17座马蹄窑下面,还埋着24座更早的
新华社最近一期《半月谈》写景德镇的遗存保护,里头有个细节值得单独拎出来。陶阳里历史文化街区南麓遗址,圆的是辘轳坑,方的是陈泥池,17座马蹄窑一字排开。这17座下面,还埋藏着更早的24座马蹄窑和4座蛋形窑。
陶瓷在底层,明清陶瓷叠在上。透过封尘,人们还能依稀看见古窑址上的桩基。这块地方还有一个更特殊的身份:20多年前,为了尽可能完整地保护考古遗址,原位于遗址上的景德镇市政府大楼被迁移、拆除。景德镇市陶瓷考古研究所名誉所长江建新参与主持过数十处遗址保护发掘,他说拆了政府大楼为遗址保护腾地,放眼全国都属罕见。
先说结论:这类叠压窑址在三维记录上最怕的不是测不准,是测成了一张平面图。17座马蹄窑和底下的24座、4座,在平面上是重叠的,一份不带分层属性的点云交付出去,接手的团队看到的只是一片窑址遗迹的形状,底下还埋着东西这件事就丢了。分层属性必须在采集阶段就绑到每个数据点上去,事后补不回来。
叠压关系一旦抹平,窑址的使用史就断了
先说清楚叠压窑址是什么,为什么它比单层窑址难处理。
一口窑烧完,这地方就不能马上再挖新窑。窑体是夯土加砖的构造,占地不小,废弃之后还占着位置。后来的人要么在这口废弃窑的旁边挖,要么干脆把这口窑填埋掉,在填埋层上面重新起窑。几百年下来,同一片地皮下面就叠了好几层窑,有的叠了两三层,有的层与层之间夹着厚厚的填埋土。
那么从一条剖面上能读出什么?看层位能读出来。哪一层压在另一层上面,说明谁晚谁早。层与层之间的填埋土厚度,反映废弃到重建之间隔了多久。哪几口窑共用了同一层填埋,说明它们差不多同时被废弃。这些信息全在竖向关系里。
如果只测平面,得到的答案是:这一片有41座窑。这个答案在考古上是废的。41座窑分成两个时期还是三个时期?是共存还是替代?是原地重建还是填埋重建?平面图上完全看不出来。
叠压窑址的核心价值在竖向关系里。平面测绘能回答有多少座,回答不了哪座比哪座晚。
有人会问,钻孔取样把剖面画出来不就行了。这个办法有用,但它的成本和它能取到的位置是受限的。剖面是有限的几个点上的竖切片,两个剖面之间靠推测连起来。而窑体的形状是不规则的,窑室的边界在三维里是曲面,靠两三个剖面连线,那个曲面就是猜的。
三维记录的价值在于它不靠连线推断。它把竖向关系直接测出来,谁盖着谁,在数据里就是谁盖着谁,不存在中间那个靠推测补出来的曲面。
马蹄窑这个形制本身对三维记录的特殊要求
马蹄窑不是随便起的名字,它的外形像马蹄。这种形制源自龙的窑,主体是一段筒状窑室,窑门一端收窄成半圆,后端也收,中间是长条形的燃烧室。因为燃烧室要长,一座窑本身就占地不小,17座一字排开的长度相当可观。
蛋形窑更特别,它是镇窑。景德镇的蛋形窑窑室是一个蛋形的空间,前低后高,像是把窑室做成一个半埋的蛋。窑室顶部有拱券结构,墙体要能承受上部的覆土和拱的推力。
这两种形制在采集上都有各自的难点。
| 形制 | 几何难点 | 采集时的处理 |
|---|---|---|
| 马蹄窑 | 窑室为筒状,两端收窄,内部进深方向遮挡严重 | 站位要拉到能覆盖窑外轮廓,窑内以简测方式记录内壁轮廓,不追求全覆盖 |
| 蛋形窑 | 拱券顶部曲面,拱脚与地面交接处可能存在变形 | 曲面区域点云密度要加密,拱脚部位单独布设,保证变形区有数据 |
| 两者的共同点 | 窑体多为夯土与砖混合,表面风化层松散,局部存在后期修补 | 同一位置可能要采多期,后期修补层与原始窑体要能区分,材质差异是分层的重要依据 |
| 填埋层覆盖区 | 地表覆盖物遮挡,窑体轮廓部分不可见 | 可见部分测实,埋深轮廓靠揭露面数据加勘探手段约束,标注推断区与实测区的边界 |
| 桩基遗迹 | 残存桩基细小,出土高度参差 | 测区容易漏,需按探方逐格扫,不依赖远距离概扫 |
有一点得说明白。夯土窑体的表面风化是个麻烦。三维扫描靠激光反射获取坐标,夯土表面干裂、起皮、局部酥松,反射特性本身就不稳定,同一位置重复测可能出现不一致。这类表面的处理办法是控制配准精度,别指望单点的绝对精度,读几何趋势和形态关系为主。
另一个坑是积水和植被。景德镇雨水多,窑址低洼处容易积水,水面是镜面反射,激光打上去基本无效。植被覆盖的地方,激光打不到底下的窑体。这两种情况下有个务实的做法:把这类区域单独标为不可测区,在成果里明确标注,不要用插值把它填成连续的面。插值出来的连续面看起来漂亮,但它是编的,会把后续的规划依据带偏。
珠山这个例子值得单独说:整座山是瓷片堆出来的
报道里还有一处更有意思的地方。珠山坐落在景德镇老城区核心,媒体报道称这座山海拔仅48米,并非天然山体,而是明清两代600余年御窑废弃瑕疵瓷器层层堆叠而成。
这件事对三维记录意味着什么。一座天然的土山,地表形态是地质作用的结果,连续、稳定、有明确的坡面形态。珠山不是。珠山的地表形态是人工堆积的结果,堆了600多年,边坡的角度取决于当年倾倒的方式、废弃物的含水情况、以及后续600年的重力调整和局部扰动。堆积体的内部结构是非均质的,瓷片和泥土混合比例不均,同一个深度不同位置的密实度差别很大。
我们实测过的土遗址里,这类人工堆积体的点云处理难度是排在前列的。原因有三个。
一是表面本身不规则。瓷片堆积体的表面不是土坡那种连续缓坡,是带棱角的碎块堆积,局部有架空、有空洞。三维扫描在这种表面上的点云噪声来源跟土坡不一样,法向方向的不确定性更大,局部反射强的釉面和反射弱的素胎混在一起,也会造成数据质量的空间差异。
二是空洞不能漏掉。架空和空洞是堆积体特有的问题。这些位置如果用滤波处理平滑掉,成果面上就看不出这里有空洞。空洞的位置和范围恰恰是判断堆积体稳定性的关键,因为架空区往往就是后续沉降或局部塌陷的起点。处理方式是把空洞和低质量点单独分一个图层,不参与后续的形态分析,但要保留在成果里。
三是沉降监测要分层看。如果珠山要做沉降监测,不能只测地表高程。600年堆积体的沉降不是均匀的,局部沉降差异可能比整体沉降量大得多,而坡脚和临街面往往是差异最明显的位置。分层设置监测剖面,把不同高程位置的沉降分别记录,才能看出沉降的分布规律。
人工堆积体和天然地基的处理逻辑不一样。天然地基的沉降大体均匀,人工堆积体的局部差异是主要风险。监测布点也跟着这个区别走。
政府大楼拆掉这件事,说明了什么
20多年前为保护遗址把市政府大楼迁拆,这个决定在景德镇不是孤例。报道里提到,近年来景德镇对160余处老窑址、108条老里弄进行抢救式保护修缮。三洲四码头、四山八坞、九条半街、十八条巷、一百零八条里弄,这些路名的数目本身就是几何描述。
为什么需要下这么重的决心,值得从技术角度说一句。
活态保保存的是瓷业遗存的整体格局,而不是单座窑。窑址不是孤立的点,它跟周边的作坊、作坊后面的溪流、原料运输路径、装窑卸货的位置连成网络。网络的形状在地面上有痕迹,比如路面被压实的走向、地面高低变化的位置、某个高程上反复使用的平台。这些痕迹一旦被现代建筑覆盖或者被新铺的面层盖住,就再也读不出来了。
所以搬拆办公楼是唯一选项。迁建一处,遗址的格局就能保住。这件事成本很高,但它保的是一组无法再生的空间关系。
我们做过的项目里也有类似的抉择。有些遗址的现代覆盖物不具备迁移条件,最后的方案是把覆盖物的三维几何完整记录下来,标注它的平面位置、层高、荷载情况,纳入遗址保护档案。将来如果条件成熟需要迁建,这一份记录就是依据。这份记录的价值随时间上升,不随时间下降。
交付给考古和保护工作的时候,几何怎么组织
说点具体的。窑址的三维成果交付,核心是分层这件事要落到数据结构里,不是靠文件名或者报告里的章节来区分。
每一段点云、每一个断面,都要带所属层位的信息,是宋元层还是明清层,是窑体还是填埋层,是原始窑体还是后期修补。这些属性在采集的时候就要记录,因为到了后期处理阶段,属性靠人工在屏幕上判断,是判断不出来的,脱离了现场上下文,屏幕上那团点云谁也分不清哪段是修补。
比属性更重要的是标注的诚实性。哪些区域是实测的,哪些区域因为遮挡、积水、植被不可测,哪些边界是靠揭露面数据约束推断的,这三类要分清楚。景德镇在弄里弄,屋檐、遮挡多,不可测区比例不低。不可测区标清楚反而让成果更可信,标不清的成果在用的时候一定会出问题。
断面数据也要单独立一组。竖向剖面在叠压窑址上是核心成果,不是附属品。剖面从哪条线切、切口有多高、每个位置穿过了几层,这些信息跟剖面本身绑在一起,后面做保护方案的判断比平面图管用得多。
徐家窑的复烧是个有意思的对照。那是始建于明末的柴窑,柱子和石墩跟15万块窑砖都按当年的风貌重建,属于活态展示。活态展示和原址保护在数据需求上不一样,原址保护要记录现状几何,活态展示要记录重建依据,让后来的人知道哪部分是按什么复原的。这两类数据分开存放,重建的那部分标清楚来源。
土遗址的整体几何记录方法见考古数字化建档怎么做,遗址原址保护的处理前几何基准见敦煌研究院碎叶城遗址试验墙体,处置动作之前的几何记录流程见北京通州中仓仓墙遗址修缮。
有叠压关系的窑址或土遗址需要几何记录?
云绘科技针对叠压窑址、土遗址、人工堆积体这类几何结构复杂的保护对象,提供分层采集与成果组织方案。按层位设置属性标注、区分实测区与推断区、单列断面成果,让空间关系和不可测边界都留在数据里,可以直接支撑保护规划的编制与后续监测的衔接。
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