吴哥激光雷达地图：激光扫描如何揭示一座失落的大都市

吴哥窟 — 位于柬埔寨暹粒省北纬13°24′、东经103°52′的寺庙建筑群——是有史以来建造的最大宗教纪念建筑。其外围围墙长1500米、宽1300米；回廊、塔楼和护城河共占地162.6公顷。它约于公元1113年至1150年间在高棉帝王苏利耶跋摩二世治下建造，供奉毗湿奴，至今仍是世界上按土地面积计算最大的单一宗教建筑。然而，这并不是本故事的主题。

这个故事讲述的是环绕它周围的城市——以及柬埔寨丛林中1000平方公里范围内无人知晓的其他城市、道路、水库和聚落，直到2012年直升机上安装的传感器发现了它们。

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“林冠之下并非荒蛮丛林，而是一座水利城市——运河、寺庙和稻田在激光中绘成地图。”

——达米安·埃文斯等人关于吴哥激光雷达调查的转述（2010年代）

激光雷达的作用

!吴哥窟——柬埔寨")

!吴哥窟鸟瞰图

吴哥窟鸟瞰图 | 史蒂夫·尤尔韦特森来自美国门洛帕克 (CC BY 2.0)

激光雷达（Light Detection and Ranging，LiDAR）的工作原理是从飞机向下发射快速激光脉冲，并测量每个脉冲返回所需的时间。在地面开阔处，脉冲击中地面并反弹回来。在有森林的地方，一些脉冲首先击中树叶和树枝；但许多脉冲穿过冠层间隙到达地面。通过组合数百万个回波并滤除植被信号，该仪器生成树下裸露地表的数字高程模型。

!吴哥窟鸟瞰图

吴哥窟鸟瞰图 | 史蒂夫·尤尔韦特森来自美国门洛帕克 (CC BY 2.0)

这对考古学很重要，因为低起伏特征——被埋墙体的遗迹、抬高的路基、运河堤岸、排干的池塘边缘——从地面看不见，且完全被茂密的热带冠层掩盖，但在高分辨率激光雷达数据中清晰可辨。一道高50厘米、有800年历史的运河堤岸，被丛林覆盖、步行时与周围地形无法区分，在激光雷达中显示为清晰的线性特征。一个比周围地面高出40厘米的被埋建筑台基，则表现为带有直角边缘的略微隆起区域。

!吴哥窟鸟瞰图 7294722974

吴哥窟鸟瞰图 7294722974 | shankar s. 来自阿联酋迪拜 (CC BY 2.0)

2012年和2015年的调查

柬埔寨考古激光雷达计划（CALI）由法国远东学院（EFEO）的考古学家达米安·埃文斯领导，进行了两次调查：2012年370平方公里，2015年1901平方公里。结果于2016年发表在《美国国家科学院院刊》上。

数据显示出一个以吴哥为中心、向各个方向延伸约1000平方公里的分散低密度城市复合体。该复合体包括：

连接主要寺庙和聚落的直线道路网，抬高的路基通过堤岸穿越雨季洪泛区。支路分支进入居住区。整个居住区内有规则间隔的小矩形土墩——这些是木屋的基座，如今已消失，木屋曾建在抬高的平台上。运河、沟渠和堤岸在整个景观中形成水管理网格。与沟渠网络相连的蓄水池（巴莱）。聚落呈螺旋状从吴哥窟和吴哥通王城（有城墙的皇城，位于北面1.5公里处）连续延伸，穿过郊区、外围寺庙群、农业区，直至30至40公里外的卫星城镇。

此前没有任何单一地图、调查或地面研究能捕捉到这一点。此前对吴哥人口的估计在10万至20万之间。激光雷达数据支持修正后的峰值人口估计为75万至90万——使大吴哥成为世界上按面积计算最大的前工业化城市复合体，比排名第二的候选者（尤卡坦半岛的低地玛雅城市，其自身的激光雷达数据也在2010年代出现，并同样扩展了早期估计）还要大。

造就帝国的水

激光雷达数据中最重要的发现不是城市足迹的范围，而是其背后水利基础设施的性质。

高棉工程师建造了一套极其复杂的相互连接的水管理系统。这座城市位于一个季节性洪泛的平坦冲积平原上：季风在5月至10月间带来1500至2000毫米降雨；旱季几乎无雨。为了在分散的城市景观中全年维持水稻种植，水利系统将季风径流汇集到大型蓄水池中（最大的西巴莱湖长8公里、宽2.1公里，至今仍蓄水），在旱季通过沟渠将水分配到稻田，并在雨季管理排水以防止灾难性洪水。

激光雷达数据显示，这一系统远比此前绘制的更为复杂。沟渠延伸数百公里。堤岸曾多次建造和重建，表明至少持续了三个世纪的连续工程。这些基础设施是聚落数据所示人口密度的结构性前提。

城市衰亡的原因

揭示吴哥规模的那些激光雷达数据也揭示了其崩溃的机制——并非如有时假设的那样是被征服。

水利基础设施显示出修复尝试失败的明确证据。在14和15世纪，人们将沙塞插入沟渠，显然是为了改变水流方向；但未能保持。堤岸被冲垮后未修复。沟渠填土地层中可见的修复序列表明，面对日益恶化的系统，工程应对越来越绝望。

来自越南和泰国的树木年轮记录以及湄公河三角洲的沉积物岩心记录了15世纪初的长期干旱期，期间穿插着强烈的季风季节——这一模式与该地区气候的厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）变率特征一致。这套水利系统经过精细调校以适应特定的降雨状况，在其并非为应对的条件下失效了。随后人口逐渐离散；首都于1432年正式迁至金边，但吴哥并未被废弃——它仍有人居住并以较小规模维持了一个世纪。

外交官周达观于公元1296至1297年出使柬埔寨时到访吴哥，他在城市接近满负荷运转时写下了详细的描述。他描述了拥挤的市场、由数百头大象组成的王室仪仗、行政区划，以及居住在抬升平台上棕榈叶屋顶房屋中的人口——正是激光雷达土墩所代表的那种聚落。他的记述直到19世纪法国探险家到来之前，一直是对吴哥最详细的外部描述。现在可以将他的文字与激光雷达地图对照，识别出他所描述的具体街区。