丝绸之路，作为古代中西方经济、文化、科技、宗教交流的国际大动脉，是人类文明史上的一个伟大创举，是全人类共同拥有的珍贵文化遗产。经过千百年的洗礼，其沿线仍然留下了数以千计、类型多样的古遗址。作为商贸通道网络的丝绸之路，其系统构成总体可分为交通（驿站、驿道）、防御（烽燧、塞墙）与补给（绿洲、城镇）子系统。正是这3个子系统的协调工作才构成了曾经车水马龙、昼夜不息的丝绸之路。但是，目前的研究大都关注单个遗址本体，缺乏宏观尺度下对这些遗址及其赋存环境的整体认识。空间考古为不同尺度下丝绸之路沿线遗址的探测、发现、重建等提供了全新的技术手段。本文选择与古丝绸之路紧密关联的邮驿、长城、屯田3类屯戍遗址为案例，从遗址本体信息提取、系统构成与空间结构分析、数字化重建等角度展开丝绸之路文化遗产的空间考古研究。　　第一，对于交通子系统，开展了唐代瓜-沙二州间邮驿系统的空间考古研究。根据敦煌遗书等史料的文字记载，驿站遗址的文字描述信息被抽象成了可运算的二维数组，并提出了基于GIS空间分析的驿站遗址空间预测模型，在高分辨率卫星遥感影像上发现了3处与驿站相关的古城遗址。GPS支持下的田野考古勘察与史料考证，共同明确并证实了甘草驿与长亭驿的驿站遗址所在。同时，基于数字地球平台Google Earth开展了已知驿站遗址和驿道遗址的空间考古调查，最终较准确的数字化恢复了武后天授二年（公元691年）后瓜-沙二州间邮驿系统。基于3S技术的空间考古方法为未知考古遗址的主动发现提供了技术借鉴，同时，瓜-沙二州间邮驿系统的成功重建也为研究古丝绸之路的线路走向、敦煌古绿洲的变迁、唐代邮驿制度等提供了科学的数据基础。　　第二，对于防御子系统，开展了汉代敦煌郡长城遗址提取及其防御结构空间分析研究。根据汉长城线性考古遗址(Great Wall Linear Archaeological Sites，GLASS)在GF-1 PAN影像上的特征，基于图像阈值分割与Hough变换，建立了适合于线性考古遗址自动提取的算法，实现了不同环境背景下典型GLASS片段的自动提取，单一背景下的GLASS提取精度达到80％以上。基于前文提出的考古遗址空间预测模型，发现并证实了与汉长城宜禾候官相关的2处古城遗址。基于数字地球平台GE和GPS支持下的地面调查，全面调查了敦煌郡的烽燧遗址，并系统的分析了汉长城在敦煌郡内的空间防御布局，绘制了汉长城防御系统空间结构及诸候官分布图。基于图像阈值分割与Hough变换的GLASS提取算法可以很好地移植应用到其它线性考古遗址的自动识别与提取上，同时，汉敦煌郡长城防御系统的揭示为进一步精细认知河西走廊的汉长城防御系统、边防战略、汉长城与丝路的关系以及汉长城遗址本体特征等提供了重要的科学参考。　　第三，对于补给子系统，开展了汉唐时期米兰绿洲屯田灌溉工程景观考古研究。通过设计改进的Canny算法，实现了渠道遗址的自动提取。与人工提取结果相比，算法自动提取精度优于90％。根据渠道遗址的形状、尺寸、端点位置等水文信息，所有的渠道遗址被分成了具有层次关系的干渠、支渠、斗渠和毛渠4类，并讨论了不同类渠道的空间特征和作用功能。结合LS-7、GF-1、ASTERGDEMV2等多源遥感数据提取获得了米兰河流域的水网信息，与屯田渠道提取结果一起形成米兰屯田系统，并估算出米兰古屯田的主体面积为8，000 ha。基于“斑块-廊道-基质”模式对米兰屯田景观的空间结构进行了阐述，并详细讨论了屯田中不同景观要素在“山地-绿洲-荒漠”生态系统(Mountain-Oasis-DesertEcoSystem，MODES)子系统中的特征与作用。米兰屯田景观揭示了西域屯田渠道引水灌溉工程的基本模式，为深入剖析新疆地区2，000多年屯田戍边政策的军事价值、史地价值、文化价值、经济价值与地缘政治价值提供了夯实的研究基础。　　通过对丝绸之路（南道）屯戍遗址的空间考古研究，揭示了研究区汉唐时期路网系统中交通（驿站、驿道）、防御（烽燧、塞墙）与补给（绿洲、城镇）子系统的部分原貌，为考古遗址的主动发现、自动识别与提取、数字化重建、人地关系认知等提供了方法借鉴，对于研究丝绸之路线路走向与变迁、古绿洲及城镇兴废、环境演变、古代边防建设等具有重要科学意义。丝绸之路空间考古研究促进了地理学、丝路学、敦煌学、考古学、历史学、地缘政治学等不同学科的交叉发展，为“一带一路”建设、丝绸之路后续扩展申遗、空间考古学学科建设、文化遗产监测与保护等提供了研究基础与科学支持。