雜志精選|| 基于 GIS 技術(shù)的嵩山圣山崇拜考古學(xué)觀察與分析
基于 GIS 技術(shù)的
文 圖 / 丁大濤 趙獻(xiàn)超
地理信息系統(tǒng)（Geographical InformationSystem，簡(jiǎn)稱 GIS），作為“時(shí)空解釋的新手段”始于 20 世紀(jì) 60 年代，20世紀(jì) 70 年代以后 GIS 技術(shù)朝著實(shí)用方向迅速發(fā)展，成為一門新的學(xué)科而運(yùn)用于各個(gè)領(lǐng)域。盡管GIS 技術(shù)在文化遺產(chǎn)保護(hù)和考古學(xué)研究方面的應(yīng)用已不是新鮮事物，但總體來(lái)講“這類研究的數(shù)量較少，還處于探索階段”。
從 2015 年開始，鄭州市文化遺產(chǎn)研究院與北京大學(xué)考古文博學(xué)院合作成立項(xiàng)目課題組，聯(lián)合登封市文物管理局對(duì)中岳嵩山地區(qū)的古代建筑遺址進(jìn)行大范圍的調(diào)查。調(diào)查范圍除 2010年被列入世界文化遺產(chǎn)名錄的登封“天地之中”8處 11 項(xiàng)歷史建筑外，還增加了永泰寺遺址、華嚴(yán)寺遺址、大周封祀壇遺址、上盧崖寺遺址、登封壇遺址等，并搜集了嵩山南麓諸多歷史時(shí)期遺存考古調(diào)查成果、考古發(fā)掘資料和既往研究文獻(xiàn)。
常用的 GIS 軟件
我們利用 GIS 技術(shù)作為主要分析工具，通過(guò)對(duì)嵩山地區(qū)不同遺存的時(shí)間和空間分布考察，在綜合分析的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)探討不同歷史階段文化遺存的分布特征及景觀特征，分析嵩山圣山崇拜形成和發(fā)展的歷史過(guò)程。
常用軟件和數(shù)據(jù)
GIS 軟件
常用的 GIS 軟件有“商業(yè)軟件”（ArcGIS、MapInfo、Idrisi） 和“ 開 源 軟 件 ”（QGIS、GRASS、gvSIG、POST-GIS），綜合考慮價(jià)格、功能、操作等因素，我們采用了性價(jià)比較高的
“ArcGIS”。
空間數(shù)據(jù)采集
GIS 獲取空間數(shù)據(jù)有兩種基本方法，一是野外采集，二是利用已有的地理空間數(shù)據(jù)。野外采集主要通過(guò)考古調(diào)查與發(fā)掘，用到的儀器有電子全站儀和 GPS。已有的地理數(shù)據(jù)方面，目前我們大多從“中國(guó)科學(xué)院地理數(shù)據(jù)空間云 （www.gscloud.cn）”平臺(tái)下載，進(jìn)而選擇適合自己研究的不同種類的數(shù)字地圖。
全站儀
手持式 GPS
實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分 GPS
數(shù)字地圖的種類
基于水文分析的研究區(qū)域選擇
通過(guò)上面提到的“中國(guó)科學(xué)院地理數(shù)據(jù)空間云”平臺(tái)下載嵩山及周邊地區(qū) 30M 分辨率的 DEM 數(shù)字高程數(shù)據(jù)，經(jīng) ArcGIS 處理后運(yùn)用水文分析模塊進(jìn)行分析。分析結(jié)果表明，嵩山南麓今登封、禹州兩市大致屬于同一個(gè)流域盆地，其中約相當(dāng)于登封市境的嵩山南麓恰為穎水上游，可以認(rèn)為是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的地理單元。
基于 DEM 數(shù)字高程模型的流域分析
根據(jù)上述分析，我們擬定嵩山南麓作為研究區(qū)域，以文物檔案和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研搜集的資料為主材料來(lái)源，在對(duì)該區(qū)域的遺存進(jìn)行綜合時(shí)空分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)而分析嵩山圣山崇拜形成和發(fā)展的歷史過(guò)程。
嵩山南麓歷史遺存的時(shí)空分析
空間數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)處理
我們將文物檔案中記載的和調(diào)研所得的各遺址點(diǎn)位置一起標(biāo)注在 Google Earth 上，使用ArcGIS 進(jìn)行處理，通過(guò)必要的投影變換操作，最終將所有的遺址點(diǎn)標(biāo)記在 DEM 數(shù)字高程模型上，按照時(shí)代標(biāo)注后形成嵩山南麓歷史遺存的空間分布圖。
史前時(shí)期
遺址分布與地形 對(duì)于新石器時(shí)代遺址，用坡度圖作為成本面，計(jì)算并生成按照坡度權(quán)重的空間移動(dòng)成本距離圖，并進(jìn)一步制作以坡度權(quán)重的遺址 7500 米范圍內(nèi)的資源域。計(jì)算結(jié)果表明，新石器時(shí)代遺址的資源域基本位于海拔600 米以下的山前沖積洪積平原上 ；遺址密集區(qū)則位于嵩山、箕山與具茨山之間的山間開闊地帶。
在此基礎(chǔ)上，我們還可以生成各遺址所處位置 500 米范圍內(nèi)的圓形緩沖區(qū)，查詢并統(tǒng)計(jì)上述緩沖區(qū)內(nèi)坡度狀況，可知各遺址 500 米緩沖區(qū)范圍內(nèi)的坡度在 3°—5.3°之間，多數(shù)遺址集中在3°—4°之間的緩坡上。
分布與水文接下來(lái)，我們基于 DEM 數(shù)字高程模型，利用 ArcGIS 的水文分析工具生成河流網(wǎng)絡(luò)，并對(duì)河網(wǎng)進(jìn)行分級(jí)，形成新石器時(shí)代遺址與河網(wǎng)的關(guān)系圖，并進(jìn)一步通過(guò)“近鄰分析”工具分析各遺址與河流的距離。
嵩山南麓文化遺存的時(shí)空分布
新石器時(shí)代遺址坡度成本距離分析
分析結(jié)果表明，新石器時(shí)代遺址與河流的距離均在 1 公里范圍內(nèi)，且大多數(shù)在 500 米以內(nèi)；各遺址附近的河流以 3 級(jí)或 4 級(jí)為主，表明此時(shí)的人類活動(dòng)需要一定量的水資源條件 ；王城崗遺址具備發(fā)育為（區(qū)域）中心城市的地形和水文優(yōu)勢(shì)。
以坡度權(quán)重的新石器時(shí)代遺址 7500 米 范圍內(nèi)的資源域
新石器時(shí)代遺址 500 米緩沖區(qū)范圍內(nèi)坡度狀況
新石器時(shí)代遺址 500 米范圍內(nèi)的圓形緩沖區(qū)
城址位于崗坡上，東西兩城并列，東城的西墻即西城的東墻，西城地勢(shì)高于東城。東城現(xiàn)存南城墻西段 30 米和西城墻南段 65 米，其形制為內(nèi)角凹弧形，外角呈凸圓形，向外突出2 米，為王城崗龍山文化二期 ；西城保存較好，四面的城墻輪廓清晰，形制及年代與東城相近?，F(xiàn)已在城址內(nèi)發(fā)掘夯土坑 13 座、奠基坑 10 余座、灰坑 100 多個(gè)，出土大量文物。
史前遺址的分布情況表明此時(shí)嵩山南麓的人類活動(dòng)偏向于自然條件較好（即地形較為平坦、水資源較為豐富）的區(qū)域，此時(shí)嵩山的自然山脈屬性較強(qiáng)，尚沒(méi)有明確考古資料表明史前人類對(duì)嵩山有突出的神圣崇拜。
新石器時(shí)代遺址與河網(wǎng)的關(guān)系
新石器時(shí)代遺址與河流的距離關(guān)系
秦漢時(shí)期
通過(guò) ArcGIS 生成秦漢時(shí)期各遺址所處位置500 米范圍內(nèi)的圓形緩沖區(qū)，查詢并統(tǒng)計(jì)區(qū)內(nèi)坡度狀況可知，各遺址 500 米緩沖區(qū)范圍內(nèi)的坡度在 3.3°—28°之間，半數(shù)以上遺址的坡度在 8°以上。
山腳線是山體與平地的分界線，作為山體的基本地貌元素構(gòu)成，山腳線能夠勾勒出山脈的整體形狀，對(duì)于地貌研究、路徑規(guī)劃和景觀考古等方面都具有一定的指導(dǎo)意義。我們?cè)贒EM 數(shù)字高程模型中，基于科學(xué)性和實(shí)用性考量，按照一定算法首先提取嵩山的山腳線，再運(yùn)用 ArcGIS 的“近鄰分析”工具查詢秦漢時(shí)期的遺址與山腳線的距離分布情況。
新石器時(shí)代遺址與河流的距離關(guān)系
秦漢時(shí)期遺址 500 米范圍緩沖區(qū)內(nèi)坡度狀況
通過(guò)上述分析可以看出，秦漢時(shí)期遺址點(diǎn)較為集中分布在太室山與少室山之間的山谷地帶，要么臨近山腳（距山腳線的距離在 2 公里內(nèi)），要么直接位于山上，現(xiàn)存遺址點(diǎn)除“轘轅關(guān)”之外，其余均為神圣空間，突顯了嵩山作為“圣山”的屬性。
通過(guò) DEM 數(shù)字高程模型提取的嵩山山腳線
秦漢時(shí)期遺址與山腳線的關(guān)系
秦漢時(shí)期遺存點(diǎn)的分布情況表明，嵩山作為圣山在帝國(guó)版圖上已經(jīng)開始扮演較為重要的角色?！稘h書》卷六《武帝紀(jì)》記載 ：“春正月，行幸緱氏……以山下戶三百為之奉邑，名曰崇高，獨(dú)給祠，復(fù)亡所與。”這些修建措施可以視作嵩山神圣化的重要環(huán)節(jié)。
對(duì)魏晉南北朝隋唐時(shí)期嵩山南麓遺址所處位置 500 米范圍緩沖區(qū)內(nèi)坡度狀況的分析表明，此時(shí)的遺存分布狀況在類型多樣的基礎(chǔ)上，仍傾向于向坡度較大的山地分布。
從遺存的類型上看，種類也較為豐富，需要注意的是其中的皇室活動(dòng)部分，即大周封祀壇遺址、登封壇、石淙河摩崖題記和三陽(yáng)宮遺址，均為武周時(shí)期遺存。《舊唐書》卷二十三《禮儀志》：“則天證圣元年，將有事于嵩山，先遣使致祭以祈福助，下制，號(hào)嵩山為神岳，尊嵩山神為天中王，夫人為靈妃。嵩山舊有夏啟及啟母、少室阿姨神廟，咸令預(yù)祈祭。至天冊(cè)萬(wàn)歲二年臘月甲申，親行登封之禮。禮畢，便大赦，改元萬(wàn)歲登封，改嵩陽(yáng)縣為登封縣，陽(yáng)成縣為告成縣。粵三日丁亥，禪于少室山。又二日己丑，御朝覲壇朝群臣，咸如乾封之儀。則天以封禪日為嵩岳神祇所祐，遂尊神岳天中王為神岳天中皇帝，靈妃為天中皇后，夏后啟為齊圣皇帝 ；封啟母神為玉京太后，少室阿姨神為金闕夫人 ；王子晉為升仙太子，別為立廟。登封壇南有槲樹，大赦日于其杪置金雞樹。則天自制《升中述志碑》，樹于壇之丙地。”大周封祀壇和登封壇作為封祀之所，是嵩山神圣化的重要見證。
據(jù)《舊唐書》卷六《則天皇后本紀(jì)》，“（圣歷三年）造三陽(yáng)宮于嵩山”，并多次“幸三陽(yáng)宮”。石淙河摩崖題記位于三陽(yáng)宮旁，摩崖題記發(fā)端于武周時(shí)期，和三陽(yáng)宮一起，見證了嵩山南麓在武周時(shí)期的重要政治角色。
這一時(shí)期，從嵩山南麓文化遺存的時(shí)空分布來(lái)看，形成了峻極宮、安陽(yáng)宮等 4 處道教遺址，嵩陽(yáng)書院儒教遺址，大周封祀壇、登封壇等 4處皇室活動(dòng)遺址，永泰寺、君召華嚴(yán)寺、上盧崖寺等 12 處佛教遺址。至此，唐代對(duì)嵩山的崇拜到達(dá)頂峰，儒釋道在此交融薈萃，嵩山的文化內(nèi)涵更為豐富多元。武周時(shí)期的特殊歷史、政治背景更加強(qiáng)了嵩山的神圣化和的政治作用。
魏晉南北朝隋唐時(shí)期遺址 500 米范圍緩沖區(qū)內(nèi)坡度狀況
我們以 GIS 技術(shù)作為主要分析工具，通過(guò)對(duì)嵩山南麓不同遺存的時(shí)間和空間分布考察，在綜合分析的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)探討了史前、秦漢、魏晉南北朝隋唐幾個(gè)階段的歷史遺存分布特征及景觀特征。通過(guò)相關(guān)分析可知秦漢是嵩山神圣化的重要環(huán)節(jié)，此時(shí)基本實(shí)現(xiàn)了從自然山丘到人文圣山的轉(zhuǎn)變 ；唐代時(shí)，嵩山更成為各種宗教世界觀的融會(huì)之地與三教九流的合一之所，再加上武周時(shí)期特殊的政治背景，嵩山的神圣化得到加強(qiáng)，嵩山在這一時(shí)期的政治生活中扮演了重要的角色。
本文為“嵩山地區(qū)古代建筑遺跡考古調(diào)查與試掘”項(xiàng)目的階段成果。
（本文刊登于《大眾考古》2020年03月刊，作者丁大濤為鄭州市文化遺產(chǎn)研究院館員 ；趙獻(xiàn)超為北京大學(xué)考古文博學(xué)院博士研究生）
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