浅谈考古勘探GIS系统
2020年12月21日 信息来源:贾英杰 目前浏览:1062次


考古勘探一直是考古研究的重要手段之一,为研究遗址、城址提供重要数据,对后期考古规划、保护规划等提供重要依据,但传统的勘探系统多以表格或者电子表格为媒介存储,缺少图像信息,很难为研究者提供直观方便的资料,而借助GIS(地理信息系统),可以实现考古勘探数据空间与属性的查询,以航拍图、地形图等为底图更直观的复原遗址相关信息。

一、考古勘探与地理信息系统

1.概念

地理信息系统是在测绘与计算机制图学的基础上发展起来,主要是指借助各类计算机信息化技术,对地理信息的存储、表达、运算等提供支撑,进而形成的信息系统。地理信息系统主要对地理实体抽象出来的空间要素进行表达与管理,其中包括遥感影像数据、位置数据、矢量或栅格图形数据等[1]。GIS系统最大的特点就是可以展现空间特性的各类数据[2]。

目前在大遗址、城址的考古钻探中,需要构建一个钻探系统,即建立一个完整的探方分布系统,以每个探方的西南角为探孔进行考古钻探,在后期的考古发掘规划中,可以直接引入考古钻探的系统,将两者统一起来。然而这种方法往往会生成庞大的探孔数据,若只是建立一个文档式勘探系统,不足以长期有效的为一个遗址的考古及文物保护规划提供有效的学术支撑,这就需要借助GIS系统,构建一个考古勘探系统。

2.系统设计

考古勘探的GIS系统应该建立数据库,并包含探孔数据查询,地表数字高程模型,探孔类型分类,高程数据,剖面图生成等功能;根据考古研究的需求,应大致满足四大类功能:


图一  考古勘探GIS架构图


1)空间地理信息数据:勘探系统应以数字正射影像、数字高程模型,数字表面模型及数字线划图等作为底图;

2)探孔数据查询:系统能够对每个探孔进行属性查询,包括地理坐标,地表高程,钻探表格及照片等信息的查询,如图二;


图二  探孔数据查询


3)属性数据分类:原始勘探数据的分层是以根据勘探人员的初步认知决定的,以勘探的层位分类对研究并不理想,勘探系统应能够满足对探孔其他属性再分类,例如按土色、堆积性质、包含物等,如图三;


图三  按探孔属性分类表示


4)生成剖面图、构建生土面dem等:根据每个探孔的深度与地表高程,可以大致的构建生土面的DEM,及剖面图生成;

二、勘探数据分析

将海量勘探数据导入系统后,通过与地理空间数据的融合,可以对遗址的勘探数据进行以下分析:

1.文化层厚度分析:利用探孔数据中表层到生土的厚度属性,可以做统计学的分析,并利用其平面坐标生成文化层厚度分布图,如图四、五:


图四  文化层厚度统计


图五  文化层厚度分布图


2.城墙及护城河分析:在城址勘探中,利用堆积性质属性进行分类时,可以将夯土与淤泥类探孔分类表示,就可以较为明显的展示城墙与城壕的分布,方便后期复原线图,如图六:


图六  夯土与淤土分布图


3.探孔包含物分析:在后期考古发掘规划时,需要参考探孔的文化层厚度及包含物等属性,利用GIS可以生成包含物分布图,方便研究者规划发掘区域,如图七;


图七  包含物分布图


4.剖面生成:利用各个探孔的地表高程与深度数据,可以实现剖面分析,并制作出指定剖面线的剖面,如图八;


图八  生成剖面图


三、总结

探孔数据通过GIS系统以图像的信息展示出来有利于考古人员直观的分析遗址布局,有利于下一步考古发掘时的考古区域规划,在平面图上亦可量取城墙壕沟等尺寸信息,对研究遗址的空间构成提供重要的三维参考。

一些的问题:1.勘探的准确性主要取决于钻探人员的记录,对野外技术人员的专业性依赖较大,且每个人的记录方式不同,例如土色等属性的判断标准不一,都会对后期勘探分析造成一定影响;2.在实际的勘探过程中,常常会碰到例如“遇石无法下探、探不到底”等情况,这些异常探孔样本的数据也会对后期遗址整体分析造成影响;3.钻探系统主要还是解决城墙等空间布局问题,对于遗址内部遗迹现象等细节的情况则很难通过GIS系统分析出来。


参考文献:

[1] 何庆.基于GIS的考古勘探信息系统研究与应用.测绘与空间地理信息.2019.12

[2] 陈述彭,鲁学军,周成虎.地理信息系统导论[M].北京:科学出版社,2000.

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