西沙水下考古調查
海南於20世紀80年代末建省，是全國最年輕的省份，同時也是陸地麵積最小的省份。由於海南特殊的地理位置和曆史因素，其陸上文化遺產資源無論在數量上還是質量上都無法與內陸省份相提並論。但是，海南作為全國海洋麵積最大的省份，在約200萬平方公裏蔚藍的大海裏蘊藏著極為豐富的水下文化遺產資源。據專家估計，南海埋藏著不少於2000艘沉船。
一、西沙群島水下考古工作概況
1.西沙群島簡介
西沙群島西北距海南島約180多海裏，是中國南海四大群島之一，由永樂群島和宣德群島組成，共有22個島嶼，7個沙洲，另有10多個暗礁、暗灘。西沙群島自古以來就是中國大陸到東南亞和印度洋的海上航線的必經之路。千百年來，那些滿載著陶瓷、絲綢、香料等貨物的商船在此駛過，這一航線因而有了“海上絲綢之路”的美稱，西沙群島也成為其中的交通樞紐。
2.主要水下考古工作
1998年底至1999年初，在西沙群島的北礁以及華光礁、銀嶼等地點完成了水下文物的調查與試掘工作，共發現了13處古代遺存，年代涵蓋五代、宋、元、明、清，遺存分布於珊瑚環礁的礁盤上，出水文物及標本達1500餘件。
2007年至2008年，華光礁Ⅰ號沉船遺址搶救性發掘。第一階段主要完成沉船遺址船內承載物的發掘和船體全麵測繪；第二階段完成船體發掘，對船體構件進行編號測繪。出水文物近萬件，陶、瓷器占絕大部分，陶瓷產地主要為福建和江西景德鎮，陶瓷產品按照釉色分類主要有青白釉、青釉、褐釉和黑釉幾種，器型主要為碗、盤、碟、盒、壺、盞、瓶、罐、甕等。提取船板511塊。
2009年至2010年，為配合第三次全國文物普查，海南省相關行政、業務單位聯合多方力量，對西沙群島進行了較為係統、全麵的水下考古調查，發現了豐富的水下遺物點和沉船遺址，基本摸清了西沙群島海域礁盤內外附近水下遺址的堆積麵貌、保存現狀及其分布規律等情況。
二、常用的水下考古調查方法
水下考古調查方法主要有遙感探測和人工目測探摸兩大類。遙感探測是人工目測的基礎和前提，有了遙感探測的前期鋪墊和數據支撐，就能為進行人工目測提供線索，高效地完成調查任務。
1.遙感探測
遙感是一種非接觸、遠距離的探測技術，利用磁、聲、光等介質探測遠方物體對電磁波的反射及其發射的不同電磁波的信息。水下考古調查所利用的遙感技術的主要工作原理是：運用工作船上的遙感器對水底及水底以下物體的電磁波的輻射、反射特性進行探測，並根據其特性對物體的性質、特征和狀態進行分析，進而了解海底地形和埋藏情況。目前國內多采用水聲探測，即通過跟蹤聲波的傳播速度、過程與時間來測量聲音發出或抵達的位置，從而鑒別對象的位置。常用方法為海底地貌儀探測法和淺地層剖麵儀探測法。
（1）海底地貌儀探測法。海底地貌儀即旁側聲納，是利用聲波在水中傳播和反射的原理設計製造而成的一種海底地貌探測裝置。通過這一裝置可以繪製出一幅海底表層的地貌圖，從而發現海底表層水下遺址的位置，同時通過圖像還可以了解到水下遺址的外形及高差。
（2）淺地層剖麵儀探測法。淺地層剖麵儀是在超寬頻海底剖麵儀的基礎上改進，對海洋、江河、湖泊底部地層進行剖麵顯示的設備。在水下考古調查中，淺地層剖麵儀可以用來探測埋藏於海底泥沙中的水下遺址，甚至可以了解其堆積層次、範圍、內涵等。
2.人工目測探摸
人工目測探摸是一種直觀的調查方法，主要是水下考古工作者在水麵浮遊觀察水底或利用輕潛水裝備潛入海底進行目測搜索，在可能出現水下遺址的區域進行調查。主要方法有平行搜索、圓周搜索、水麵牽引搜索、隨機搜索。
（1）平行搜索，是一組水下考古隊員在水下遺址的可疑區域間隔一定距離，按照一定方向潛遊，靠肉眼觀察、搜尋的探摸方法。在實際操作中，潛遊時的方向確定主要依靠水下考古隊員佩帶的水下羅盤。
（2）圓周搜索，即水下考古隊員以既定點為圓心，繞其進行圓形搜索的方法。實際操作是以某一可疑區域中的某點為圓心，用一根標有刻度的搜索繩或皮尺為半徑，在搜索繩或皮尺上每隔一定距離（一般相隔距離小於兩倍的水底能見度）安排一個水下考古隊員，拉著搜索繩或皮尺繞圈搜索。
（3）水麵牽引搜索，水下考古隊員佩帶一定的潛水裝具浮遊於水麵，利用小型工作船拖拽前進進行目測搜索。該方法可以節省考古隊員的體力，提高搜索效率。此法通常在海水能見度高且深度小的海域進行。
（4）隨機搜索，在水下地形、地貌比較複雜的水域，不適合進行平行及圓周搜索的情況下多采取此法。通過隨機搜索方式為判斷一定區域內的遺物、遺跡分布情況提供重要參考。
三、西沙群島水下考古調查常采用的方法
西沙群島海域因其特殊的自然環境，主要采用的調查方法有水麵平行搜索、水麵牽引搜索、自由搜索、便攜式水下金屬探測儀搜索。
水麵平行搜索：類似於前麵提到的平行搜索，因為西沙海域能見度高，且大多數遺物、遺跡埋藏較淺，所以多采取水麵調查。水下考古人員穿著潛水服，佩戴麵鏡、呼吸管及腳蹼，沿一定方向浮遊，同時目視調查海底情況。
水麵牽引搜索：水下考古人員穿著潛水服，佩戴麵鏡、呼吸管及腳蹼，浮遊在水麵，由小型工作船拖拽行進，沿途目視搜尋海底。
自由搜索：即在一定範圍內由多名水下考古隊員自由搜尋。在水下遺址範圍大致確定後，且水深較淺不利於行船的海域，多采取此法，以進一步確定遺物分布最密集的區域、遺址的相對中心位置。
便攜式水下金屬探測儀搜索：水下考古隊員在水下搜索過程中使用便攜式金屬探測設備，在可疑區域進行探測。通過金屬探測設備的提示來判斷海底是否有金屬遺物，進而為遺址範圍的確定提供重要參考。
四、西沙群島水下考古調查方法適用性的分析
1.工作範圍
西沙群島海底地形為南海北部大陸坡的西沙台階，是一個水深1500米～2000米的海底高原，珊瑚礁林立。目前水下考古隊員所采用的主要是輕潛水裝備，工作深度範圍在30米以內。因此，就目前工作情況而言，西沙群島海域水下調查主要集中在各島礁的內部和周邊較淺的區域進行，深度範圍在0.5米～30米。
2.西沙群島水下調查立足於漁民和向導提供的線索
西沙群島海域遼闊，若在沒有任何線索的情況下進行遙感探測，這和大海撈針沒什麼區別。所以西沙海域水下考古調查多是在翻閱曆史資料的基礎上，再向長期在西沙捕魚的漁民搜集信息，獲得較為準確的線索後有目的、有針對性開展的。
3.沉船遺址以及遺物點分布情況
西沙群島暗礁、暗灘有10多個，這些暗礁對航行威脅極大。就目前掌握的資料和已做的工作所知，沉船遺址和遺物點多分布在暗礁的邊緣及周邊海域。從沉船過程來看，這一現象並不難理解。船行至暗礁某一邊緣地區觸礁後，隨海水流動，漂至礁盤邊緣內側或外側，最終沉沒。這種對於沉船過程的推測為我們尋找水下遺物點以及沉船遺址提供了重要的依據。
4.海水能見度高
西沙群島遠離大陸，受汙染少，海水十分潔淨，海水能見度最好時超過25米。如此高的能見度對於開展人工目測探摸極其有利。
5.海底底質情況
西沙群島島礁礁體均以造礁石珊瑚為主體，伴生有藻類、魚類、有孔蟲等礁居生物，海底表層沉積主要是珊瑚碎屑、中粗砂、貝殼等。海底底質為珊瑚、砂、岩石，會嚴重製約聲波穿透深度，淺地層剖麵儀的探測效果會受到嚴重影響。因此，西沙群島的海底情況不適合使用淺地層剖麵儀探測法調查。
6.海底生物
西沙海域地處熱帶中部，水溫、水質極易適合珊瑚、藻類以及其他海生物生長，這對水下遺物會造成很大影響。海底生長大量珊瑚，極易對線繩產生纏繞，故對圓周搜索造成困擾，不利於進行圓周搜索。同時，經過長時間在海中的埋藏，絕大多數遺物表麵會附著珊瑚或各種海生物，使之失去原來的麵貌。有的甚至和一些海生物膠結在一起，本身性質都發生很大變化。這些情況對水下考古隊員的調查造成很大影響，嚴重製約了調查效率。針對這種情況，我們使用便攜式金屬探測儀，在可疑區域對銅錢、船體金屬構件或其他金屬遺物進行探測。通過對金屬遺物的確認，進而在其周邊擴大搜索範圍，以提高調查效率。
五、小結
西沙群島遠離大陸，其特殊的地理位置造就了獨特的自然環境：海水透明度高，海洋生物豐富，海底生長有大量珊瑚。這些不同於我國大陸其他沿海海域的特點決定了在這片海域開展水下考古調查時方法使用的特殊性。就目前工作情況來看，西沙群島海域的水下遺物、遺跡多分布在礁盤的邊緣地帶，這些區域海水深度變化較大、海底情況複雜，且多珊瑚。針對這些特點，這一區域的水下考古調查我們多采用人工目測法和小型便攜式儀器探測，主要有水麵平行搜索、水麵牽引搜索、自由搜索、便攜式水下金屬探測儀搜索。我們因地製宜地采用相對適合這種特殊環境的調查方法，以提高調查效率。
水下考古繪圖
考古繪圖是水下考古研究工作中一個重要的組成部分，即利用製圖學的理論和技術來記錄說明考古材料。考古繪圖的製圖技能包括機械（工程）製圖與效果圖的繪製，機械製圖主要是應用於對船舶的三視圖的繪製；效果圖主要應用於出水器物圖的繪製。考古繪圖不是一般的美術素描，其中包含著考古專業的內容，通過長期的實踐、積累和總結，已經有一定的規範。迄今，考古繪圖仍然以手繪的方法為主，費時、費工，麵對大量的考古繪圖工作，考古工作者開始逐步探索利用計算機輔助繪圖的方式更高效、更精準地完成繪圖工作。筆者在吸取了考古前輩們繪圖工作經驗，並結合自身的繪圖實踐以及對相關繪圖軟件的了解的基礎上，總結了利用計算機輔助水下考古繪圖的相關方法，擬從出水器物圖的繪製、水下遺跡的測繪及其拚接和沉船的船體型線圖繪製三方麵談談對水下考古繪圖的一些粗淺認識。
一、出水器物圖的繪製
出水器物圖的繪製是水下考古工作中的一個重要環節，考古調查、發掘和研究都必須借助於繪圖、編寫簡報、報告和撰寫論文。運用工程製圖的三視圖（正視、側視、上視）可以將器物的大小形狀、花紋準確無誤、全麵充分地表現出來，達到見圖如見物的效果，為科學研究提供可靠的資料。
隨著信息技術的發展和普及，傳統的手工繪圖已經逐漸被計算機輔助繪圖所代替。以前手工製圖需要花費大量的時間與精力，現在越來越多的考古工作者已采用計算機製圖，不但快速準確，還有人工所不及的效果。Adobe公司開發的photoshop軟件是一款專業的圖像處理軟件，它不僅在處理照片、圖片時具有強大的專業功能，而且通過軟件的某些特性還可以幫助我們完成考古器物繪圖工作。計算機輔助繪圖采用數碼攝影與計算機圖像處理結合的方法繪製器物圖。
用photoshop軟件繪製考古器物圖，其步驟是：
1.按照透視原理，擺置器物、架設數碼相機，采集器物的圖像用於起稿。
2.將圖像輸入計算機。
3.用photoshop軟件中的工具調整器物輪廓和紋飾，使其達到理想效果。
4.根據器物特點和剖麵類型，用photoshop軟件中的套索、鋼筆、畫筆等工具進行線條的勾勒和描繪。
5.運用軟件中的抽出、圖像曲線調節、添加蒙版等功能繪製器物的紋飾或肌理。photoshop軟件的功能非常豐富，尤其在繪製器物的紋飾肌理方麵尤其突出，可以達到意想不到的效果。
6.儲存和輸出器物的數字圖像。
在繪圖過程中需要注意的是：
（1）用於印刷的器物圖片精度最小要達到300dip（像素/英寸），所以在繪製器物圖的最初就要設定好分辨率的大小。一般是經過photoshop打開，用“圖像”→“圖像大小”一項來確認其精度。
（2）利用photoshop中的標尺和參考線可以控製圖形各部位的尺寸，與實物進行精確的比較和校正，利用度量工具按照比例進行繪製。
（3）圖像文件最好保留未合並圖層的psd文件格式，便於修改調整。
（4）在攝影時，為了盡可能地減小誤差，相機與器物之間的距離盡可能要遠一些，最好采用望遠鏡頭。如果把相機放得足夠遠，透視投影的結果與正投影的結果相差就很小，在精度上就更有保證。
（5）攝影是計算機繪圖起稿的關鍵，在攝影時應根據器物的特點，調節燈光的強弱和角度，取得能充分表現器物的紋飾的圖像。
二、水下遺跡的測繪及其拚接
水下發掘遺跡的測繪，即二維平麵測繪和三維剖麵測繪，發掘遺跡的測繪是複原船體等形態與結構的根本依據，要求做到十分的精確。
1.水下遺跡的二維測繪
（1）水下測繪的工具：繪圖板、米厘格紙、鉛筆、橡皮。
（2）記錄方法：水下遺跡的二維測繪是考古工作者著潛水裝備在水下通過手繪完成的。二維測繪、記錄是運用平麵正投影圖的方式，將水下發掘的遺跡現象描繪、記錄下來。一般視能見度和遺跡類型、遺物分布情況，使用一個2米×2米或1米×1米的矩形框架罩在遺跡上方，框架內用鐵絲或繩索拉出間隔10厘米的縱橫網格，根據遺跡現象在這個框架網格中的分布狀況，將其實測描繪在水下記錄專用的米厘格紙上。遺跡現象內分布的器物，也分別以探方及其可能的地層為單位予以編號處理，並記錄在米厘格紙上。