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技術整合應用優於國外
近年來，“移動實驗室”裝備和技術發展十分迅速，已在環境監測、疾病控制、刑事偵破等許多領域得到成功應用。國際上，美國、歐盟、加拿大、澳大利亞、印度、墨西哥等國已將這一技術應用於考古現場調查、不可移動文物保護和博物館館藏文物的保護工作。
1972年，美國緬因州博物館建立了“移動保護實驗室”，對一些中小型博物館以及發掘現場的文物進行測繪、保護、修復和運輸。1979年，加拿大保護研究所面向全國1500多座博物館、文物遺址和發掘現場，推出了“文物保護移動實驗室”計劃，對544座博物館的文物實施了保護修復，激發了眾多博物館對文物科技保護的興趣和需求，對加拿大的文物科技保護事業産生了極大的推動作用。近年來，歐盟“移動實驗室”計劃發展迅速，極大地推動了歐洲文物保護技術的發展和不可移動文物保護技術的進步。
我國此次研製的用於考古現場的“移動實驗室”，密切結合我國考古現場發掘和保護工作的實際需要，通過引進相關行業高端技術開展研發，成為國內外首臺裝備了空間數字測繪技術、預探測技術、環境動態監測技術、現場文物監測分析技術、埋藏環境調查技術和出土文物應急保護及保存技術的綜合現場考古的保護技術平臺，並在現場的考古發掘和文物保護工作中，發揮了重要的技術支撐作用，在技術整合和應用方面已超過國外同類技術。
國家文物局副局長童明康認為，文物出土現場保護“移動實驗室”，為文物工作者提供了一個很好的工作平臺，將推動現代科學技術在考古發掘和出土文物應急保護等方面的應用體系建設，提高考古發掘現場的多學科合作和綜合研究能力。
項目情況
主要完成單位：敦煌研究院 國家博物館 中國社會科學院考古研究所 清華大學
主要完成人：蘇伯民 鐵付德 范宇權 王學榮 劉建國 武 顥 王旭東 張文元 胥 谞
“文物出土現場保護移動實驗室”， 結合考古現場的實際需求，提出了科學試驗室前移現場並服務於考古發掘、資訊提取和應急保護的理念，通過設備整合、裝備研製、軟體開發和標準研製，研製完成了我國首個文物出土現場具有綜合功能的技術支撐平臺;整合現代智慧控制、感測器和數據傳輸技術，研製出我國首臺考古發掘現場智慧預探測系統;解決了不擾動情況下探測系統進入墓葬的難點，首次實現了發掘前對墓葬內部結構、溫濕度、氣體等數據的採集和傳輸，使科學考古發掘預案制定、通過對古代墓葬環境規律的探測研究館藏文物保存最佳環境成為可能;首次提出了文物出土現場的技術標準，研發、整合現場應急、保護系列工具包。該項目不斷拓展，取得了多項創新成果，標誌我國考古現場保護科技水準發生了質的飛躍，促進了社會科學和自然科學的結合。
新的保護理念 科學實驗室前移至考古現場
文物出土現場記錄、資訊提取以及脆弱文物的保護長期以來一直是影響考古發掘工作品質的重要技術內容，也直接關係到考古工作研究和文物後續保護工作的科學性和品質。在我國，由於文物出土現場保護裝備缺乏、技術介入程度不足，造成考古發掘和現場保護的脫節，考古現場記錄方式不規範、導致珍貴考古資訊丟失和有價值的文物資訊提取不全。尤為嚴重的是，由於一些珍貴脆弱的文物在現場得不到及時的保護，常常導致現場文物一經發掘出土即遭毀損的現象發生，或者是現場雖然可進行一定的處理，然而由於方法簡單、程式不全，反而對發掘出土文物的後續保護造成更大的困難。
考古發掘具有發現文物和保護文物同時並行的特點，加大科學技術和裝備的運用，是保證考古發掘工作水準和文物保護的重要前提。“十一五”文化遺産保護國家科技支撐計劃“文物出土現場移動實驗室研發”項目組基於此提出了將實驗室建到文物出土現場的想法，以便將有綜合效能的快速的專業化技術裝備和專業人員派向現場，不僅為制定考古發掘預案、考古現場資訊的全方位記錄提供技術設備保障，更重要的是使出土文物在第一時間能得到及時有效的保護。美好的想法需要科學的研究作支撐。由考古、保護、高校等單位組成的項目組經過多次思想的交流和碰撞，針對文物出土現場保護資訊採集、現場脆弱文物保護、現場文物分析與環境監測等亟須解決的問題，制定了切實可行的目標和技術路線：通過對調查技術和資訊提取、分析檢測、保護等專用設備的適用性研究，研發考古智慧化預探測設備，開展出土文物的應急處理技術研究，完成具備現場勘查、測繪、記錄、環境快速分析、現場資訊實時傳輸以及對出土脆弱文物的現場保護等功能的技術整合，制定文物出土現場保護規範與技術標準，完成移動實驗室的設計，形成完整的文物出土現場技術保護體系。為制定考古發掘預案、應急突發事件、環境惡劣地區的文物保護提供一個便捷快速的整合系統，全面提升大遺址現場保護的整體水準。
新的技術與裝備 構成實驗室完整的系統工程
文物出土現場保護移動實驗室的研發是一個系統工程，通過3年的時間，項目組完成了文物出土現場空間資訊採集，智慧預探測系統，應急處置與保護，環境設備整合與分析設備整合，運載平臺選型、空間設計以及裝配製造等專題的研究，對文物出土現場所需技術和技術包的準確定位和試製、適宜現場分析的儀器的選型和配套、儀器裝備性能發揮與長距離作業的關係、儀器的技術指標和改進、交通、通訊、分析、保護和數據傳輸等設備的整合和整合等。
空間資訊採集—— 是以3S整合技術為前提而實現的。GPS全球衛星移動定位技術導航，對移動實驗室進行全天候、不間斷、高精度定位，對手持設備進行定位跟蹤和半雙工語音通訊。GIS地理資訊系統作為對被跟蹤對象位置軌跡的顯示和監測手段。採用航空攝影(模型飛機搭載小型攝影設備)和常規測量方式(如全站儀)等測量設備對考古工作區域空間資訊進行採集，通過地理資訊系統(GIS)對資訊進行處理，將資訊存儲到空間數據庫中。通過考古現場地理資訊系統將GPS、RS和GIS技術整合，實現考古工作的資訊化。建立考古現場三維模擬環境，實現考古現場的三維模擬。在電腦上實現全方位的考古現場情況察看，再現考古現場環境。在3S系統中，GIS技術是本專題研究的核心，是實現空間資訊技術整合的關鍵組成部分，由於現有的GIS軟體並不適合田野考古發掘現場GIS建設的需要，所以本專題又專門開發了一套田野考古GIS數據採集的軟體。項目組選擇山東壽光鹽業遺址、遼寧小珠山遺址、洛陽盆地聚落考古資料等對象，完成了考古現場空間資訊採集系統的全部研究內容，並以遼寧小珠山遺址為例對所開發的軟體予以説明。
智慧化預探測系統—— 由遠端監控端、機器人、視頻探測、環境感測器和傳輸線纜組成。機器人以ATmega128微控制器為核心，包括多感測器數據採集電路、串口擴展電路、步進電機控制電路、LED亮度控制電路電源等硬體功能模組，並輔以感測器數據採集、控制信號採集等軟體，實現了考古發掘現場智慧預探測系統的機器人設計研究。依據對考古發掘現場的實地調查，充分採納考古發掘和文物保護專業人員的建議，提出並實現了分體模組化小尺寸機器人結構設計，使其可簡便拆裝成直筒式或組裝成整體式兩種結構模式，可以利用小直徑探洞或大直徑盜洞進入下空墓葬。通過遠端監控端人機交互界面對系統各單元的遙控操作，實現對古代墓葬內部結構狀況和溫度、濕度、氧氣、二氧化碳、硫化氫、甲烷等環境指標(依據現場情況可通過更換感測器擴展探測氣體的種類)預探測。
為評價該系統在現場的應用性能，先後對安陽、鄭州、洛陽和西安等地的考古發掘現場工地調研基礎上，選定陜西省西安地區三個古代墓葬遺址，在陜西省考古研究院配合下進行了現場應用試驗。現場應用試驗研究結果顯示，該系統環境數據採集迅速、準確，視頻採集圖像清晰、可靠，整體系統運作穩定，可操作性強，滿足考古發掘現場對下空墓葬預探測的實際需要。
應急處置與保護——針對目前考古現場出土遺跡遺物保護處理方面急需解決的諸問題，項目組整理制訂了一整套應急處置的操作辦法，包括：田野考古發掘中普通遺跡遺物的應急清理、處置方法;瀕危遺跡遺物的現場加固、封護方法;重要遺跡遺物的起取、遷移方法。通過起草《考古發掘現場出土文物應急保護處理手冊》，就田野考古中常見的遺跡遺物之處置方式——包括檢測項目、加固封護(包括常用設備、工具、材料和方法等)、起取保存(包括常用設備、工具、材料和方法等)和記錄方式等一系列工作過程，制定簡便易行的規範化的操作指南。同時，完成考古現場遺跡遺物保護處理所需設備工具整合。
現場環境與分析設備整合—— 文物分析設備和文物現場環境的監測分析設備，構成對現場文物提取和保護的兩大技術基礎支撐。為實時快速地獲得考古現場特別是在遺物出土時的環境狀況，為遺物保護提供必要的環境數據參考，項目組充分考慮了移動考古的需要，研製了能夠在考古現場使用的移動環境監測系統。該系統包括10個數據感測器和2個無線匯集器、1個數據路由器和1台數據伺服器。該套系統在在山東壽光考古工地試驗後，性能穩定，數據傳輸快捷，與同時在現場測試的美國迪克森公司的産品相比較，具有更加優良的耐低溫性能，且探頭佈置靈活機動，探頭與車載的伺服器傳輸順暢，實現了預期的功能。
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