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基于遥感的考古景观环境与景观设计

Firoozeh Agha Ebrahimi Samani1*和Behrang Bahrami1

1德黑兰大学环境研究生院环境设计系,伊朗德黑兰

通讯作者:fsamani@ut.ac.ir

DOI:http://dx.doi.org/10.12944/CWE.10.3.17

从过去来看,自然结构和人文特征的结合创造了一个特定的文化考古景观。在文化景观综合保护的新范式中,考古遗址和建筑在更广泛的范围内进行评估,并在自然环境中给予相当的关注。随着时间的推移,通过关注环境数据的整合,认识到遗产与人民之间的联系,指导我们找到破坏的原因,也指导我们进行最好的保护。因此,除了环境因素外,考古遗址还需要对遗址及其环境进行保护和修复。在本研究中,除了环境解译外,还结合不同的科学数据,应用了卫星数据处理和图像分析。这些研究的结果为调查和认识从过去到现在的生态、考古和人类结构的搭配提供了全面的信息,并根据广泛的环境研究和所讨论的考古景观原则所产生的目的和策略,进行了环境设计的尝试。


考古遗址;生态结构;环境设计;卫星数据处理;图像分析

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李建军,李建军。基于遥感技术的考古景观设计研究。当代世界环境2015;10(3)DOI:http://dx.doi.org/10.12944/CWE.10.3.17

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收到: 2015-09-28
接受: 2015-11-26

介绍

“文化景观”一词包含了人类与其自然环境之间相互作用的各种表现形式,以及关于思想和意义、概念和解释、动态和对话的各种表现形式。文化景观是人类与自然系统长期相互作用形成的独特景观。

文化景观是自然地理过程和社会文化过程共同作用的复杂现象,其研究方法侧重于更广泛空间尺度上的土地利用/生态系统的镶嵌。主要目标包括文化和景观价值,以及生物多样性和经济生产力,并关注景观组成和配置(Bender et al. 2009)。

文化景观也存在于人们的记忆和想象中,与地名、神话、仪式和民间传说有关。

对于考古学家来说,文化景观中的艺术效果是很重要的;对历史学家来说,景观的视觉或书面文件是最重要的;对于艺术家或游客来说,主要是美景的联想价值。越来越明显的是,单个景观的历史特性得到了强调。记忆和联想在观者的脑海中被带走。通过保护方法,景观本身保留下来,作为对过去的持久纪念。文化景观非常多样,考古景观只是其中之一。管理考古景观需要解决许多问题,因此需要一种跨学科的方法,涵盖历史、艺术、地理、建筑和景观建筑、考古学、人类学、法律研究、生态科学、社会科学(包括城镇规划、传播和市场营销、社会学、财务管理、口译、培训和教育),以及景观的各种用途,如农业、林业、文化景观可能与居住在其中的人的生活传统直接相关,或者在一些设计的景观中,如花园,生活在它周围。这些联系来自于相互作用和对景观的感知; such as beliefs closely linked to the landscape and the way it has been perceived over time. These cultural landscapes mirror the cultures which created them (Fig.1) (Taylor, 2008).

文化景观是文化与自然、物质与非物质遗产、生物与文化多样性的交汇处——它们代表着一张紧密编织的关系之网,代表着文化的本质和人们的身份……它们象征着人们日益认识到当地社区与其遗产、人类及其自然环境之间的根本联系(Rössler, 2006)。

图1:伊朗南部沙普尔平原比沙普尔考古城的人类住区遗迹


图1:比沙普尔人类定居点的遗迹
沙普尔平原上的考古城市-伊朗南部
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事实上,文化景观是在时间和地点的范围内生长和生存的。从过去人类在自然中的建设一直受到社会生活发展过程的影响,自然和历史事件导致了文化景观的创造。这些景观将过去的自然历史问题与未来时代联系起来,并以其普遍的鲜明特征呈现出来(UNESCO, 2009)。

那么考古景观就可以被看作是集体记忆的储存库。鼓舞人心的风景可能会通过绘画、诗歌或歌曲的描绘而为人们所熟悉。但随着工业化的到来和全球变化,许多人意识到他们已经失去了与景观的精神联系(图2)。

图2:伊朗西北部Takhte Soleyman (Shiz)考古景观


图2:塔赫特的考古景观
伊朗西北部的索莱曼(什叶派)

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考古文化景观往往反映了人类可持续利用的具体技术,考虑到它们所处的自然环境的特点和局限性,以及过去与自然的特定精神关系(图3)。

在这些遗址中,遗产作为不可再生的自然资源,是指过去人为和自然变化的文化景观。生态和考古研究,包括探索和开发过去的景观,提高了保护自然和遗产的意识。当代考古遗址主要是人为活动的产物(Saruhan Mosler, 2012)。

图3:伊朗西北部山间平原地区Takhte Soleyman考古人类栖息地卫星图像


图3:苏莱曼塔的卫星图像
山间人类的考古栖息地
伊朗西北部的平原地区

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根据历史-自然视角的综合环境保护新范式,以遗址博物馆的形式进行设计。在遗址博物馆中,遗址、古建筑和纪念碑被视为自然环境中环境组成部分的一部分。此外,该地区的地形高度、地形形状、河流、地表水、地下水(喷泉、渡槽等)等生态结构,农田、园林、天然原生森林、草甸等形式的植被和土地利用,以及聚落、工业、通道、田野、园林等土壤质地等特征,都得到了环境保护和修复。

材料与方法

伊朗高原是一块高地,但其边缘的海拔高度比中部地区高得多。考虑到伊朗高原周边山区的地貌特征,水资源、植被覆盖、野生动物等自然资源的分布不同,但又相互关联、相互联系,形成了一个上下相关系统。由于地形和水分含量的关系,这些相关系统导致了温度、气候条件和植物覆盖的显著降低。山区丰富的水资源在崎岖的平地和平坦的平原上创造了适宜的牧场(Beck, 2003)。

虽然这片高原是一块高地,有几座山脉,内陆有盐湖和湖泊,但它的边缘地带(Alborz和Zagros)要高得多,周围是大片的岛屿型山峰和广阔的平原,形成了一个上下相关的系统(Heydari, 2007)。

自古以来,伊朗的自然形态各异,为山谷、山脉、平原和河岸提供了人类的居住场所。研究历史地理以及文明与各国能力、潜力和资源之间的关系表明,古人从自然中获得了最初的信息,并将其所采用的知识应用于设计和建造自己的住所(Beck, 2003)。

伊朗境内的古村落和人类栖息地大多形成在山间平原上,这些平原一方面具有海拔、水和牧场的优越条件,另一方面又远离高海拔、冰雪覆盖。

山区平原地区的这些生活方式的变化引起了当地居民的强烈反应。

图4
图4
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这种反应的迹象,与上层和下层的自然和谐相处,可以在波斯的家庭决策中看到,从几千年前开始,季节性迁徙本身就符合自然的生成或空间规划,并在山谷,高地和平原的尺度上寻找定居地点(Irani Behbahani等人,2008;Kruckman, 1987)。

例如,考虑到Marghab平原的自然结构,Polvar-Sivand古河谷旁边是“High Zagros”山脉和山地平原之间的组合。这个山地平原地区包含了永久的季节性流动的波尔瓦尔-西万德河及其几个分支。

这为不同种类的原生植物的生长提供了适宜的自然条件。前面提到的河流有一个永久的流动,蜿蜒穿过玛格布平原的北部地区,帕萨尔加德的考古景观属于公元前560-330年的大阿契美尼德文明。(图五)。

图5:Pasargadae考古景观卫星图像,自然结构与古聚落相结合


图5:Pasargadae考古景观的卫星图像,
自然的结合
建筑和古代聚落
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各种气候特征的存在以及上(高地)、中(平原)和下(河流)地区的地理自然结构,在山地、山地平原和河岸之间产生了几种不同的生态系统(Bahrami et al. 2014)。

由于考古景观中蕴含着历史上人们的部落价值观,它们总是吸引着游客。由于缺乏对这些景观的规划和设计,以及附近城市和交通的发展,导致了它们的逐渐退化。

全球环境运动对考古文化景观很感兴趣,因为许多考古文化景观对自然保护很重要,并且可能包含对保护生物多样性有价值的栖息地。甚至一些精心设计的景观现在也被认为是重要的基因库(UNESCO, 2009)。

图6:居鲁士大帝墓附近帕萨尔加德考古遗址的伊朗新年仪式


图6:帕萨尔加德的伊朗新年仪式
附近的考古遗址
居鲁士大帝之墓
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随着现代旅游的发展,景观的连续结构及其与古代和自然元素的纠缠为考古景观的保护创造了新的途径。

这种方法使露天博物馆框架内的考古景观规划成为可能。

保护这些景观可以促进可持续土地利用的现代技术,并可以维持或提高景观的自然价值。传统土地利用形式的继续存在支持着世界许多地区的生物多样性。因此,保护传统文化考古景观有助于维持生物多样性。

除了随着时间的推移而出现的人为和自然过程外,在遗址上进行的考古活动也改变了遗址及其景观的视觉,物理和空间外观。一方面,这经常导致场地和周围环境的恶化,降低了其美学价值,但另一方面,它不可避免地打开了关于过去文化的广泛事实。在这方面,挖掘后的场地美学状况总是非常关键的。

图7:伊朗法尔斯省比沙普尔考古城的破坏性挖掘改变了景观


图7:比沙普尔的破坏性挖掘
法尔斯省的考古城市
伊朗改变了局面

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由于公众兴趣的增长和随之而来的大众旅游,考古遗址被认为是一个重要的吸引点。因此,需要规划新的服务和设施,以支持区域或地方的增长,并通过综合规划原则减少开发的损害和影响。关于开发古代遗产的威胁,De La Torre(1995)讨论了考古遗产面临着越来越大的破坏风险,这些风险来自不受控制的开发、新的基础设施系统、过度的参观以及试图为游客保护遗址的不适当干预。为了减少所有这些影响,考古遗址应该在其设置中呈现,这需要一个综合的规划和呈现概念,因为考古遗产的使用是旅游和遗产概念都是不可分割的术语(Saruhan Mosler, 2012)。

考古景观修复的挑战部分是自然的,部分是文化的。因此,它超越了自然科学领域,以跨学科的方式整合了社会科学、人文科学和地方知识(Irani Behbahani等人,2010a)。

做的结果和其他研究人员对考古景观进行的平行研究表明,伊朗考古城市的形成符合自然规范和恒定的环境因素。在所有的研究中,共同的是基于不断现代化发展的居住工程。毫无疑问,古人基于自然的神圣性和自然环境的潜力的经验以及他们对这些因素的尊重,是他们在沙漠中建造花园,在山上建造沼泽,在文化和经济战略道路,最终使他们的居住从山区到平原完全符合自然的思想和观念的基础。

新方法

露天博物馆考古景观环境设计的综合保护


综合保护是考古遗址保护的新课题之一。在这一类别中,考古遗迹的位置是在一个更广泛的称为考古景观的领域中进行评估的,这些遗迹被认为是这些景观的自然床的环境的一部分。在我们被赋予的新视角下,放置在自然因素和生态特征旁边的考古遗迹得到了保护和修复。

因此,认识该地区的自然特征,如高程特征、地貌特征、水文地质特征(包括泉水和地下水)、植物特征、土地利用特征(以农田、农场、花园和原生丛林的形式)等环境特征及其与人类生活的相互作用及其不断的干扰和聚落、工业、道路、农场等具有重要意义。这些相当多的研究揭示了随着时间的推移,景观正在发生变化。因为自然特征共同为人为特征的形成和完成创造了一个动态环境,而人为特征又与上述特征相互作用并发生变化。

露天博物馆不仅保护了纪念碑及其自然文脉,而且使游客了解了时间的变化,也熟悉了挖掘活动。事实上,这些景点为游客提供了娱乐和教育的可能性。然而,以下过程对于露天博物馆的最佳设计似乎是必不可少的。

在本研究和类似的研究中,提供了不同的信息,包括地质、植物学、水文和水文地质、构造、区域等,以认识该地区的生态规范和自然结构,以及这些结构在人类居住形成中的作用和影响。

这些信息层的对应导致了结构关系的新结果。环境成分之间的关系产生了解释和证明人类文明的形成及其作为古代城市的占领的潜力(Irani Behbahani et al. 2008)。

考虑到大多数考古占居在自然景观中的位置,以及它们独特的规格和广泛的研究范围,从进入生态和地貌结构的角度,以及在塑造和识别整个自然历史集合中感知环境各部分之间的相互关系,对于进行不同领域和尺度的跨学科研究至关重要。

结果

考古景观中自然、文化和历史的多学科分析


通过扩展跨学科的方法和技术的发展,软件设施一直在为科学研究服务。同时,利用辐射遥测和光谱技术研究自然历史景观在世界范围内具有重要意义(Iannone, 2002)。

近年来,利用不同尺度的卫星数据并将其与专业实地研究相结合,产生了综合信息来调查和认识从过去到现在的生态和居住结构的搭配。在生态考古学等跨学科研究中使用辐射测量和光谱距离测量具有重要意义。遥测数据、航空和卫星解译可以作为识别自然和人工结构及结构现象的良好手段。

利用卫星分析评估系统完成专业研究是绝对必要的。在古代城市中,尽管现代人口的疏散,生命之流仍然存在,对系统间关联的生命和非生命的精确模型的追求使研究人员找到了这些占位是如何形成的原因。此外,这些通常通过使用现代软件系统和数据库收集的分类和分类的信息将由各种科学专业的专家进行分析和研究(Kruckman, 1987年)。

遥感数据和图像分析被用作调查自然地层和人造结构的主要工具(Bahrami et al. 2007)。

Wilkinson(2003)在研究该技术在近东和中东地区的应用时,提到了对景观考古有用的基本成像系统,为了实现本研究的目的,使用了各种综合专题数据集。

以Pasargadae露天博物馆为例,通过对ETM+和Quickbird卫星数据的专业处理,在不同尺度和研究层次上对该地区的生态结构、景观特征和自然历史床进行研究,并在文化视角的框架下明确给定自然历史结构最突出的特征及其相互关系和相互作用。

ETM+和Quickbird遥感数据生成了专题图像,极大地增强了对考古资源、地点及其地质环境变化历史演变的认识。

帕萨尔加德位于马尔加布平原,其景观是绿色的耕地,广阔的牧场,零星的村庄和一些古老建筑的遗迹的结合。这片平原海拔1840米,最高1870米。在北部和东部,它变成了低山丘和平原,并在南部和西南被Bolaghy峡谷的高架地区所包围(Bahrami et al. 2007)(图8)。

图8:波尔瓦尔河在玛格布平原内呈北向南流动。


图8:波尔瓦尔河有一个由北向南的方向
马格布平原内的水流方向。

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Polvar河在Marghab平原内由北向南流动,向南蜿蜒进入Bolaghy峡谷。塞万是波尔瓦尔河的一部分,从Bolaghy峡谷向南流。西部和西南部的自然地貌和山地地形,以及北部和东部的丘陵,使其成为一个被自然分区包围的封闭空间。

毫无疑问,这一点以及有利的土地、水资源和适当的防御特征,是选择阿契美尼亚国王作为第一个波斯帝国首都的重要原因。

根据摄影地质学和遥感影像分析,该地区具有特殊的地貌特征,农田面积大,村庄分散,自然景观丰富。临近低地的高崖陡坡、岩溶溶洞、构造变形和断层层状单元等不同地貌特征的广泛发展,形成了独特的自然景观(图9)。

图9:波斯第一帝国阿契美尼安在博拉格峡谷的遗迹


图9:阿契美尼亚的遗迹
(第一个波斯帝国)在博拉格峡谷

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该地区的地貌特征、平原上沉积的细粘土质沉积物、地下水位深度、植被覆盖度、植被生长率、土壤含水量及其类型均具有不同的反射率和记录的电磁辐射。卫星图像中记录的这些差异是描绘和分离地质环境的最有力工具。该地区的冲积盖度为高能量洪泛河流,沉积了含碎屑大颗粒碎屑沉积物的冲积型扇状沉积物,环境湿度低,植被覆盖度差。Marghab平原是一个以树突状排水流为特征的洪泛平原,它将地表水重新注入Bolaghy峡谷,这是Polvar河和Marghab平原的主要流出系统(Bahrami et al. 2007)。

Bolaghy峡谷中的Polvar河遵循网格模式,这是由基岩的薄弱区域造成的,这些区域对侵蚀的抵抗力不同。格状模式通常表明,该地区的下部是交替的抵抗特征带,相同的山谷是由陡峭的岩石斜坡或悬崖围成的狭窄的短段。这些被称为“水缺口”(Samani, 2002)。

实际上,河流流经一个狭窄的缺口,即横跨河流的山脊。在退化之前,这个狭窄的缺口作为屏障或天然水坝,在Pasargadae所在的上游(Marghab平原)形成了一个水库(当地湖泊)(图10)。

图10:基于遥感数据分析和跨学科研究的Pasargadae考古景观可视化


图10:可视化考古景观
Pasargadae的遥感研究
数据分析和跨学科研究

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湖泊的边界由地质证据、农艺标准和处理过的卫星图像确定,揭示了与周围平原的一般纹理相比,绿色植被覆盖的纹理存在差异。考虑到西部和南部地区湖泊的存在,以及居鲁士大帝墓的位置和朝向,可以得出结论,原来的入口道路与现在的位置不同。

讨论

运用不同的研究方法,分析数据,分类和推断发现,在一个互补的过程中,导致自然环境和古代占用的模拟。在研究自然考古景观的现代方法中,他们在各种环境专业中使用卫星分析系统。在本研究过程中,他们还利用遥测技术在GIS中编制数据库(Iannone, 2002;芮妮1999)。

不同结构之间的联系,引导研究人员通过比较现有信息和文化考古文献,并引入过去的文化观,最终使他们找到占领的破坏原因。这也将引导他们去除前几个世纪的秘密面纱和复杂性,并为大多数问题找到合理的答案(Irani Behbahani et al. 2010 a)。

目前,人类作为农民、考古学家或游客的存在也完善了该地区文化景观的概念。因此,露天博物馆的计划通过“几个世纪以来人类在自然中穿行”的主要理念来呈现。

在跨学科研究的基础上,最终对Pasargadae露天博物馆进行了进一步的设计,确定了退化因素。重点是保护生态结构和考古元素,让游客了解创造的起源和随后的变化,最终享受视觉/精神上的接触。

根据广泛的环境研究和讨论的文化景观原则所产生的目的和策略,在提出的计划中,我们试图提出一个与周围景观简单和谐的计划,这有助于向本地和非本地的可持续游客介绍文化景观。

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