考古電子地圖

電子地圖分析與導航考古電子地圖《電子地圖分析與導航》課程組目錄CONTENTS考古電子地圖概述考古電子地圖建立0102考古電子地圖系統(tǒng)框架考古電子地圖系統(tǒng)功能0304考古電子地圖概述01考古學（archaeology)一詞源于古希臘文，意即研究古代或古代事物的一門科學。田野考古的目的是為了揭露、觀察、記錄、發(fā)現(xiàn)與研究古代遺留下來的實物史料。科學的發(fā)掘過程、完整準確的現(xiàn)場資料記錄、科學與直觀的海量考古數(shù)據(jù)分析表達，是對發(fā)掘資料科學使用、正確解釋考古遺存和現(xiàn)象性質的必要條件。01考古電子地圖概述1.國外考古的現(xiàn)代化技術應用國外，將地理信息技術應用于考古學研究，開始于20世紀80年代初，主要集中于歐洲和北美。歐美應用GIS在考古學領域的研究和發(fā)展，可大致分為3個階段：70年代末，計算機圖形學、數(shù)據(jù)庫和統(tǒng)計分析等技術開始應用于考古研究；80年代，利用現(xiàn)代化技術進行考古主要應用于遺址預測；90年代，地理信息技術開始被歐洲考古界所認識并接受，景觀方面的應用也逐漸盛行。01考古電子地圖概述1.國外考古的現(xiàn)代化技術應用目前，國外應用現(xiàn)代技術考古主要有三個新的發(fā)展趨勢：一是把虛擬現(xiàn)實、可視域分析等技術應用于考古研究；二是將三維可視化技術應用于考古研究；三是將遙感與GIS相結合應用于考古研究，如美國利用衛(wèi)星遙感影像發(fā)現(xiàn)了沉沒海底數(shù)千年的古埃及名城亞歷山大，歐洲發(fā)現(xiàn)了古羅馬的地下建筑與著名的“羅馬大道”，歐美聯(lián)手發(fā)現(xiàn)了南美密林深處的十世紀瑪雅人的宮殿。01考古電子地圖概述2.國內(nèi)考古的現(xiàn)代化技術應用隨著國外信息技術在考古中的應用逐漸增多，我國田野考古領域內(nèi)的信息技術應用已逐漸為人們所重視，如1987年南京博物院與華東師范大學合作在中國首次利用遙感技術完成了江蘇省鎮(zhèn)江地區(qū)商周臺型遺址和土墩墓的考古調查。1998年河南省在穎河上游的考古調查中利用GPS與GIS獲得初步成功。2001年河南省地理研究所與開封市文物工作隊利用遙感技術對七朝古都開封市的地下埋藏文物進行了考古調查應用試驗。2002年華東師范大學城市與環(huán)境遙感考古開放實驗室完成上海地區(qū)遙感考古調查，發(fā)現(xiàn)有古遺址特征的地點200余處，近年，我國還利用遙感技術進行了秦始皇陵、長城、內(nèi)蒙古東部地區(qū)大型遺址等多處考古調查。01考古電子地圖概述3.電子地圖應用于考古的可行性分析電子地圖的多層次結構突破了常規(guī)紙質考古地圖載負量的局限性，不同圖層空間登加分析功能可以產(chǎn)生更有價值的再生信息，無級縮放功能則突破了應用紙質圖考古的局限性，立體化、動態(tài)化模擬顯示與多媒體和影像的結合使用戶如臨其境，以上特點，證明了電子地圖可以較好地應用于田野考古的各個環(huán)節(jié)，為田野考古提供正確的發(fā)掘參考方案、文物保護方案等。01考古電子地圖概述電子地圖技術的更新進步，為電子地圖能夠給田野考古提供一個實用的應用環(huán)境，以提高田野考古資料記錄的科學性與準確性打下了堅實的基礎。另外，也能為田野考古提供一個高效的科研環(huán)境，使田野考古發(fā)掘現(xiàn)場、相關文物研究與保護單位共享信息、群體決策，從而提高田野考古的決策水平與研究深度。01考古電子地圖概述考古電子地圖建立02電子地圖應用于考古學可以解決傳統(tǒng)考古研究的不足之處，如：傳統(tǒng)的田野考古地層數(shù)據(jù)獲取基于手工量測，費時費力且精度難以保證；考古成果保存需要耗費大量物資等缺點。其次電子地圖應用到考古工作中，可以提供方便、實用、科學的問題解決方案，使其真正成為田野考古發(fā)掘工作中一種不可缺少的工具。02考古電子地圖建立在具體的考古電子地圖開發(fā)過程中，主要解決如下關鍵技術：(1)運用遙感與近景攝影測量技術，進行基于數(shù)碼相機拍攝圖像以及遙感圖像的考古數(shù)據(jù)采集與處理；(2)建立田野考古數(shù)據(jù)規(guī)范，運用地理信息技術研究考古資料采集、管理與應用中存在問題的解決方法；(3)基于體視化和三維技術的考古空間模擬與再現(xiàn)技術研究，實現(xiàn)多方位、多層面直觀、形象的三維剖面模型構建及任意剖分；(4)運用空間分析技術，進行考古決策支持功能以及考古知識發(fā)現(xiàn)。02考古電子地圖建立空間分析與決策支持功能及基于數(shù)據(jù)倉庫的知識發(fā)現(xiàn)技術為解決考古學空間性和多變量問題提供了一種有效的方法和手段。運用空間分析功能對遺跡遺物進行空間統(tǒng)計分析、對比綜合分析、緩沖區(qū)分析、遺址空間分布模式分析、可視域分析等，揭示遺跡遺物的區(qū)位特征與組合特征。在此基礎上，結合知識庫，可實現(xiàn)田野考古發(fā)掘過程中實時遠程監(jiān)控與專家會診、遺跡現(xiàn)象全貌推測，層位關系比較和錯誤預警，并提供手動或自動的修改方法。02考古電子地圖建立考古電子地圖系統(tǒng)框架031.系統(tǒng)框架考古電子地圖系統(tǒng)一般由數(shù)據(jù)層、數(shù)據(jù)服務層、業(yè)務邏輯層、模塊集成層、界面層等若干層次組成，其實質是建立一個集管理信息系統(tǒng)（MIS)、地理信息系統(tǒng)（GIS)、空間決策支持系統(tǒng)（SDSS)等功能于一體，并能夠基于腳本支持數(shù)字攝影測量、信息管理、可視化、空間分析與空間決策支持、虛擬現(xiàn)實等多種模塊的動態(tài)集成與替換的田野考古應用與科研性平臺。考古電子地圖系統(tǒng)的總體功能是使各考古現(xiàn)場能通過有線與無線網(wǎng)絡兩種方式與有關文物保護機構、職能部門、科學研究單位等聯(lián)系成為一個互動的整體，通過已有的遺跡遺物信息和建立的專家知識，發(fā)現(xiàn)田野發(fā)掘現(xiàn)場問題，制定和調整重大發(fā)掘方案，從而提高田野發(fā)掘的質量與水平。03考古電子地圖系統(tǒng)框架2.數(shù)據(jù)組織考慮到田野考古的特點，考古電子地圖系統(tǒng)研究的數(shù)據(jù)多和地質地層有關，它的專題地理數(shù)據(jù)相對來說較為單一集中，主要有古墓、古跡、古文化群、古建筑等，但又和一般專業(yè)電子地圖的數(shù)據(jù)所反映地表的情況有所不同，考古電子地圖中的數(shù)據(jù)多反映地表以下的情況，因而它的專題數(shù)據(jù)組織應多考慮這方面的內(nèi)容。03考古電子地圖系統(tǒng)框架3.核心技術考古電子地圖系統(tǒng)包含的主要核心技術如下：三維空間數(shù)據(jù)的近景攝影測量技術與平剖面圖快速繪制技術；多源空間數(shù)據(jù)融合，實現(xiàn)各類文化層、遺跡現(xiàn)象的三維數(shù)據(jù)建模技術、田野考古數(shù)據(jù)挖掘、知識發(fā)現(xiàn)、推理技術、古人類與古環(huán)境虛擬再現(xiàn)以及可交互、可協(xié)同的網(wǎng)絡化虛擬考古環(huán)境與三維體視化技術集成等。03考古電子地圖系統(tǒng)框架考古電子地圖系統(tǒng)功能041.系統(tǒng)功能(1)提供基礎地理數(shù)據(jù)庫，可以在考古地理范圍內(nèi)任意獲取考古遺址所在地的基礎地形圖、交通圖及相關屬性數(shù)據(jù)查詢；(2)可對各專題圖進行分析、顯示、查詢、輸出，實現(xiàn)田野考古空間和屬性信息的雙向查詢；(3)各田野考古發(fā)掘現(xiàn)場工作人員及有關科研部門可以基于該系統(tǒng)進行輔助研究工作；(4)可為文物保護有關部門、各考古發(fā)掘單位制定并提供規(guī)范的考古數(shù)據(jù)字典、統(tǒng)一格式的統(tǒng)計報表；04考古電子地圖系統(tǒng)功能1.系統(tǒng)功能(5)實現(xiàn)田野考古發(fā)掘的資源共享，實現(xiàn)遺址環(huán)境圖、探方分布圖、探孔分布圖以及各種平、剖面圖的圖形數(shù)據(jù)庫統(tǒng)一管理，并能夠通過網(wǎng)絡進行圖形瀏覽和權限內(nèi)的文件下載；(6)實現(xiàn)基于考古數(shù)據(jù)庫及圖形庫的知識獲取，并將結構化知識存入知識庫，將非結構化或半結構化知識歸納存入案例庫；(7)實現(xiàn)虛擬考古環(huán)境下的虛擬漫游、問題診斷及協(xié)同決策。04考古電子地圖系統(tǒng)功能2.系統(tǒng)功能模塊一般考古電子地圖系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)采集與處理、知識獲取與管理、空間決策支持、虛擬考古環(huán)境、圖表生成與管理、系統(tǒng)管理、信息發(fā)布等功能模塊(1)數(shù)據(jù)采集與處理模塊(2)知識獲取與管理模塊(3)空間決策支持系統(tǒng)一般具有“四庫三功能”的結構(4)體視化與虛擬考古環(huán)境04考古電子地圖系統(tǒng)功能考古電子地圖系統(tǒng)可以有效地支持田野考古發(fā)掘研究與文物保護工作，且能夠快捷、精確地對田野發(fā)掘現(xiàn)場及器物的空間信息及屬性信息進行采集、處理、存儲、查詢、分析、輸出，顯著提高了田野考古發(fā)掘與文物保護的質量及效率。由于這