遥感技术在GIS考古中的应用

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遥感技术在GIS考古中的应用

2017-07-18 作者: xuzhiping 浏览: 2411 次

摘要: 遥感技术在考古学研究和文化遗产保护中有十分广泛的应用,目前已经发展成为考古学的一门分支学科一遥感考古。遥感技术的一大优势是与GPS和GIS技术的有效整合,形成3S集成技术,是构建“数字地球”的主要手段。目前,遥感技术在GIS考古中的应用主要体现在为GIS 在考...

遥感技术在考古学研究和文化遗产保护中有十分广泛的应用,目前已经发展成为考古学的一门分支学科一遥感考古。遥感技术的一大优势是与GPS和GIS技术的有效整合,形成3S集成技术,是构建“数字地球”的主要手段。目前,遥感技术在GIS考古中的应用主要体现在为GIS 在考古学研究中的应用提供基础的空间数据资料,其中既包括从遥感影像获取考古空间信息,也包括获取支持聚落和景观考古研究的环境、资源和景观等信息。

(一)考古空间信息的获取

遥感影像用于获取考古空间信息有很大的优势,主要表现在遥感对考古遗迹独特的观察视角上。由于遥感可以从高空拍摄遗迹的全貌,因此一些在地面不易被观察和记录的考古遗迹 通过遥感影像可以被明确地辨识出来并得到准确的记录。

经过正射纠正的遥感影像具有严格的数学基础,可以用来进行大范围的考古制图,尤其是通过遥感影像解译而辨识出来的考古遗迹 可以在GIS软件中直接提取其空间信息,是目前GIS与遥感相结合的一个主要途径。

早在20世纪初期,英国考古学家就开始利用气球和飞机 拍摄的航片对著名的Stonehenge遗迹进行观测和记录。1983年,美洲考古学家使用Landsat卫星影像发现并记录了 墨西哥玛雅时期的农田、聚落和城市体系。2002、2003年Philip、Ur等人 利用美国解密的CORONA卫星资料发现并记录了叙利亚古代聚落的道路系统,并利用这些道路的分叉特点,复原了古代聚落的农耕范围。

(二)辅助定位与记录

高空间分辨率的遥感影像由于对地表的辨识程度很高,因此可以用于大范围田野考古中的精确定位,尤其适合在田野考古调査中,辅助调查人员确定考古遗迹的准确位置。以考古学研究和文化遗产管理为目标的田野考古调査,十分强调调査工作的系统性,尤其是系统、准确地记录观察采集区域。但是传统的拉网式调査方法,按照调查人员之间的固定间距记录调查网格,既不准确,又缺乏灵活性,而现代田野考古调査可以用高空间分辨率 彩色遥感影像作为背景底图,辅助调査网格的定位和数据记录。

2012年北京大学考古文博学院与河南省文物考古研究所合作,在河南禹州地区开展的考古区域系统调査中使用了经过数据融合 的GeoEye卫星影像作为底图,并依据影像上的现代土地利用状况 将调査区域分割成若干不规则多边形斑块,生成调査用“记录”(tract)。由于使用了最新的高分辨率遥感影像,因此在野外可以方便地以此为 参照找到所需调査的地块,填写“记录表”。同时,“记录”的编号在GIS软件中通过计算地块多边形的几何中心坐标来实现。具体来讲,即分别取X和Y坐标的后6位组合成一个13位数的编号 (取6位是为了保证在调查区域内所有调查记录的编号不重复),这样,在野外可以方便地依据多边形的编号和GPS 所测量的实时坐标辅助遥感影像找到地块的位置。

(三)环境、资源和景观信息的获取

现代遥感技术提供了丰富的多光谱数字影像,利用这些多光谱数据可以为辨识特殊的地貌环境、土地类型、矿产资源、植被分布等信息提供有力的工具,如果再辅以地面的抽样调查检验,就可以既准确,又高效地绘制出它们的空间范围。比如,通过对多光谱遥感影像数据的光谱分析,提取出重要矿产资源的分布范围,如制作石器所用特殊石料的岩性分布图、制作陶器所角特殊羼合料的矿产分布图;提取出不同的地貌类型的空间分布状况,如河流阶地;提取出地表植被的覆盖状况,如NDVI归一化地表植被覆盖指数,并用以评估土壤流失状况等。

通过多光谱遥感影像提取的这些环境、资源和景观信息可以直接整合到GIS支持的景观考古空间分析。比如,在GIS景观分析中,我们利用ETM+多光谱数据生成的NDVI 对古代植被分布状况进行分类重建,并以此为基础创建土壤侵蚀模型,评估古代冶铁活动对植被破坏的不同状况下土壤的流失状况。

总之,遥感包含了丰富的地理信息,是现代地理信息系统不可或缺的重要资料来源,充分利用好遥感资料对考古学研究和文化遗产管理有重要的帮助。

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