物的现场加固、封护方法;重要遗迹遗物的起取、迁移方法。通过起草《考古发掘现场出土文物应急保护处理手册》，就田野考古中常见的遗迹遗物之处置方式——包括检测项目、加固封护(包括常用设备、工具、材料和方法等)、起取保存(包括常用设备、工具、材料和方法等)和记录方式等一系列工作过程，制定简便易行的规范化的操作指南。同时，完成考古现场遗迹遗物保护处理所需设备工具集成。
现场环境与分析设备集成—— 文物分析设备和文物现场环境的监测分析设备，构成对现场文物提取和保护的两大技术基础支撑。为实时快速地获得考古现场特别是在遗物出土时的环境状况，为遗物保护提供必要的环境数据参考，项目组充分考虑了移动考古的需要，研制了能够在考古现场使用的移动环境监测系统。该系统包括10个数据传感器和2个无线汇集器、1个数据路由器和1台数据服务器。该套系统在在山东寿光考古工地试验后，性能稳定，数据传输快捷，与同时在现场测试的美国迪克森公司的产品相比较，具有更加优良的耐低温性能，且探头布置灵活机动，探头与车载的服务器传输顺畅，实现了预期的功能。
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