遥感考古、物探、化探、GPS与GIS的应用课件.ppt

1、上 篇 第一章 考古勘探科技考古学概论科技考古学概论前 言前言前言 航空航天遥感探测（又称遥感考古） 地球物理探测（简称物探） 传统铲探 水下声纳探测前言前 言第一章 考古勘探第一节 遥感与航空摄影第一节 遥感与航空摄影第一节 遥感与航空摄影 根据航拍照片中： 田野农作物植被的形态 地面表土层颜色的层次、明暗 地形的凸凹 通过计算机图像处理进行判别。航空摄影技术主要作用地面文物勘探的工作程序地面文物勘探的工作程序植被形态与遗址的关系古城墙、古道路、村落遗址：古代沟渠、灰坑 由于地面压力大于其他地方，土壤中水分较少，故而农作物早熟、植物色浅。 由于积水较多，土壤虚松，水分含量较高，农作物生长肥沃

2、、植物色深。地面土色的明暗与遗迹的关系 原先的土被挖走了，长期使用中加入很多杂质，废弃后，风沙尘土、有机物慢慢埋没，结果使其土色与周围的不同，或深或浅。地形凸凹与遗址的关系地形凸凹与遗址的关系由于长期风吹雨淋，分化后的遗址在近处一眼难辨，通过高空摄影，利用本身的立体造型以及与周围土色的不同，可以推断其遗址的性质。地下遗迹与雨水雪霜的关系地球卫星全年全天候遥感技术地球卫星全年全天候遥感技术航空摄影技术航空摄影技术使用的工具使用的工具本节要点：本节要点：n植被形态与遗址的关系植被形态与遗址的关系n地形凸凹与遗址的关系地形凸凹与遗址的关系n地面土色的明暗与遗迹的关系地面土色的明暗与遗迹的关系n地下遗

3、迹与雨水雪霜的关系地下遗迹与雨水雪霜的关系n全年红外摄影分析图全年红外摄影分析图n航空摄影技术航空摄影技术思考题思考题科技考古学概论科技考古学概论 现代物探技术现代物探技术 在田野发掘中的应用在田野发掘中的应用一、物探技术的定义一、物探技术的定义二、物探技术的分类二、物探技术的分类1 1、地面文物勘探、地面文物勘探 根据航拍照片中田野农作物植被的形态；地面表土层颜色的层次、明暗；地形的凸凹等等为落差别的信息，通过计算机图像处理进行判别。2 2、地下文物勘查技术、地下文物勘查技术2 2、地下文物勘查技术、地下文物勘查技术洛洛 阳阳 铲铲 n洛阳铲洛阳铲据传为中国河南洛阳附近农村的盗墓者李据传为中

4、国河南洛阳附近农村的盗墓者李鸭子于鸭子于2020世纪初发明，并为后人逐渐改进。最早世纪初发明，并为后人逐渐改进。最早广泛用于盗墓，后成为考古学工具。广泛用于盗墓，后成为考古学工具。n考古学家考古学家卫聚贤卫聚贤在在19281928年目睹盗墓者使用洛阳铲年目睹盗墓者使用洛阳铲的情景后，便运用于考古钻探，在殷墟、偃师商的情景后，便运用于考古钻探，在殷墟、偃师商城等古城址的发掘过程中，发挥了重要作用。城等古城址的发掘过程中，发挥了重要作用。n如今，学会使用洛阳铲来辩别土质，是每一个考如今，学会使用洛阳铲来辩别土质，是每一个考古工作者的基本功。古工作者的基本功。洛阳铲洛阳铲2 2、地下文物勘查技术、地

5、下文物勘查技术洛阳铲的贡献与不足洛阳铲的贡献与不足2 2、地下文物勘查技术、地下文物勘查技术地下物探技术的步骤地下物探技术的步骤现代考古勘探的工作程序现代考古勘探的工作程序现代考古勘探的工作程序现代考古勘探的工作程序现代考古勘探的工作程序现代考古勘探的工作程序几种常用的地下物探技术几种常用的地下物探技术磁磁 力力 法法名名 称称剩余磁化强度剩余磁化强度JrJr (nx10(nx10-6-6SI)SI)磁化率磁化率K(nx10K(nx10- -6 6SI)SI)备备 注注红烧土（瓷窑）红烧土（瓷窑） 1220122011701170宋代古磁窑宋代古磁窑红烧土（炼炉）红烧土（炼炉） 1160116

6、061806180汉代冶铜炉汉代冶铜炉瓷瓷 片片0.30.370007000北宋古窑址北宋古窑址窑窑 砖砖1340-71801340-71801630-32501630-3250宋代古窑址宋代古窑址墓墓 砖砖7310-129007310-129001170-62201170-6220三国时期墓三国时期墓窑窑 具具5220522056805680宋代古窑址宋代古窑址炼炼 渣渣11200112005100051000汉代冶炼址汉代冶炼址工工 作作 台台1701701080010800汉代冶炼址汉代冶炼址现现 代代 砖砖1050105070307030资资 料料水泥制品水泥制品100-1000100

7、-1000100-1000100-1000资资 料料砂砂 土土10-10010-10010-10010-100资资 料料磁磁 力力 法法美产G816精密质子旋转磁力仪 土壤电阻率探查法土壤电阻率探查法 高密度电阻率法 土壤电阻率探查法土壤电阻率探查法电磁探查法（电磁探查法（无线电雷达法）无线电雷达法）电磁探查法（电磁探查法（无线电雷达法）无线电雷达法）地质雷达地质雷达CR2000CR2000 地质雷达地质雷达CR2000CR2000地质雷达地质雷达CR2000CR2000（1 1）无损伤。物探是通过地面）无损伤。物探是通过地面“遥感遥感”而工而工作，不存在直接的损坏。作，不存在直接的损坏。（2

8、 2）准确、多信息。考古物探不仅能指出遗）准确、多信息。考古物探不仅能指出遗迹所在地和分布范围，还能定性地提供遗迹迹所在地和分布范围，还能定性地提供遗迹的地下分布位置，适合于探寻一个遗址范围的地下分布位置，适合于探寻一个遗址范围内部遗存的分布情况。内部遗存的分布情况。（3 3）简便高效，物探的仪器与遥感设备相比）简便高效，物探的仪器与遥感设备相比较易于操作，而且探测速度迅速，节省大量较易于操作，而且探测速度迅速，节省大量人力、物力和时间。人力、物力和时间。考古物探的优点考古物探的优点: :考古物探的缺点考古物探的缺点: :科技考古学概论代顿史前田地磷酸盐及磁化率分布图汞汞测试测试法法安阳地球化

9、学勘查剖面土壤汞含量曲线图殷墟王陵区.、宫殿区热释汞异常图第四节第四节 GPS、GIS在考古调查中的应用在考古调查中的应用 GPS、GIS用于考古学研究中具有如下功能：（1）其对数据的分析是一个可重复的、无损的考古信息的利用。（2）为考古学文化资源管理提供方便的遗址定位模式。（3）对考古资料进行空间意义上的分析，过去我们习惯于讲某一文化的连续、演变。应用GIS、GPS技术，我们可以从世界范围、区域范围内多因素地分析考古资料，可以了解特定空间内的遗存组成、特征及其周围的联系。（4）可以加深就物质遗存所反射的人类行为的具体的时空特征，通过对某一范围内遗存的所有资料分析获得一些规律，并建立模式，应用

10、这些模式与更大范围内的其他遗存比较，并且透析出人类行为的特点。 1、运用GPS确定遗址的地理坐标提供星历与时间信息提供星历与时间信息发射伪距与载波信号发射伪距与载波信号提供其它辅助信息提供其它辅助信息接收并测量卫星信号接收并测量卫星信号记录与处理数据记录与处理数据提供导航定位信息提供导航定位信息中心控制系统中心控制系统实现时间同步实现时间同步跟踪卫星轨道跟踪卫星轨道空间空间监控监控用户用户GPS技术用于田野考古具有一些优点：（1）高精度的三维定位，各点不存在误差积累。（2）设计和布点方便灵活。GPS的定位精度与GPS点的几何图形基本无关，不受地面点间相互通视的限制。（3）对地理条件和作业条件要

11、求低，高山、沙漠、孤岛、礁滩都可进行工作。（4）不受气象条件的限制，工作效率高。应用GPS技术只能得到宏观的结果，而且测量技术有一定的缺陷：GPS技术也会产生误差，它与接收地点所在位置、大气层的变化、定位仪的功能及其他伪因素有关。所以实际操作中往往是GPS技术与各种地面物探、航空遥感、水下探测手段相结合、互相参考。2、GIS对考古材料的处理GIS是地理信息系统（Geographic Information System）的简称，它GIS是一个在计算机支持下，将空间数据输入、存贮、检索、运算、显示和分析应用的技术、处理地理信息的系统。GIS地图遥感图像属性数据数字化图像处理空间数据库数据库系统属

12、性数据库地理信息系统（Geographic Information System-GIS）基本原理GIS的应用范围GIS的工作原理 GIS是一门介于信息科学、空间科学与地球科学间的技术。在GIS系统下，用户用自己的专业知识通过软件区分析处理一定地域范围内的各项专业数据，以得到自己所需的新的有关信息等。也就是说，GIS能确定地物之间的空间关系，并建立新的关系，且将新的属性与地物空间位置相连接，然后将它们存贮在图层的特征属性表中。GIS的核心是用来表示地理信息的空间数据。 GIS地理信息数据库实际上是表示这些信息的地图及其图上对象详细特征的表达。 GIS的工作流程 第一步，将实体图形数据和描述它的

13、属性数据输入和编辑，将不同数据源、不同类型、不同比例尺、不同时间的数据集成统一坐标的数据库系统。 第二步，根据研究的范围、精度要求，对图幅进行拼接或分割。第三步，对空间数据进行坐标转换和几何转换，这是因输入的数据具有多样性和输入的图形设备不同所致。坐标的转换主要指从窗口区到视图区的转换。图形的几何转换实际上是运用矩阵对组成图形的各点进行坐标转换，包括二维、三维图形的转换。 第四步，对矢量数据和栅格数据进行转换。转换时，先必须确定栅格元素的大小、两者的坐标表示。 第五步，空间数据经过初步的处理后，用户根据自己的研究目的，进行各种分析。 GIS具有如下功能： （1）具有强大的空间信息显示和查询功能

14、，根据需要改变图形显示的大小、位置、图层的组合，显示考古遗存的局部或整个研究区不同时期的分布情况。（2）各图层及其特征可以被重新排列、编辑、剪贴，还可以增加新的考古资料。（3）根据需要，进行区域考古的研究模型，对考古遗存进行三维模拟合显示。（4）具有多重数据的访问和显示功能，利用热连接功能直接访问或打开所有GIS文件，使之与多重数据进行广泛而快捷的连接。 3、3S集成在考古学中的应用集成在考古学中的应用RS（遥感技术） 、 GPS、GIS技术各有优缺点，相互结合可取长补短。在实践中，3S集成产生了，它是指三者对地观测新技术有机地集成（Integration）在一起。 3S集成可形成四种模式：G

15、PSGIS、GPSRS、GISRS、GPSGISRS。 1996年6月8月，中国河南省文物考古研究所与美国密苏里州立大学人类学系采用地面踏察、观察断崖剖面、文物钻探、GPS、GIS等方法，联合调查了河南颖河上游两岸长约100公里范围内龙山文化晚期到二里头时期的聚落遗址。中国历史博物馆遥感与航空摄影考古中心等单位展开的对内蒙古中、东部地区大型古代遗址的勘查和研究 。3S集成技术虽然已取得相当成效，且应用前景广阔，但另一方面，也存在一些问题，主要是目前系统的设计、应用过程的不完善，诸如集成系统的实时空间定位、一体化数据管理、信息的自动提取、数据的自动更新、数据实时通讯、影像的空间可视化等，这些问题需要专家去研究和解决。