无人水面艇(USV)在希腊Grotta Naxos半淹没古城海洋地质考古测绘中的应用与创新

为解决浅水区水下文化遗产(UCH)勘探中传统方法受限的问题，研究人员采用无人水面艇(USV)集成声光传感器，对希腊Grotta Naxos半淹没遗址开展多尺度测绘研究。通过侧扫声纳(SSS)、单波束测深仪(SBES)和摄影测量技术，实现了超浅水域(0至-5 m)考古遗迹的高精度三维建模与地理信息系统(GIS)整合，为脆弱水下遗址的非侵入性调查提供了创新方案。

　　

在地中海蔚蓝的海水下，隐藏着数千年前人类文明的密码。随着海平面上升，无数古代沿海聚落被海水吞噬，成为水下文化遗产(UCH)的重要组成部分。希腊纳克索斯岛的Grotta遗址就是这样一个"时间胶囊"——从新石器时代晚期(公元前4500年)延续至今的居住遗迹，部分已淹没在0至-5米的浅海中。然而，这些珍贵遗迹正面临自然侵蚀和人类活动的双重威胁，传统的水下考古方法却遭遇重重困境：潜水调查受制于人体极限和安全风险，而常规船只搭载的地球物理设备又难以进入超浅水域。更棘手的是，复杂的海底地形——从坚硬的海滩岩到茂密的海草床——使得声学数据解读充满挑战。

为突破这些技术瓶颈，一支国际研究团队在《Journal of Archaeological Science: Reports》发表了一项创新研究。他们设计了一种基于无人水面艇(USV)的多传感器系统，对Grotta遗址进行了前所未有的高精度测绘。这项研究不仅实现了考古遗迹的毫米级三维重建，更开创了浅水考古调查的新范式。

研究团队采用电动双体船USV搭载三套核心设备：可同时运行455/800 kHz双频的紧凑型侧扫声纳(SSS)、83/200 kHz宽带啁啾单波束测深仪(SBES)，以及垂直安装的GoPro Hero 7高清相机。通过实时动态定位(RTK)技术，系统获得了10毫米精度的地理坐标。在覆盖90,000 m²的43条测线调查中，USV以1节航速自主航行，同步采集声学背散射数据和视觉影像。

多尺度测绘成果显示：在A区(格罗塔海滩)，声学 mosaic 成功区分了-1.5 m等深线上的6处古代建筑遗迹与天然基岩，其东西走向与海岸线平行；B区(北港池)则发现三组特殊结构，其中VIII号结构的致密砌体经摄影测量证实为人工建造，石块尺寸精确测量为1.20±0.20 m×0.80±0.10 m。摄影测量实验通过对33张重叠影像的处理，生成分辨率达0.874 mm/pix的正射影像，清晰呈现了4.2×3.0 m范围的砌体细节。

讨论部分强调了该方法的三大突破：首先，USV解决了浅水"最后一公里"的探测难题，相比传统船只节省80%作业时间；其次，声光数据融合有效克服了硬质海底的声学干扰，使考古特征识别准确率提升60%；最后，毫米级3D建模为遗迹保护建立了量化基线。研究还指出，未来结合多波束测深仪(MBES)和人工智能分类算法，可进一步扩展该技术的应用维度。

这项研究不仅为Grotta遗址的保护提供了科学依据，更确立了一套可推广的浅水考古调查标准。正如论文结论所述，USV技术正在重塑水下考古学的未来——它让那些沉睡在碧波之下的文明记忆，得以以前所未有的清晰度重现于世。