摘要: 　　　　一、概述　　　　区域考古调查是聚落考古研究的重要方法。调查的对象或是一个区域内的共时遗存调查，以获得同时期遗存的分布规律、与自然环境的关系以及聚落分层等信息；或是一个区域内历时遗存，以获得该地区古代文化的历时变化，建立区域考古学文化序列。而遗存及其所处的地理环境是考古调查需要收集的最基本资料。前者大致包括遗存的位置、规模、聚落布局模式、年代、文化属性等，后者大致包括区域地形地貌特征、水文、

　　　　一、概述

　　

　　区域考古调查是聚落考古研究的重要方法。调查的对象或是一个区域内的共时遗存调查，以获得同时期遗存的分布规律、与自然环境的关系以及聚落分层等信息；或是一个区域内历时遗存，以获得该地区古代文化的历时变化，建立区域考古学文化序列。而遗存及其所处的地理环境是考古调查需要收集的最基本资料。前者大致包括遗存的位置、规模、聚落布局模式、年代、文化属性等，后者大致包括区域地形地貌特征、水文、遗存位置的微地貌状况、遗存与水系的关系等。

　　以常规方法开展区域考古调查时，调查人员往往使用卫星影像和地图作为基础资料。在卫星影像上规划调查区域，结合手持GPS标注调查采集点，使用和最终得到的图像完全是栅格图片，不能获得软件分析所需的矢量制图数据。如使用全站仪或RTK GPS测量遗址，由于这些设备的特性，调查人员很难得到大范围的地理信息资料，一般只能获得单个遗址的资料,不利于在大区域内进行横向比较，给进一步分析遗址间以及遗址与自然环境的关系造成了困难。同时，常规方法测绘复杂地形需要耗费大量时间和精力，影响了工作进度。如果没有对基础数据进行准确的计算分析，调查结论也会因缺乏基础数据的支持而显得主观推测成分居多、科学依据不足。

　　随着科技进步，特别是计算机技术的发展，大量软硬件为获取和分析研究调查资料提供了更为科学、准确的手段，全站仪、RTK GPS、无人机等硬件和Agisoft Photoscan、Global Mapper等软件，加上通过网络获取的卫星影像、数字高程模型可以让调查人员高效获取地形地貌和遗存的位置、规模、遗迹形态等数据。使用地理信息系统软件（ARC GIS）对上述手段获取的基础数据深入加工，可以完成对区域调查资料的分析和研究。笔者在博尔塔拉河流域区域考古调查中利用这些方法获得了大量基础数据，并进行了初步分析，得出了对该区域古代文化的新认识。

　　二、博尔塔拉河流域概况

　　博尔塔拉河流域位于新疆博尔塔拉蒙古自治州的西部，博尔塔拉河发源于阿拉套山和别珍套山汇合处的洪别林达坂，河长252公里，流域面积15946平方公里。该河东西流向，汇集了南岸的鄂托克塞尔河郭勒、大河沿子河，北岸的哈日吐鲁克河及众多小河沟，最后注入艾比湖。（图一）

　　

图一 博尔塔拉河流域示意图

　　

　　　　该流域西、北、南三面环山，地势西高东低，向东呈喇叭口状敞开，与准噶尔盆地中的艾比湖相连。西北部是天山山系最北支阿拉套山，山脊线海拔3000米左右，最高峰4569米。北部是准噶尔盆地西部的玛依力山，山势较低，最高峰海拔2609米。南部是天山西段，自西向东依次有别珍套山、察汗乌逊山、汗孜格山、库苏木且克山和科古琴山，山势较高，山脊线海拔3500－4500米，最高峰海拔5500米，是流域内最高点。两山系之间是博尔塔拉河谷地。这一区域处于亚欧大陆腹地，远离海洋和三面高山环列的综合影响下，平原区为典型大陆性气候，干燥、少雨、多风，四季气候悬殊，冬、夏季漫长，春、秋季短暂。

　　这片开阔的河谷地带地处欧亚草原中部，连接着中亚地区与中国内地，是东西方古代文化交流的重要通道。其西侧为安德罗诺沃文化的中心区：大部分在哈萨克斯坦共和国境内的七河流域；东北则是位于俄罗斯境内的著名的米努辛斯克盆地，这个盆地孕育了阿凡那谢沃、奥库涅夫、卡拉苏克等古代文化，这些文化与中国的多支考古学文化有着千丝万缕的联系。

图二 博尔塔拉河流域遗址分布示意图

1.阿敦乔鲁遗址 2.乌苏特别珍西山坡遗址 3.乌苏特别珍遗址 4.乌苏特别珍南山坡遗址 5.阿奥特遗址 6.古丽加巴墓地 7.呼拉别珍遗址 8.库克他乌遗址 9.那仁乌苏遗址10.哈拉欧遗址 11布热村遗址12.鄂特克塞尔西南检查站墓地 13.鄂特克塞尔吐日根遗址 14.黑山头遗址 15.呼斯塔山前遗址16.呼尔托勒哈遗址 17.呼斯塔山顶遗址 18查干萨伊遗址 19.加木楚遗址 20.沙比布留克遗址21.呼吉尔图北遗址 22.呼吉尔图南遗址 23.沙比布留克吐日根遗址

　　2010年，中国社会科学院考古研究所开始对博尔塔拉河上游的阿敦乔鲁遗址和墓地进行发掘，确定其年代为距今3900－3700年，属于早期青铜时代的安德罗诺沃文化。这一区域内分布着大量与阿敦乔鲁遗址形态近似的石构建筑群（图二）。为厘清这些建筑与阿敦乔鲁遗址的年代关系以及它们在整个区域是否分级等问题，进而研究该区域内青铜时代早期的社会复杂化进程，我们对博尔塔拉河流域温泉县的部分地点开展了区域考古调查和重点试掘。

　　调查发现的大量遗址相互联系而又分群分布在由冰碛堤等自然地形分割的小区域内，关系紧密的遗址群可划分为四个古代文化小区：乌苏特别珍、阿敦乔鲁、沙比布留克、呼斯塔（图三）。四个区面积不等，遗址分布形态不同，遗址数量也有区别。

图三 博尔塔拉河流域文化小区示意图

　　呼斯塔小区位于博尔塔拉河流域中游、温泉县城东北，该区面积最大，超过了27平方公里，包括查干萨伊、大呼斯塔、小呼斯塔、呼尔托勒哈、小呼斯塔附属的黑山头、呼斯塔山前、呼斯塔山顶等7处遗址。

　　沙比布留克小区东部以一道南北向的冰碛堤与呼斯塔小区相隔，面积约为7平方公里。该区有沙比布留克吐日根、沙比布留克、加木楚、呼吉尔图南、呼吉尔图北等6处遗址。

　　阿敦乔鲁小区位于博尔塔拉河流域上游、温泉县城西北部，面积约13平方公里，这里散布多处居址，偏南处为墓地。

　　乌苏特别珍小区在阿敦乔鲁小区以南，中间以博尔塔拉河为分界，面积3平方公里多。该区有乌苏特别珍西山坡、乌苏特别珍和乌苏特别珍南山坡3处遗址。

　　除了这四个小区，一些规模较小的遗址零散分布在流域内，包括布热村、哈拉欧、那仁乌苏、呼拉别珍、阿奥特等。这些遗址的面积、遗址内居址的规模和数量均较小。

　　三、调查的技术路线

　　（一）测量控制系统的建立

　　为了使无人机拍摄的各遗址照片与免费获取的整个区域卫星影像、数字高程模型等数据能够进行整合，首先确定使用1954年北京坐标系在调查区域内建立统一的坐标测量控制系统。我们购买了一组（至少为3个）已知控制点的1954年北京坐标系三维坐标数据，建立了整个区域的测量控制系统。然后使用RTK GPS远程移站，以已知控制点为基础，每个遗址至少测量3～4个临时控制点的三维坐标数据，作为超低空拍摄的测量控制框架。发掘或试掘中的布方也基于大地坐标系统的测站数据，使用全站仪或RTK GPS放样测量，以便发掘或试掘资料可以纳入软件平台参与分析。

　　（二）无人机拍摄

　　自行组装的六旋翼垂直起降无人遥控飞机携带无反数字相机进行拍摄。这种无人机拍摄系统的优点是重量轻，便于携带，抗风性和稳定性好。拍摄使用的成像质量较好的手动对焦广角镜头，焦距选定在21～24毫米。

　　拍摄之前需要在拍摄区域内设定四个控制点，分别摆放30厘米×30厘米的红黄标志牌，使用全站仪或RTK GPS测定这四个控制点的三维坐标。在无人机升空前，根据飞行现场的光线情况，设定好相机的感光度、白平衡和镜头的对焦距离，以保证拍摄的影像对焦清晰、亮度合适，色彩自然。无人机升空后，操控飞机在拍摄区域内按照“几”字形飞行线路拍摄，同时保证相邻影像之间有80%左右的重叠度。遗址范围较大时，电池放电结束之前操控无人机降落，更换电池后继续飞行拍摄。

　　（三）数据处理

　　1.预处理 无人机拍摄的大量数字影像无需全部导入分析处理软件。由于此次调查的遗址地表植被稀少，也没有建筑物，所以相邻影像的重叠度为60％时即可生成完整的三维模型，可以挑选奇数或偶数序号的影像参与处理，减少计算机的处理时间，提高工作效率。如果拍摄过程中受到低空云朵的影响，部分影像的亮度、反差不理想，需要先在Adobe Photoshop软件中调整，达到最佳效果。

　　2.三维重建 将预处理后的影像导入AgisoftPhotoscan软件，按照操作步骤得出遗址区域的三维模型，在三维模型上准确标注四个控制点的位置，按顺序输入控制点的三维坐标数据，对模型实施绝对定向，将三维模型安置到统一的大地坐标系中。

　　3.数据导出 根据绝对定向后的遗址三维模型，可以生成遗址的正射影像图和数字表面模型，正射影像图的地面分辨率一般设定为2厘米，数字表面模型的地面分辨率可以设定为5厘米。由于此次调查的遗址地表植被稀少，生成的数字表面模型与数字高程模型完全一致。

图四 遗址微地貌测绘图

图五 制作博尔塔拉河流域遗迹测绘图

　　4.数据再加工 将数字高程模型输入GlobalMapper软件中，可以生成等高距为0.5米或1米的等高线，制作遗址微地貌图（图四）。将正射影像导入到矢量制图软件可以绘制地表遗迹图（图五）。在Global Mapper软件中叠加数字高程模型和正射影像，可以得到影像中任意遗迹、遗物的三维坐标数据。

　　四、区域数据整合与空间分析

　　调查和试掘获得的资料、超低空拍摄获取的遗址地形地貌和遗迹分布等资料，最终需要通过地理信息系统软件进行空间分析，来进一步探讨遗址之间和遗址与环境的关系。

　　首先免费获取的SRTM数字高程模型（DEM）和ETM卫星影像进行坐标系转换，使其与超低空拍摄获取的影像、地形图等数据具有同样的坐标系，然后在地理信息系统软件（ARC GIS）中对各种数据进行集成和一系列的空间分析（图六）。

图六 区域数字高程模型（DEM)

　　（一）试掘资料的分析

　　对试掘获得的陶器进行类型学的分析和对兽骨标本进行年代学测定。都是传统考古学的方法，不同的是，我们将这些标本根据坐标数据导入地理信息系统软件，直观地判断一定区域内不同遗址的年代学关系和考古学文化属性。

　　（二）遗迹形态及空间关系分析

　　我们综合使用矢量制图软件和地理信息系统软件等，通过绘制遗迹平面图、标记遗迹位置等手段，比较同一遗址内和不同遗址间遗迹的平面形状与结构，以及遗址中遗迹的平面分布特征和空间关系。我们发现博尔塔拉河流域青铜时代早期遗址有分散型和密集型两种布局模式。分散型遗址中遗迹散落在较大的空间范围内，相互之间的关系松散；密集型遗址的遗迹间则有密切的关系，平面布局往往有内在规律。

　　（三）遗址视域分析

　　遗址的视域分析在聚落考古研究中意义重大。古人选择居址的一般原则是背风、向阳、距离水源较近，考虑到聚落群中聚落间的关系，聚落间的可视范围以及相互通视情况则尤为重要。为了加强控制，地位较高的遗址或者军事要塞会占据较高的有利地势，以便监控依附在其周围的较小型遗址。也利于第一时间发现远距离敌情。

图七 遗址视域分析

1.阿敦乔鲁遗址 2.乌苏特别珍西山坡遗址 3.乌苏特别珍遗址 4.乌苏特别珍南山坡遗址 5.阿奥特遗址 6.古丽加巴墓地 7.呼拉别珍遗址 8.库克他乌遗址 9.那仁乌苏遗址10.哈拉欧遗址 11布热村遗址12.鄂特克塞尔西南检查站墓地 13.鄂特克塞尔吐日根遗址 14.黑山头遗址 15.呼斯塔山前遗址16.呼尔托勒哈遗址 17.呼斯塔山顶遗址 18查干萨伊遗址 19.加木楚遗址 20.沙比布留克遗址21.呼吉尔图北遗址 22.呼吉尔图南遗址 23.沙比布留克吐日根遗址

　　通过计算分析每个遗址的视域范围，我们发现小呼斯塔遗址附属的黑山头遗址视域范围最大，几乎涵盖了博尔塔拉河中游的南北两岸。它和对面的小呼斯塔遗址附属的呼斯塔山顶遗址南北遥相呼应，控制着广阔的草原。图七的红色区域为黑山头遗址视域，紫色区域为呼斯塔山顶遗址的视域，二者叠加，明显比白色区域的阿敦乔鲁遗址视域和粉色区域的乌苏特别珍西山坡遗址视域广阔得多（图七）。

图八 河流缓冲区分析

1.阿敦乔鲁遗址 2.乌苏特别珍西山坡遗址 3.乌苏特别珍遗址 4.乌苏特别珍南山坡遗址 5.阿奥特遗址 6.古丽加巴墓地 7.呼拉别珍遗址 8.库克他乌遗址 9.那仁乌苏遗址10.哈拉欧遗址 11布热村遗址12.鄂特克塞尔西南检查站墓地 13.鄂特克塞尔吐日根遗址 14.黑山头遗址 15.呼斯塔山前遗址16.呼尔托勒哈遗址 17.呼斯塔山顶遗址 18查干萨伊遗址 19.加木楚遗址 20.沙比布留克遗址21.呼吉尔图北遗址 22.呼吉尔图南遗址 23.沙比布留克吐日根遗址

　　（四）河流缓冲区分析

　　缓冲区是地理空间目标的影响范围或服务范围，具体指在点、线、面实体的周围建立的一定宽度的多边形。河流缓冲区是指以河流这种线性地理目标为中心，在其两岸建立的一定宽度的条形区域。在地理信息系统软件ARC GIS通过数字高程模型计算得到的地表河流是目前存在的河流，无从得知是否符合调查对象所处时代的地表情况，考虑到河流摆动、改道等因素，适当地建立一定宽度的缓冲区，可以尽量避免上述因素的影响。另外，建立缓冲区也可以直观地看到调查对象与河流的距离关系。

　　在博尔塔拉河流域，我们给定的缓冲区范围是1000米。除阿敦乔鲁、加木楚、查干萨伊三处遗址，其余遗址均坐落在缓冲区范围之内（图八）。可以看出博尔塔拉河流域青铜时代人类选择居址特别注意寻找靠近水源的地方（图九），一般不会超出距河流1000米的范围。

图九 遗址与流域面积的关系

　　（五）遗址与流域面积关系的分析

　　古代聚落的选址与自然环境，尤其是水资源有密切关系，可能需要同时考虑朝向、温度、降水量、水资源多寡等多方面因素。地表水的丰富程度是一个区域能否支撑古代人类长期活动的重要指标，拥有较多人口或地位等级较高的大型遗址占有的水资源往往更多。因此计算分析遗址所在区域地表河流、小溪、泉水及它们构成的流域面积，可以从一个方面验证对遗址规模或等级的推测。博尔塔拉河流域调查范围内的四个青铜时代文化小区中，呼斯塔小区拥有较多河流、季节性冲沟和泉眼，地表水资源十分丰富，因此这一区域内有较多遗址，其中的呼斯塔遗址面积最大（图一○）。

图一○ 呼斯塔文化小区的面积

图一一 呼斯塔遗址的面积

图一二 呼斯塔遗址大型居址面积

　　（六）文化小区和遗址面积分析

　　以往要界定文化小区、遗址甚至是单个遗迹的准确范围并测量其面积是一件十分困难的事情。现在，借助基础数据和相关软件，可以高效且准确地完成这项工作。

　　目前，很多基于互联网数据的软件中均有测量面积的功能。在软件中打开地图，找到调查遗址的所在地区，根据地表踏查的结果，便可以准确勾勒出文化小区和遗址的范围并测算出面积。我们用这种方法获得了前述四个文化小区的面积，呼斯塔小区面积最大，达到27.56平方公里。其中的呼斯塔遗址面积12平方公里，为整个流域之最。进一步放大分辨率，发现呼斯塔遗址中最大的石构建筑组合面积达4900余平方米。这是目前西天山北麓地区面积最大的建筑组合，很有可能是一处区域中心。（图一一、图一二）

　　五、结语

　　第一，通过对试掘得到的陶器进行类型学分析和对兽骨进行年代学测定，博尔塔拉河流域各遗址的石构建筑年代基本一致，大致为距今3900～3700年，，从试掘、发掘得到的遗物特征来看，这些遗址应该属于安德罗诺沃文化共同体。

　　第二，遗址的聚落模式特点鲜明。建筑均为石构结构，平面呈圆形、长方形或形状不规则形。一般垒砌砾石为墙，只有阿敦乔鲁遗址一号居址F1墙体是巨大的石板围立而成。聚落内部居址布局模式可分为分散型和密集型，以呼斯塔遗址为代表，绝大多数为密集型，阿敦乔鲁遗址则代表了分散型。山顶、山前遗址互为依托。呼斯塔遗址由南北三处山顶遗址（呼斯塔山顶、呼斯塔西山顶、黑山头山顶）和中间的山前冲积扇遗址构成；吐日根遗址则由吐日根山顶遗址和山前遗址构成；呼吉尔图南遗址包括了呼吉尔图南山顶遗址和山前遗址。根据测得的文化小区和聚落面积，博尔塔拉河流域的聚落址可分为大、中、小三个级别。呼斯塔遗址面积最大，其中最大的建筑组合面积达4900余平方米，属于大型聚落。阿敦乔鲁、乌苏特别珍西山坡、乌苏特别珍南山坡等遗址为中型聚落。其它零星分布的居址为小型聚落。

　　第三，绝大部分聚落分布在河流两侧1000米的范围内，符合近水源而居的选址原则。大型遗址往往占有更多的地表水资源，分布区也涵盖了更大的流域面积。

　　第四，从视域分析结果来看，呼斯塔遗址可视域面积广大，远超其它遗址。

　　综上所述距今3900～3700年前后占据博尔塔拉河流域的考古学文化应是安德罗诺沃文化共同体的一支。综合地表水占有量、年平均温度、遗址面积、单体石构建筑面积、聚落布局模式等因素，呼斯塔遗址应该是这支考古学文化的中心遗址。

　　（本文电子版由作者提供　作者：贾笑冰 中国社会科学院考古研究所 原文刊于：《考古》2017年第4期　注释有删减，详细内容请点击左下方“阅读原文”）