2024年, 第42卷, 第14期　刊出日期：2024-07-28

  

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专题：水下考古探测技术发展

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  中国水下考古取得跨越式发展

  金翔龙

  科技导报. 2024, 42(14): 1-4.

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  水下考古是田野考古向水域的延伸，其以人类水下文化遗产为研究对象，是对淹没于江河湖海等水下古代遗迹和遗物进行调查、勘探和发掘的一门考古学分支学科。为贯彻习近平总书记关于文物工作的重要指示批示精神，2021年 10月，国务院办公厅印发《“十四五”文物保护和科技创新规划》，持续推进建设中国特色、中国风格、中国气派的考古学，更好认识源远流长、博大精深的中华文明。
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  2023年光学热点回眸

  谢兴龙, 李昕然, 童妙妍, 朱健强

  科技导报. 2024, 42(14): 5-37. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2023.12.01971

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  回顾了光学领域2023年的重大进展，盘点了光物理、光学材料和结构、生物和医疗光学、光与物质相互作用、光电子学、光学设计和仪器仪表、光学信息处理、光源与强场激光等研究领域的重要成果，探讨了其在未来可能会对人类生存及生活方式产生的积极影响。
专题：水下考古探测技术发展
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  中国水下考古的发展与展望

  孙键

  科技导报. 2024, 42(14): 38-47. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2023.11.01647

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  综述了中国水下考古的缘起经过、重要实践和发展历程。中国水下考古从“引进来”，经过多年实践，法律法规不断健全、工作模式不断完善、人才队伍不断壮大、事业取得跨越式发展。分析了当前水下考古现状，提出了6项发展建议：研究方向从单纯的水下考古向全面水下文化遗产保护转变；加强学科建设，完善水下考古学的学科体系；加强地球物理探测等水下考古探测关键技术的研发与创新，提高水下考古资源调查和数据获取能力；将深海技术及其他相关技术系统转化为深海考古能力；重视水下考古成果的挖掘、整理、阐释工作，推动水下考古成果的展示利用；加强国际合作。
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  中国深海考古三部曲

  宋建忠

  科技导报. 2024, 42(14): 48-60. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2023.11.01646

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  梳理了国外深海考古发展情况，介绍了中国深海考古的发展历程。从 2018年 4月西沙北礁海域深海考古调查，到2022年8月西沙海槽深海考古调查，再到2023年5月南海西北陆坡一号、二号沉船深海考古调查，中国深海考古经历了从零的突破，到沉船遗物集中发现，再到古代沉船重大发现的3个阶段。中国深海科学与技术在人文科学领域的应用使中国的深海考古迅速达到世界先进水平。提出3点建议：尽快完成南海西北陆坡一号、二号沉船考古调查与综合评估，为该沉船遗址后续的研究、保护、阐释和利用提供重要依据；根据初步形成的深海考古调查技术、方法与流程，未来有计划、有目标地对已发现水下文化遗存较多的礁盘周边海域和古代重要航线节点海域开展系统的区域调查；结合南海西北陆坡一号、二号沉船遗址，进一步开展中国深海考古专用技术与装备的研发。
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  水下考古机器人研究与应用进展

  郭威, 徐高飞, 王敏健, 李滨, 高森, 袁博

  科技导报. 2024, 42(14): 61-72. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2023.07.01101

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  作为开展水下文化遗产探测的主要工具，水下考古机器人具有广泛应用。根据水下考古工作的具体内容、典型作业流程和现有工作开展情况，总结了水下机器人考古工作的主要特点。从通用水下机器人入手，分类介绍了遥操作水下机器人、载人潜水器和自主水下机器人的主要特点及其在水下考古中的典型应用，并介绍了国内外水下考古专用机器人的具体情况。从作业模式、作业功能和智能化水平等方面展望了水下考古机器人的发展趋势。
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  国外水下考古探测技术的发展趋势

  李滨

  科技导报. 2024, 42(14): 73-80. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2023.07.01100

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  梳理了国外水下考古探测技术，包括基于声学、光学和电法的传统海洋地球物理探测技术、水下考古无人探测技术、深海考古探测技术、遥感探测技术和水下高精度探测技术，通过介绍国外7个水下考古探测技术应用的实践案例，提出国外水下考古探测技术发展的5个趋势，一是水下考古的多源探测；二是深海成为水下考古探测的重要领域；三是与大数据、人工智能技术的融合；四是水下遗址的监测与虚拟复原；五是加强国际合作与知识共享。
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  综合海洋勘测技术在长江口二号沉船打捞过程中的应用

  于小刚, 梁国庆, 刘芝波, 隋海琛

  科技导报. 2024, 42(14): 81-90. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2023.10.01605

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  长江口二号沉船成功整体打捞出水，是中国水下考古又一里程碑式的重大成果，海洋勘测技术在沉船打捞过程中发挥了至关重要的作用。介绍了整个施工打捞过程中应用到的海洋勘测技术，包括沉船周边海底地形测量、沉船位置姿态探测、岩土工程勘察、海洋水文环境监测、多船舶网络化导航定位、钢桩定位监测、沉船姿态实时监测等。一系列海洋勘测技术的创新与应用，为长江口二号沉船整体打捞出水提供了重要的数据基础，极大提高了施工作业效率，开创了综合海洋勘测技术在水下考古及沉船打捞领域的系统作业模式。
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  水下沉船的高精度三维地形探测技术——以老牛礁沉船为例

  刘伯然, 许江, 房旭东, 胡毅, 王立明

  科技导报. 2024, 42(14): 91-98. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2023.11.01649

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  水下沉船是水下考古的重要组成部分。多波束声学遥测是实现水下沉船安全高效探测的有效手段。通过对老牛礁沉船开展的多方位角、不同参数的多波束声呐测量，获取了老牛礁沉船这一微小地形异常沉船遗址的地形和赋存情况。多波束探测显示老牛礁沉船遗址长约10.5 m、宽约3.6 m，沉船隔舱板5条，长度约1.8~3 m，高出海床仅约10~20 cm，与水下探摸结果相符。通过数据分析比对，给出实测中探头距离、船速、遮挡等因素对沉船分辨效果的影响。结合理论分析和海上调查实践经验，得出提高水下沉船探测精度的途径，具体为聚焦扫测开角，作业时减慢船速，设计多方位往复测线等。
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  三维合成孔径技术在水下浅埋目标物探测的应用

  贺惠忠, 章仲怡, 谢安远, 陈栋, 李正元, 何西

  科技导报. 2024, 42(14): 99-107. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2023.07.01102

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  水下浅埋目标物的探测是水下考古和海洋探测的难点。梳理了现有水下浅埋目标物探测技术，认为传统水下掩埋物探测技术尚存不足，三维合成孔径声呐技术更具优势。通过对海底古沉船的实测，认为三维合成孔径声呐能够有效获得浅掩埋目标物三维结构状态、埋深情况和高分辨率图像等信息，可以更有效地实现对水下浅埋目标物的探测与精确识别。
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  区域系统调查的水下考古——以渔山列岛海域为例

  王光远, 李滨, 林国聪

  科技导报. 2024, 42(14): 108-115. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2023.07.01104

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  通过渔山列岛海域水下文化遗产资源调查实践，探讨了水下考古区域系统调查方法、工作流程和价值内涵。研究表明，水下考古区域系统调查方法的核心是全面性和系统性，其工作流程可以分为5个步骤：全面系统梳理背景资料—筛选水下重点调查区域—寻找水下遗存疑点—水下遗存的排查确认—水下遗存的信息采集。目前，水下考古区域调查方法还存在较大挑战，主要包括调查标准尚未统一，应用性研究缺乏；海洋地球物理探测技术有待突破；水下能见度、水深等因素影响水下探摸的效率；埋藏较深或环境复杂的水下疑点确认难度大。建议应加强水下考古区域调查方法的应用性研究；积极引入新的技术手段和设备；注重跨学科合作和国际合作与交流，不断丰富和完善区域系统调查的方法论体系。
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  超短基线定位和流速剖面在圣杯屿沉船水下考古中的应用

  黄泽鹏, 冉德禄, 阮永好

  科技导报. 2024, 42(14): 116-124. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2023.07.01103

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  介绍了超短基线定位系统和声学多普勒流速剖面仪的工作原理和应用场景。根据漳州圣杯屿沉船水下考古工作需求，综合使用2种设备开展实时数据采集和分析，得到了高精度的水下绝对位置信息，以及精确的流速向等潮汐水文观测数据，从而提高了遗址定位精度，建立起对整个遗址海流剖面的实时监控，创新性地研发出一套水下考古实时定位监测系统，保障了水下考古作业安全，为沉船考古发掘工作提供技术支撑。对于工作中存在的定位跳点等问题，通过改进超短基线系统的抗干扰设计，增强了其在环境中的稳定性和可靠性。
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  宋元以来中国沿海古代沉船的考古学观察

  陈浩, 梁国庆

  科技导报. 2024, 42(14): 125-136. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2023.11.01648

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  航海在海洋文明史上具有十分重要的地位，而船舶是航海活动的主要载体。梳理了宋元时期以来的重要沉船遗址27处，其中宋代沉船遗址11处、元代6处、明代7处、清代3处，利用考古学这一专门研究古代遗存的学科对这些沉船实物遗存观察、研究，初步了解沉船的性质、沉没原因、古代造船使用的木材、造船的技术与工艺以及航海技术；通过船上运输的货物可以初步探讨当时的海洋贸易活动及海商行为，利用船上保留的船员或商人的日常生活用品还可以初窥古代船上“微型社会”的面貌；从另一个角度反映中国古代船舶制造、航海活动、海外贸易发展演变的历史，再现船上人员和流动社群的生活场景。