地坑院又称 “地下四合院”，是黄土高原独有的下沉式穴居建筑，营造技艺列入国家级非物质文化遗产，是先民适应黄土直立性、干旱气候的人居智慧结晶，承载黄河流域千年农耕文明记忆（图1）。伴随城镇化推进，当地居民陆续迁出地下院落，大量地坑院无人修缮，叠加极端降雨引发黄土坍塌、自然侵蚀，大批古院落快速损毁消失。传统的调查依赖人工实地踏勘的方式，然而，由于区域内黄土塬沟壑纵横，地坑院分布零散、覆盖范围广，人工测绘耗时耗力，难以实现全域摸底，同时实地调查存在坍塌安全风险。结合高分辨率卫星影像与轻量化人工智能算法，解决了地坑院大范围快速普查难题，为国家级非遗地坑院的数字化建档和监测提供了新方案。

       本研究以谷歌地球 0.3 米超高分辨率卫星影像为数据源，覆盖豫晋陕四片典型地坑院分布区（图2），构建包含 5153 张标注样本的专用遥感数据集。实验对比了Faster R-CNN、SSD、RetinaNet、YOLOv11、MobileNet等深度学习目标检测模型在地坑院识别任务中的综合性能，从精度、参数量、训练时长、推理速度四大维度开展量化评估。

       研究结果显示MobileNet 轻量化模型在各研究区均展现出综合性能优势，具备参数量小、运算速度快、识别精度高的特点，可以满足地坑院智能化识别的业务需求。本研究利用模型在研究区共计检出地坑院 4319 座，可以清晰揭示出聚落空间格局(图3)。地坑院空间分析结果表明，其分布格局受地理环境、地形、土质条件共同制约，存在地坑院与现代地上民居交错共生的独特景观，这种空间嵌套格局，既体现了传统民居文化的延续性，也反映出城镇化进程中人居建筑形态的变迁。

       高分辨率光学卫星影像虽可为地坑院识别提供充足空间特征，但在植被覆盖区域的地坑院难以精准识别。研究采集了研究区部分村庄的无人机影像与激光雷达数据完成方法验证（图4），无人机光学设备可在植被稀疏时节拍摄清晰地坑院影像，激光雷达则能穿透植被，经点云滤波去植被处理后结合高程信息提取地坑院轮廓。将卫星与多源无人机数据识别结果叠加可以实现卫星宏观普查、无人机精细核查的一体化识别体系。

       该研究成果近期发表在Journal of Archaeological Science上，第一作者为姜德阳助理研究员，通讯作者为鲁鹏研究员。

       该研究得到河南省科技攻关项目（242102321146, 252102320284）、高水平成果奖励和培育项目（20252301012）、河南省科学院先导专项（20251801000）、河南省科学院科研启动经费项目（241801098, 2025180001, 241801100）等项目共同支持。

论文信息：

Jiang, D., Zhang, L., Chen, P., Luo, R., Wang, Z., Lu, P., 2026. Intelligent identification of silo-cave traditional residences in the Chinese Loess Plateau based on deep learning, Journal of Archaeological Science 192, 106625.

论文链接：

https://doi.org/10.1016/j.jas.2026.106625

图1. 地坑院照片

图2. 研究区位置和高程

图3. 地坑院空间分布

图4. 卫星和无人机影像对比（a）谷歌卫星影像（b）无人机影像（c）激光雷达高程图

撰稿：姜德阳

初审：任   杰

复审：杜   军

终审：鲁   鹏