考古測量復習資料第第頁考古測量是使用測量學的方法手段，對遺跡的位置、分布、形狀，以及遺址的地理特征等考古研究對象進行實測，并按比例繪制成圖的一種田野考古技術。通過實地測量獲得的圖形，可以幫助考古工作者記錄考古調查發(fā)掘資料，以彌補其他記錄形式的不足。通過考古測量繪出的遺跡圖形，具有極強的科學性，是其他記錄手段所不能代替的考古測量的任務主要是測繪大型遺址平面圖、遺跡分布圖、遺址及其周邊地形圖、區(qū)域的遺址分布圖等3、考古測量通常是作為獨立的系統(tǒng)來使用的，測量時允許不與大地坐標系相聯(lián)系，而采用獨立平面直角坐標系。為了測繪上的方便，考古測量通常使用磁北方向作為測量的基本方向，而不考慮磁偏角4、考古測量運用的主要技術：①測繪技術（卷尺丈量、羅盤儀測量、平板儀測繪、電子全站儀測繪、衛(wèi)星定位技術測繪（SPS）、攝影測量技術等）②遙感技術（航空影像（航空照片、紅外影像）、衛(wèi)星圖片、水下聲納等）③地理信息系統(tǒng)技術（GIS）（考古中各種遺跡、遺物時空分布特征的綜合）④測繪、遙感、地理信息系統(tǒng)的結合5、測量學是研究和推算地面點的幾何位置、地球形狀及地球重力場，據(jù)此測量地球表面自然形態(tài)和人工設施的幾何分布，并結合某些生活信息和自然信息的地理分布，編制全球和局部地區(qū)各種比例尺地圖的理論和技術的應用科學，也稱為測繪學。研究內容主要包括大地測量學、普通測量學、攝影測量學、工程測量學、海洋測繪學、地質制圖學等6、大地測量：在對地表全部或一個較大的區(qū)域進行測量時，則必須考慮地球曲率，才能夠將地球的表面形狀反映到平面圖紙上。這種考慮地球曲率的測量方法，稱為大地測量7、大地水準面：測量工作中，假想用處于靜止狀態(tài)的平均海水面，形成一個包圍整個地球的閉合曲面來表示地球表面。這一假想的地球表面，稱為大地水準面8、天文地理坐標系：地球以其短徑為軸，自西向東旋轉，該軸稱為地軸或自轉軸。自轉軸與地表面的兩個焦點叫極點，即地球的南極S和北極N。通過地球表面某一點和兩極的平面為子午面，子午面與地表的交線，叫做該點的子午線、真子午線、經(jīng)線。通過地心并與地軸垂直的平面（赤道面）與地表的交線叫赤道。垂直與地軸的其他平面與地表的交線叫緯線。緯線與赤道平行，與經(jīng)線直角相交經(jīng)線和緯線的位置，按經(jīng)度和緯度來計算。通過英國格林威治天文臺的子午線為首子午線、本初子午線、起始子午線，是計算經(jīng)度的起點。從首子午線向東180度以內為東經(jīng)，向西180度以內為西經(jīng)。緯度是從赤道向南和向北計算的，向南為南緯，向北為北緯，各90度至兩極。9、大地坐標系是以參考橢球面作為基準面，以起始子午面（通過格林威治天文臺和地球兩極的平面）和赤道面（通過地心并與地軸垂直的平面）作為在橢球面上確定某一點投影位置的兩個參考面。9、球心坐標系：原點設在橢球的中心，x,y軸在橢球的赤道面內，而且x軸軸通過起始子午面，z軸與橢球旋轉軸一致。所以地球上任意一點的空間位置都可以用三維直角坐標表示。衛(wèi)星定位系統(tǒng)一般采用球心坐標系，即WGS-84（WorldGeodeticSystem1984)坐標系，是世界大地坐標系統(tǒng)，其坐標原點在地心10、高斯平面直角坐標系：使用地圖投影的方法把球面上的點移到平面上來，目前我國地形圖采用的是高斯地圖投影。高斯投影是設想有一個圓柱面橫套在地球球體外面，規(guī)定圓柱面的中心軸與赤道面重合，使它與地球上某一中央子午線相切，然后用投影方法，將中央子午線兩側各一定經(jīng)差范圍內（投影帶，帶寬分為6°和3°）的地區(qū)投影到圓柱面上，再將此柱面展開即成為投影面。故高斯投影又稱為橫軸橢圓形柱投影11、平面直角坐標系：在小區(qū)域內測量時適用，需預先確定坐標原點的位置與坐標軸方向，如附近沒有國家控制點，成圖面積又較小，可將坐標原點設于測區(qū)的西南角。正北方向有真北和磁北兩種，考古測量一般采用后者12、地面點高程（高程系）：要建立全國統(tǒng)一的高程系統(tǒng)，必須確定一個高程基準面（一個國家測定的并統(tǒng)一使用的大地水準面標準），高程基準面上的點為大地水準點，用來作為測量海拔高度的起算點。為了維護平均海水面的高程，必須設立與驗潮站相聯(lián)系的水準點作為高程起算點，該水準點叫水準原點。地面某點沿鉛垂線方向到大地水準面（高程基準面）的距離，稱為該點的絕對高程或海拔，簡稱高程，用H表示。13、地圖是根據(jù)一定的數(shù)學法則，使用專門符號（包括注記符號），經(jīng)過制圖綜合將地球表面縮繪于平面上的圖件，有數(shù)學基礎、制圖對象和圖面整飾三個組成部分。14、地形圖：凡是圖上既表示出道路、河流、居民地等一系列固定物體的平面位置，又表示出各種高低起伏形態(tài)，并經(jīng)過綜合取舍，按比例縮小后用規(guī)定的符號和一定的表示方法描繪在圖紙上的正射投影圖，都可稱為地形圖。地形圖的內容包括編號、名稱、比例、注記（方向系統(tǒng)、坐標系、高程系、圖式符號）、繪圖、日期、單位等15、探方平剖面圖的比例：通常選擇1：50的比例，探方平面圖中只繪出遺跡的外輪廓，不作細部表現(xiàn)。遺跡圖的比例：考古發(fā)掘中要求對所發(fā)現(xiàn)的遺跡都要現(xiàn)場繪制其平、剖面圖。繪制遺跡平剖面圖時一般選擇1：20的比例，結構復雜的遺跡可用1：10的比例，對于較大型的遺跡可選用1：40或1：50的比例。16、地貌特征線或地性線：各種地貌的形狀雖千變萬化，但實際上都可以近似地看成由不同方向和不同傾斜面所組成的曲面。兩相鄰傾斜面相交的棱線稱為地貌特征線或地性線17、地貌特征點：在地面坡度變化的地方，如山頂點、盆地中心最低點、鞍部最低點、谷口點、山腳點、坡度變換點等，都稱為地貌特征點。18、等高線：是地面上高程相同的點所連接成的閉合曲線。等高線也可以看作是不同海拔高度的水平面與實際地面的交線，所以等高線是閉合曲線。在等高線上標注的數(shù)字為該等高線的海拔高度。19、相鄰等高線間的水平距離叫做等高線平距。等高線平距越大表明坡度越小，等高線平距越小表明坡度越大20、等高線的種類：（1）首曲線也稱為基本等高線，是按照測量規(guī)范規(guī)定的等高距測繪的等高線。首曲線可以顯示地形的基本形態(tài)。（2）計曲線也稱為加粗等高線，為了用圖方便從0米起每隔四條基本等高線加粗描繪一條等高線。如等高距為5米，圖上25米、50米、75米、100米等高線即為加粗等高線。在計曲線上標記等高線的高程。（3）間曲線也稱為半距等高線，為了顯示地表的局部特征，在兩條首曲線之間用長虛線加繪1/2基本等高距的等高線。（4）助曲線也稱為輔助等高線，是按1/4基本等高距用短虛線繪出的等高線。用來顯示基本等高線和間曲線都不能表示的地形。21、等高線地形圖測繪：⑴地貌測繪：測定地性點（山頂、鞍部、山脊、山谷的地形變換點，地形復雜的地方應多測碎部地性點）；連接地性線（通常以實線連成山脊線，以虛線連成山谷線）；確定等高線應通過的點位（所有等高線的高程都是等高距的整數(shù)倍，碎部點的位置往往不是等高線通過的點位）；勾繪等高線⑵地形圖檢查：作業(yè)時檢查（地物遺漏、地貌表示、符號使用、線條清晰、注記齊全）；測圖結束后的檢查（室內檢查、野外巡視檢查、野外儀器檢查）⑶地形圖清繪22、地形圖在考古工作中的應用：確定地面點的高程、經(jīng)緯度與坐標；根據(jù)點的經(jīng)緯度與坐標值在地形圖上進行標繪；繪制地形圖上已知方向的橫斷面圖；編繪考古遺跡分布圖23、皮尺分為：刻劃尺（用尺上所刻的零分劃線作尺的零點）與端點尺（以尺頭最外端作零點）24、卷尺丈量所用工具：鋼卷尺或皮尺，測釬、標桿、垂球、水準器等25、測釬：用來標記尺段和計算已丈量過的整尺數(shù)量的。一段磨尖，另一端彎成回環(huán)，全長約40厘米，每組測釬為11根。26、標桿：為木質圓桿，長2米、2.5米或3米，一端裝有鐵尖，便于插入地面。全桿用紅白油漆區(qū)分為20厘米長的格區(qū)，以便于遠方辨認，也可作粗略的距離測量。27、如果所測量的兩點相距較遠，丈量就要分段進行。為了保證每一段的丈量都是在連接兩端點的直線上，首先要用標桿敷設通過兩端點的直線。使用測桿敷設直線的方法，稱為三桿法。要測量平地上AB兩點間的距離，需由甲、乙兩名測量員持皮尺、標桿、測釬等工具從A點向B點放尺測量。28、傾斜地面上水平距離測量⑴水平線法測量在坡度不大的情況下，可以采用。注意：采用此方法丈量水平距離時，每一測段的測量長度不要超過20米，否則皮尺會產(chǎn)生較大的下垂，影響測量的準確性。⑵互不通視地形29、探方的排序考古發(fā)掘布設的探方，需要對其進行編號。探方的編號按其排序方式而定，探方的排序通常采用坐標法（以發(fā)掘區(qū)的西南角為總坐標基點（原點），以第一象限覆蓋整個遺址，序號由探方的縱橫坐標構成，如T0203表示橫排第2個、縱列第3個探方。坐標法排序，只要讀出探方編號就能夠迅速查出其在發(fā)掘區(qū)的準確位置）和排列法（按探方分布次序編號，從發(fā)掘區(qū)西南角算起，橫向或縱向依次從1號開始，如T1、T2···。發(fā)掘面積較大或遺址有自然地形或人為分割時，可以采用分區(qū)編號。如T101表示第一區(qū)的第1個探方；T201表示第二區(qū)的第個探方。也可以用A、B、C···或Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ···等形式來表示區(qū)號，如AT1，ⅡT1。多次發(fā)掘的遺可以將發(fā)掘次數(shù)或發(fā)掘年份編入探方序號，如T301表示第三次發(fā)掘的第一個探方，98T1表示98年發(fā)掘的第一個探方）兩種30、地質羅盤儀：由三部分組成：指示方向的磁針和刻度盤；瞄準方向的照準覘孔、照準準星及反光鏡；觀測水平及傾斜角的圓核水準器和長核水準器31、方位角與象限角的換算關系：Ⅰ象限內：方位角=象限角；Ⅱ象限內：方位角=180度-象限角；Ⅲ象限內：方位角=180度+象限角；Ⅳ象限內：方位角=360度-象限角32、羅盤儀測量方法⑴磁方位角測量：有兩種情況：一是測定遠方目標與所在位置之間的方位；一是測定遺跡和探方邊線的方向。當觀測目標的仰角小于45度或俯角小于15度時，從反光鏡中可看到目標，并使水準器的氣泡居中，直至長覘板和目標的像同時被鏡面的中線所平分，即可按磁針北端讀數(shù)來讀取磁方位角。當目標俯角大于15度，反光鏡中不易看到目標時，需要將羅盤儀調轉180度，再參照上述方法，按磁針南端來讀出方位角。⑵水平線測量：考古測量中繪制遺跡及探方剖面圖時，首先要敷設水平基線，以水平基線為基準來測定遺跡及地層的剖面形狀。使用地質羅盤儀測量時，將羅盤儀側立通過長盒水準器游標及測斜刻度盤測定水平。⑶傾斜角測量：測量傾斜角時，應該關閉磁針制動開關。如果測量一個傾斜邊的角度，直接將羅盤側立于斜邊上，用手調整敷設一條與坡面平行的測量基線，將羅盤儀側立通過長盒水準器游標及測斜刻度盤測定基線的傾斜角。通過傾斜角、斜率以及兩點之間的水平距離、傾斜距離可以計算出高羅盤儀后面的手把，使長盒水準器居中，水準器下的指針所指的底盤刻線讀數(shù)即為傾斜角度。使用地質羅盤儀測量坡地傾斜角時，應在所測坡地上差33、衛(wèi)星定位系統(tǒng)（SatellitePositioningSystem)是利用在空間飛行的衛(wèi)星不斷向地面廣播發(fā)送加載某些特殊定位信息的無線電信號來實現(xiàn)定位測量的定位系統(tǒng)。34、衛(wèi)星定位系統(tǒng)一般包含三個部分：空間部分（衛(wèi)星星座）、地面控制部分（地面監(jiān)控系統(tǒng)）與用戶設備部分（信號接收機）。35、.作為新一代的衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)，在航空、航天、軍事、交通、運輸、資源勘探、通信、氣象等幾乎所有的領域中，都被作為一項非常重要的技術手段和方法，用來進行導航、定時、定位、地球物理參數(shù)測定和大氣物理參數(shù)測定等36、GPS接收機的分類按用途分：：導航型接收機，測地型接收機，授時型接收機，姿態(tài)測量型接收機按接收機通道分類：多通道GPS接收機，序貫通道GPS接收機，多路復用通道接收機。37、GPS控制測量：主要特點：(1)全天候；(2)全球覆蓋；(3)三維定速定時高精度；(4)觀測處理自動化，快速省時高效率；(5)應用廣泛多功能。38、考古發(fā)掘中GIS建設1、表現(xiàn)在考古發(fā)掘中，發(fā)掘中獲得的所有數(shù)據(jù)都可以在GIS中進行組織，建立考古發(fā)掘的圖文數(shù)據(jù)庫。2、建立探方格網(wǎng)、發(fā)掘區(qū)范圍圖層；各類遺跡的圖層（房址、墓葬、灰坑、建筑基址、水利設施、道路等）。3、每個遺跡圖層有對應的屬性表，存儲屬性信息。如墓葬圖層可以設置編號、位置、方向、層位、文化屬性、年代、尺寸（長、寬以及深度）、發(fā)掘經(jīng)過、堆積層次、形制與構造、葬具、人骨、隨葬品、相關遺跡、保存狀況、兆域、地面建筑、工具痕跡、取樣情況、附圖號、附表號、攝像號、備注、記錄者、記錄日期等。其他遺跡可以根據(jù)實際情況具體設置相關屬性。4、在設置屬性表各字段時，需要根據(jù)每個字段的內容選擇字段類型（如數(shù)字類型、日期類型、文本類型等）。5、考古發(fā)掘中各遺跡的詳細圖形也都可以通過GIS表示，甚至可以表現(xiàn)墓葬中的器物、陶片分布等細節(jié)特征。6、系統(tǒng)建成后，可根據(jù)需要進行空間疊置、查詢、分析、研究、輸出。生成的圖形文件可轉換為DXF甚至TIF格式，滿足報告發(fā)表和展示緩沖區(qū)分析：緩沖區(qū)又稱影響區(qū)或影響帶，是指圍繞地理要素的一定寬度的區(qū)域。緩沖區(qū)分析是用來確定不同地理要素的空間鄰近性和鄰近程度的一類操作。坡度與坡向：地面的坡度是表示地表面斜坡的傾斜程度。也可以定義為過地面點的切面與水平面的夾角。地面的坡向就是坡面的朝向，是坡面法線在水平面上的投影與正北方向的夾角，可細分為8個方向。在地學領域中，通常根據(jù)法線在水平面上的投影位置，將其分成陽坡、陰坡、半陽坡和半陰坡?？梢曅苑治觯簩儆趯Φ匦巫顑?yōu)化處理的范疇，分兩種情況，其一為通視性分析，現(xiàn)實兩點之間的通視情況，從而判斷從一個觀察點是否能看到目標物；其二是可視域分析，分析從一個或多個觀察點可以觀察的區(qū)域。遺址或聚落的可視范圍，或一組遺址間能否互相通視，在考古學的景觀結構中有著極為重要的作用（軍事要塞與墓塚的位置選擇）。水文分析：水文分析就是研究地表水流等情況。GIS軟件可以根據(jù)地形數(shù)據(jù)模擬生成局部區(qū)域中水流的方向，計算出最小溝谷的集水區(qū)域。集水區(qū)域間的分界線就是分水嶺，分水嶺包圍的區(qū)域稱為一條河流或水系的流域。由流域產(chǎn)生的地形特征對古代聚落的分布、人類生產(chǎn)活動等具有最直接的影響。空間信息的可視化：可視化是指運用計算機圖形學和圖像處理技術，將測量或科學計算過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)及計算結果轉換為圖形或圖像在屏幕上顯示出來，并進行交互處理的理論、方法和技術?？臻g信息可視化是科學計算可視化在地學領域中的應用和體現(xiàn)，指利用地圖學、計算機圖形圖像技術、將地學信息輸入、查詢、分析、處理，采用圖形、圖像，結合圖表、文字，以可視化形式，實現(xiàn)交互處理和顯示的理論、方法和技術?？臻g信息可視化特點1、可視化過程的交互性。要為用戶提供使用、操作、控制、管理和開發(fā)系統(tǒng)的功能。表現(xiàn)為界面、信息查詢與可視化過程控制的交互性。2、信息表達的可視性。數(shù)據(jù)可以通過圖像、曲線、二維圖形、三維圖形和動畫來顯示，并可以對其模式和相互關系進行可視化分析。3、信息表達載體的多維性。指空間信息可視化表達涉及多種載體。空間信息三維可視化三維可視地面模型在三維仿真和三維圖形的基礎上，實現(xiàn)三維測量和分析?；诙嗝襟w技術（圖、文、聲、光、電技術）的可視化，也是空間信息可視化的重要內容。虛擬現(xiàn)實是空間信息可視化的新方式，是對現(xiàn)實或虛幻現(xiàn)實的仿真模擬，通過人與計算機的交互操作，產(chǎn)生與現(xiàn)實世界相同的反饋信息，生成一個逼真的視覺、聽覺、觸覺及味覺等三維感官世界。虛擬現(xiàn)實具有交互性、想象性、沉浸感三個特征。虛擬現(xiàn)實技術在考古學中的應用就是使用計算機技術生成逼真的三維古代環(huán)境、古代城市、考古遺址、考古發(fā)掘現(xiàn)場等，并配以相關的聲音等信息，動態(tài)重現(xiàn)古代歷史。GIS在考古中的應用全景展望1、在考古空間信息管理中的應用。2、在考古信息重組、整合、綜合分析方面的應用。揭示人類社會在不斷發(fā)展過程中的社會特征、人地關系及其發(fā)展、演變規(guī)律。3、輸出功能在考古制圖中的作用?？筛鶕?jù)不同需要進行不同信息圖層的分層輸出，如遺址分布圖、遺址中各類遺跡分布圖、考古遙感專題制圖以及三維地形圖等。4、測繪、遙感、GIS、虛擬現(xiàn)實等的綜合應用。全站儀全站儀，即全站型電子速測儀（ElectronicTotalStation），是一種集光學、機械、電子元件為一體的高技術測量儀器，是集水平角、垂直角、距離(斜距、平距)、高差測量功能于一體的測繪儀器系統(tǒng)，同時具備了電子經(jīng)緯儀與光電測距儀的功能。因其一次安置儀器就可完成該測站上全部測量工作，所以稱之為全站儀。廣泛用于控制測量、細部測量、施工放樣、變形觀測等的測量作業(yè)中。全站儀的發(fā)展歷程1、光學速測儀測距，高程由光學經(jīng)緯儀測得，適用于短距離，低精度的測量。2、電磁波測距儀出現(xiàn)，使得測距更長，時間更短，精度更高。同時電子經(jīng)緯儀也已出現(xiàn)。3、半站儀，即光電測距儀與電子經(jīng)緯儀的組合。4、積木式全站儀，即電子速測儀、電子經(jīng)緯儀、電子記錄系統(tǒng)各是一個整體，可以分離使用，也可以通過電纜或接口把它們組合起來，形成完整的全站儀。5、整體式全站儀，即將光電測距儀的光波發(fā)射接收系統(tǒng)的光軸和經(jīng)緯儀的視準軸組合為同軸的整體式全站儀。全站儀分類：1、經(jīng)典型全站儀。也稱為常規(guī)全站儀，它具備全站儀電子測角、電子測距和數(shù)據(jù)自動記錄等基本功能，有的還可以運行廠家或用戶自主開發(fā)的機載測量程序。2、機動型全站儀。在經(jīng)典全站儀的基礎上安裝軸系步進電機，可自動驅動全站儀照準部和望遠鏡的旋轉。在計算機的在線控制下，機動型系列全站儀可按計算機給定的方向值自動照準目標，并可實現(xiàn)自動正、倒鏡測量。3、無合作目標性全站儀。無合作目標型全站儀是指在無反射棱鏡的條件下，可對一般的目標直接測距的全站儀。因此，對不便安置反射棱鏡的目標進行測量，無合作目標型全站儀具有明顯優(yōu)勢。4、智能型全站儀。在機動化全站儀的基礎上，儀器安裝自動目標識別與照準的新功能，因此在自動化的進程中，全站儀進一步克服了需要人工照準目標的重大缺陷，實現(xiàn)了全站儀的智能化。在相關軟件的控制下，智能型全站儀在無人干預的條件下可自動完成多個目標的識別、照準與測量，因此，智能型全站儀又稱為“測量機器人”。徠卡超站儀：帶有強大GPS功能，RTK定位精度厘米級一鍵確定測站坐標建站方便，無需控制點完成定向后可立即測量，更容易，更快捷所有數(shù)據(jù)儲存于一個數(shù)據(jù)庫中全站儀特性1、自動檢測和改正功能，在一定誤差范圍內，儀器可以將校正后的軸系殘留誤差通過軟件修正。2、雙向數(shù)據(jù)傳輸功能，和計算機可以雙向傳輸數(shù)據(jù)3、程序化特性，內置有坐標、懸高、偏心等測量模式4、特殊性，帶伺服馬達的全站儀可以自動跟蹤目標，超站儀甚至可以實現(xiàn)無人值守的測量。5、統(tǒng)一性和開放性，儀器間具有統(tǒng)一的儲存介質、數(shù)據(jù)接口和數(shù)據(jù)格式，達到相互間的數(shù)據(jù)共享和開放全站儀的安置1、對中。將儀器中心安置在測站點上，使儀器中心與測站點標志中心在同一鉛垂線上。2、整平。使儀器豎軸豎直，水平度盤安置成水平位置。使用圓水準器初步整平，而后用管水準器精確整平。3、精確對中與整平。精確整平后再觀察是否對中，而后重復整平，直至儀器中心與測站點中心重合。幾種測量距離測量坐標測量懸高測量放樣測量偏心測量與對邊測量使用全站儀的注意事項1、操作時只用手指接觸儀器，觀測時不要用雙手扶持儀器或三腳架。避免在惡劣自然條件、高粉塵、無良好排風設備或靠近易燃物品環(huán)境下使用儀器，以免發(fā)生意外，避免強烈震動。2、不能自行拆卸和重裝儀器，以免影響測量精度。3、不得直接用望遠鏡觀察太陽，以免造成失明。也不能直接用望遠鏡觀察經(jīng)棱鏡或其他反光物體反射的陽光，以免損傷視力。4、在免棱鏡測量狀態(tài)下，不能從正面觀察望遠鏡中的激光束。同時要防止激光束照準他人眼睛和面部。全站儀在考古工作中的應用1、布設探方。精度高，定位準確，不受地形限制。2、細部測量。測量遺跡各細部點的坐標，而后在坐標紙上逐點描繪，最終繪制成圖。3、控制測量?？刹捎靡阎刂泣c作為坐標原點，也可設定任意點作為坐標原點。4、地形測量（等高線）。地形起伏大的區(qū)域多測點，地形較為平坦的區(qū)域少測點。攝影測量學是研究利用攝影影像測定目標物的形狀、大小、空間位置、性質和相互關系，從幾何和物理方面進行分析處理，對所攝對象的本質提供各種資料的一門學科?！z影測量的主要特點：不必直接量測物體一般在室內進行，很少受自然和地理條件的限制靜態(tài)、動態(tài)物體均可測量，信息豐富，形象直觀可以進行立體量測智能化、自動化，適用于大范圍的地形測繪，成圖快，效率高產(chǎn)品形式多樣，可生成紙質地圖、數(shù)字線劃地圖（DLG）、數(shù)字高程模型（DEM）、數(shù)字正射影像地圖（DOM）等產(chǎn)品?！z影測量的出現(xiàn)（感覺不要可略）·1851—1859年法國陸軍上校勞賽達特提出的交會攝影測量，被稱為攝影測量學的真正起點。最早的航空攝影照片是1858年納達在氣球上從空中拍攝地面的照片?！?903年萊特兄弟發(fā)明飛機，使航空攝影的應用成為可能。第一次世界大戰(zhàn)期間第一臺航空攝影機問世?！ず娇諗z影測量比地面攝影具有明顯的優(yōu)越性，是20世紀以來大面積測繪并繪制地形圖的最有效、快速的方法。·攝影測量的原理·前方交會方法在兩個已知控制點A、B上架設儀器，分別測量水平角與AP、BP方向豎直角，然后根據(jù)觀測數(shù)值與A、B點的坐標值，計算未知點的坐標。攝影測量是在被測物體前的兩個已知位置（攝站）攝取兩張影像（左影像與右影像），然后在室內利用攝影測量儀器量測左右影像上的同名點（空間同一個點在左、右影像上的像點）的影像坐標，交會得到空間點的三維坐標。攝影測量不僅僅可以測量一個空間點，而且能利用影像重建和測量空間三維物體的模型，即可以對“面”（影像）進行測量。·攝影測量學的分類1.根據(jù)攝影機所處位置的不同：地面攝影測量、航空攝影測量、航天攝影測量①地面攝影測量是指利用安置在地面上基線兩端點處的攝影機向目標拍攝立體像對，對所攝目標進行測繪的技術。用于險阻高山區(qū)、小范圍山區(qū)和丘陵地區(qū)測圖，還用于地質、冶金、采礦、水利、鐵道等方面的勘察。②航空攝影測量指的是在飛機上用航攝儀器對地面連續(xù)攝取像片，結合地面控制點測量、調繪和立體測繪等步驟，繪制出地形圖的作業(yè)。③航天攝影測量是指利用航天攝影資料所進行的攝影測量。2.根據(jù)應用領域不同：地形測量、非地形測量①地形測量簡單而言，指以測制地形圖為目的的攝影測量（參照攝影測量的概念）。②非地形攝影測量是攝影測量的一個分支，不以測制地形圖為目的，主要研究物體的形狀和大小的理論和技術，可以直接運用航空攝影測量與地面攝影測量的理論，或稍加改變。非地形攝影測量的資料既可用解析法處理，也可用模擬法處理，由于這些靈活性，使得非地形攝影測量廣泛應用于科學技術的各個領域和國民經(jīng)濟的各個部門，其中以近景攝影測量(攝影距離在300米以內)使用最普遍，而近景攝影測量在建筑、生物醫(yī)學、工業(yè)方面的應用最為成熟，從而形成了建筑攝影測量、工程和工業(yè)攝影測量、生物醫(yī)學與生物工程攝影測量等新的分支。3.根據(jù)技術處理手段（發(fā)展階段）的不同：模擬攝影測量、解析攝影測量、數(shù)字攝影測量攝影測量的發(fā)展階段（1）模擬攝影測量通過光學/機械方法模擬攝影過程，使兩個投影器恢復攝影時的位置、姿態(tài)和相互關系，形成一個比實地縮小了的幾何模型，即所謂攝影過程的幾何反轉，在此模型上的量測即相當于對原物體的量測，并通過機械或齒輪傳動的方式將量測結果直接繪成各種圖件。上世紀30年代—70年代，主要測量儀器工廠所研制和生產(chǎn)的各種類型模擬測圖儀器都是針對航空攝影測量。（2）解析攝影測量解析攝影測量是以電子計算機為主要手段，通過對攝像影片的量測和解析計算的交會方法來研究和確定被攝物體的幾何與物理信息，并提供各種攝影測量產(chǎn)品的科學。解析測圖儀是世界上首先實現(xiàn)測圖數(shù)字化的儀器。在機助測圖軟件控制下，將立體模型上測得的結果首先存儲在計算機中，然后再傳送到數(shù)控繪圖機上繪制成圖。解析攝影測量的發(fā)展，使得非地形攝影測量不再受模擬測圖儀的限制，提高了成果的精度和可靠性。其中近景攝影應用尤為廣泛（不規(guī)則物體的外形觀測、動態(tài)目標的軌跡測量、燃燒爆炸、病灶變化與細胞生長等）（3）數(shù)字攝影測量數(shù)字攝影測量是基于攝影測量的基本原理，通過對所獲取的數(shù)字/數(shù)字化影像進行處理，自動（半自動）提取被攝對象用數(shù)字方式表達的幾何與物理信息，從而獲得各種形式的數(shù)字攝影測量產(chǎn)品和目視化產(chǎn)品的科學。定義的不同：（1）在數(shù)字攝影測量過程中，不僅產(chǎn)品是數(shù)字的，而且中間數(shù)據(jù)的記錄以及處理的原始資料均是數(shù)字的。（2）強調其中間數(shù)據(jù)記錄及最終產(chǎn)品是數(shù)字形式的，即數(shù)字攝影測量是基于攝影測量的基本原理，應用計算機技術，從影像（包括硬拷貝，數(shù)字影像或數(shù)字化影像）提取所攝對像以數(shù)字方式表達的幾何與物理信息的攝影測量分支學科。點云是在同一空間參考系下表達目標空間分布和目標表面特性的海量點集合。6.2數(shù)字攝影測量產(chǎn)品在考古工作中的應用（1）歷史遺跡攝影測量大型城址、古老城鎮(zhèn)、居民點的航拍（平面結構、整體布局、城址內遺跡的形態(tài)與相互關系、歷史變遷），提供制定整體保護或發(fā)掘規(guī)劃的影像資料。（2）考古現(xiàn)場的攝影測量（中心投影）發(fā)掘區(qū)全景航拍、重要遺跡單位的攝影測量（3）文物攝影測量·不可移動文物(如：古代建筑、橋梁、寺廟、佛塔、造像、石刻等)的結構和形狀等方面的資料，如：平面圖、截面圖、等值線圖、立面圖、側面圖等，為珍貴的歷史文物提供詳盡而系統(tǒng)的資料，以備修復和重建提供方案。攝影時盡量采用正直攝影方式，基線與建筑物平面平行，可以用正射影像制作，當文物結構、紋理復雜時，用此法效果好；也可以用立體測圖儀測制。·可移動文物（調查、發(fā)掘、征集的遺物）等值線圖又稱等量線圖。是以相等數(shù)值點的連線表示連續(xù)分布且逐漸變化的數(shù)量特征的一種圖型。是用數(shù)值相等各點聯(lián)成的曲線(即等值線)在平面上的投影來表示被攝物體的外形和大小的圖，如等高線圖、等溫線圖等。因等值線圖資料基礎的數(shù)量化，使其成為較早實現(xiàn)計算機輔助制圖的一種圖型。此外，等值線圖的發(fā)展，在加強精確量變表現(xiàn)的同時，也注意質的區(qū)分，以及形象與數(shù)量關系的反映。輪廓線圖數(shù)字高程模型（DigitalElevationModel）數(shù)字高程模型是用一組有序數(shù)值陣列形式表示地面高程的一種實體地面模型，是數(shù)字地形模型(DigitalTerrainModel，簡稱DTM)的一個分支，其它各種地形特征值均可由此派生。一般認為,DTM是描述包括高程在內的各種地貌因子，如坡度、坡向、坡度變化率等因子在內的線性和非線性組合的空間分布，其中DEM是零階單純的單項數(shù)字地貌模型，其他如坡度、坡向及坡度變化率等地貌特性可在DEM的基礎上派生。建立DEM的方法有多種。從數(shù)據(jù)源及采集方式講有：直接從地面測量,例如用GPS、全站儀、野外測量等;根據(jù)航空或航天影像，通過攝影測量途徑獲取,如立體坐標儀觀測及空三加密法、解析測圖、數(shù)字攝影測量等等;從現(xiàn)有地形圖上采集，如格網(wǎng)讀點法、數(shù)字化儀手扶跟蹤及掃描儀半自動采集然后通過內插生成DEM等方法。DEM分辨率是DEM刻畫地形精確程度的一個重要指標，同時也是決定其使用范圍的一個主要的影響因素。DEM的分辨率是指DEM最小的單元格的長度。因為DEM是離散的數(shù)據(jù)，所以（X，Y）坐標其實都是一個一個的小方格，每個小方格上標識出其高程。這個小方格的長度就是DEM的分辨率。分辨率數(shù)值越小，分辨率就越高，刻畫的地形程度就越精確，同時數(shù)據(jù)量也呈幾何級數(shù)增長。所以DEM的制作和選取的時候要依據(jù)需要，在精確度和數(shù)據(jù)量之間做出平衡選擇。目前我國已經(jīng)完成了１：５００００地形圖的制作DEM的數(shù)據(jù)庫的建設。DEM描述的是地面高程信息，它在測繪、水文、氣象、地貌、地質、土壤、工程建設、通訊、氣象、軍事等國民經(jīng)濟和國防建設以及人文和自然科學領域有著廣泛的應用。如在工程建設上，可用于如土方量計算、通視分析等；在防洪減災方面，DEM是進行水文分析如匯水區(qū)分析、水系網(wǎng)絡分析、降雨分析、蓄洪計算、淹沒分析等的基礎;在無線通訊上，可用于蜂窩電話的基站分析等等。正射影像圖（ortho-photomap）用正射像片編制的帶有公里格網(wǎng)、圖廓內外整飾和注記的平面圖。正射影像就是地面在地平面上的垂直投影，其生成過程是首先將地面上的DEM網(wǎng)格點投射到影像上，每四個DEM的網(wǎng)格在影像上的投影將原始影像分成一個個影像塊，然后將每個影像塊內插到對應的DEM方塊中，即得正射影像。若將等高線與正射影像疊合，就得到帶等高線的正射影像圖。正射影像圖具有量測性，文物的正射影像疊加等值線與輪廓線之后，能夠為文物保護與研究提供豐富的信息。三維模型是物體的三維多邊形表示，通常用計算機或者其它視頻設備進行顯示。顯示的物體是可以是現(xiàn)實世界的實體，也可以是虛構的東西，既可以小到原子，也可以大到很大的尺寸。任何物理自然界存在的東西都可以用三維模型表示。三維模型包括網(wǎng)格和紋理。網(wǎng)格是由物體的眾多點云組成的，通過點云形成三維模型網(wǎng)格。點云包括三維坐標（XYZ）、激光反射強度（Itensity）和顏色信息RGB），最終繪制成網(wǎng)格。紋理既包括通常意義上物體表面的紋理即使物體表面呈現(xiàn)凹凸不平的溝紋,同時也包括在物體的光滑表面上的彩色圖案。目前物體的建模方法，大體上有三種：第一種方式利用三維軟件（如3DMAX）建模；第二種方式通過儀器設備測量建模（如三維掃描儀）；第三種方式利用圖像或者視頻來建模（如數(shù)字攝影測量），成本最為低廉。6.3遙感技術基礎遙感（remotesensing）是一種非接觸的，遠距離的探測技術。一般指運用傳感器/遙感器對物體的電磁波（如電場、磁場、電磁波、地震波等）的輻射、反射特性的探測，并根據(jù)其特性對物體的性質、特征和狀態(tài)進行分析的理論、方法和應用的科學技術。遙感分為廣義遙感與狹義遙感。廣義遙感泛指一切無接觸的遠距離探測，包括對電磁場、力場、機械波（聲波、地震波）等的探測。因此航海測探、航海物探、航空物探、航空攝影測量、地震測量、環(huán)境監(jiān)測都包括在其范疇之內。狹義遙感是單指以電磁波作為媒介的遙感手段。包括可見光遙感、紅外遙感、微波遙感、紫外遙感和多波段遙感。6.3.1遙感的發(fā)展歷程遙感是以航空攝影技術為基礎發(fā)展起來的。二戰(zhàn)期間，彩色攝影、紅外攝影、雷達技術、多光譜攝影、掃描技術以及運載工具和判讀成圖設備的研制成功與應用，形成了航空遙感技術系統(tǒng)。1957年，前蘇聯(lián)發(fā)射了人類第一顆人造地球衛(wèi)星，使衛(wèi)星攝影測量成為可能。1968年，阿波羅飛船從月球附近發(fā)回了有關地球的第一張圖像，開創(chuàng)了人類活動的新紀元。當代遙感技術的發(fā)展（多傳感器、高分辨率、多時相特征）20世紀60年代：美國發(fā)射了TIROS、ATS、ESSA等氣象衛(wèi)星和載人宇宙飛船。1972年，美國發(fā)射了地球資源技術衛(wèi)星ERTS-1（后改名為Landsat-1），裝有MSS（多光譜掃描儀）傳感器，分辨率79米。1982年Landsat-4發(fā)射，裝有TM（專題繪圖儀）傳感器，分辨率提高到30米。1986年法國發(fā)射SPOT-1，裝有PAN（全色態(tài)）和XS（多光譜態(tài)）遙感器，分辨率提高到10米。1999年美國發(fā)射IKONOS衛(wèi)星，空間分辨率提高到1米。6.3.2遙感的類別·遙感的平臺與傳感器遙感中搭載傳感器的工具稱為平臺。遙感平臺包括人造衛(wèi)星、航天航空飛機、氣球以及地面測量車等。傳感器是能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉換成可用信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉換元件組成。一般包括收集系統(tǒng)、探測系統(tǒng)、信號處理系統(tǒng)與記錄系統(tǒng)。只有膠片攝影方式的傳感器探測與記錄同時完成，無需進行內部處理。·遙感的類別根據(jù)遙感平臺分類：航天遙感、航空遙感、地面遙感根據(jù)傳感器接受信息方式的不同分類：主動遙感、被動遙感·主動遙感是指在遙感平臺上，發(fā)射機主動發(fā)出電磁波、超聲波等信號，并接受和記錄 從目標物或現(xiàn)象反射回來的信號，對其信息的特征進行分析和解譯。如機載合成孔徑測 試雷達掃描?！け粍舆b感是指遙感過程中所接收的信息是目標物或現(xiàn)象對太陽輻射的反射與散射，或 在一定溫度下，目標物或現(xiàn)象自身向外輻射的能量信息。多數(shù)的遙感探測屬于被動遙感。根據(jù)傳感器工作波長分類：可見光遙感、紅外遙感、微波遙感可見光遙感主要研究目標物在可見光波段的反射能量，一般使用常規(guī)攝影傳感器、多光 譜攝影傳感器等。紅外遙感指研究和利用物體反射和發(fā)射的紅外輻射能量。近紅外波段一般使用常規(guī)攝影 傳感器和紅外感光材料進行攝影成像，中、遠紅外波段主要采用熱紅外掃描成像，可實 現(xiàn)全天候探測。微波遙感是指收集和記錄微波能量。微波對一些地物（如云、霧、植被、土壤等）有一 定穿透能力，可以全天候、全天時探測。根據(jù)獲取的遙感資料分類：影像方式遙感、非影像方式遙感根據(jù)研究對象分類：宇宙遙感、環(huán)境遙感根據(jù)應用領域分類：如海洋遙感、地質遙感、考古遙感等6.3.3遙感物理基礎電磁波譜電磁波是在空間傳播著的交變電磁場，電磁輻射波長或頻率按序排列的總范圍，即為電磁波譜。凡是溫度高于0K（攝氏-273度）的物體都發(fā)射電磁波。電磁波的波長、頻率不同，波長從長至短為無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線等。電磁波的波長越短其穿透性越強。遙感技術通過傳感器接收目標物發(fā)射或反射的電磁波信息，遙感圖像會因電磁波能量差異產(chǎn)生不同的色調和亮度，根據(jù)影像的色調、亮度以及圖斑的形狀、大小、位置、陰影等特點，可以對遙感影像進行分析和解譯。遙感探測所使用的電磁波波段是從紫外線、可見光、紅外線到微波的光譜段。電磁波譜中，通常把波長范圍為0.76～1000微米這一波譜區(qū)間稱為紅外波譜區(qū)。其中，又分為近紅外（0.76～3.0微米）、中紅外（3.0～6.0微米）和遠紅外（6.0～15.0微米）和超遠紅外（15.0～1000微米）。也可把近紅外和中紅外統(tǒng)稱反射紅外；把遠紅外稱為熱紅外（8～14微米）或發(fā)射紅外。常用的微波波長范圍為0.8～30厘米。其中又細分為K、Ku、X、G、C、S、Ls、L等波段。電磁波輻射源分為人工輻射源與天然輻射源兩種。自然界中最大的天然輻射源是太陽與地球。地球上的一切物體都能夠同時反射和發(fā)射電磁波，反射的電磁波主要來自太陽，物體本身發(fā)射的電磁波也與太陽輻射有關。由于地球表面溫度遠低于太陽表面溫度，因此二者的輻射特征截然不同。太陽輻射的是波長較短的電磁波，地球輻射的是波長較長的電磁波。地面物體的電磁波輻射信息包括兩部分，一部分是反射信息，它只能在白天接收；另一部分是發(fā)射信息，既能在白天接收，也能在夜間接收。太陽輻射的電磁波譜太陽作為電磁輻射源，它所發(fā)出的光也是一種電磁波。太陽光從宇宙空間到達地球表面須穿過地球的大氣層。太陽光在穿過大氣層時，會受到大氣層對太陽光的吸收和散射影響，因而使透過大氣層的太陽光能量受到衰減。大氣窗口：大氣層對太陽光的吸收和散射影響隨太陽光的波長而變化。通常把太陽光透過大氣層時透過率較高的光譜段稱為大氣窗口。大氣窗口的光譜段主要有:紫外、可見光和近紅外、遠紅外和微波波段。雖然紅外波譜區(qū)很寬，但由于大氣的吸收，實際上僅有幾個紅外“窗口”可利用。常用的紅外波段有近、中紅外的0.3～1.3微米、1.5～1.8微米、2.0～2.6微米、3.0～3.6微米、4.2～5.0微米和遠紅外的7.0～15.0微米。近紅外波段主要用于光學攝影，如紅外或彩色紅外攝影，只能在白天工作；也用于多波段攝影或多波段掃描。遠紅外（熱紅外）由于是地物自身輻射的，主要用于夜間紅外掃描成像。紅外遙感在軍事偵察，探測火山、地熱、地下水、土壤溫度，查明地質構造和污染監(jiān)測方面應用很廣，但不能在云、雨、霧天工作。地物的光譜特性當太陽光從宇宙空間經(jīng)大氣層照射到地球表面時，地面上的物體就會對由太陽光所構成的電磁波產(chǎn)生反射和吸收。由于每一種物體的物理和化學特性以及入射光的波長不同，地物就具有不同的反射、發(fā)射、透射電磁波的特性，即地物光譜特性。通常以橫坐標代表波長，以縱坐標代表地物的光譜反射率或光譜亮度系數(shù)作出的相關曲線，稱為地物的反射光譜。6.3.4遙感影像的分辨率遙感影像分辨率是衡量遙感影像質量的重要指標，包括空間分辨率、時間分辨率、光譜分辨率和溫度分辨率。遙感影像的空間分辨率是用來表征影像能夠分辨地面目標細節(jié)的能力。遙感影像的光譜分辨率指傳感器所用的波段數(shù)、波長及波段寬度。一般而言，傳感器的波段越多，波段寬度越窄，所包含的信息量越大。遙感影像的時間分辨率指傳感器對同一目標區(qū)域進行重復探測時的時間間隔。遙感影像的溫度分辨率指熱紅外傳感器分辨地表熱輻射（溫度）最小差異的能力。不同分辨率遙感影像的應用使用遙感影像對遺址進行空間定位時，需要使用高空間分辨率的影像。對重要遺址進行動態(tài)監(jiān)控時，要求影像具有高時間分辨率。研究重要遺址的遺跡、巖石、土壤等類型，分析其存在狀況和動態(tài)變化，應該使用高光譜分辨率的影像。區(qū)分研究區(qū)域中植被、林木覆蓋類型，監(jiān)測有關的熱特征時，可以應用高溫度分辨率的遙感影像。6.3.4常見衛(wèi)星成像系統(tǒng)美國Landsat（陸地衛(wèi)星）系列法國SPOT衛(wèi)星美國IKONOS衛(wèi)星美國Quickbird（快鳥）衛(wèi)星意大利COSMO-Skymed高分辨率雷達衛(wèi)星中巴地球資源衛(wèi)星對地觀測商用小衛(wèi)星地面分辨率是衡量遙感圖像（或影像）能有差別地區(qū)分開兩個相鄰地物的最小距離的能力。遙感器獲取整個可見光波區(qū)（一般定義在０．４μ——０．７μ間）的黑白影像稱全色影像。全色遙感影象也就是對地物輻射中全色波段的影象攝取，因為是單波段，在圖上顯示是灰度圖片。全色遙感影象一般空間分辨率高，但無法顯示地物色彩。多波段，又叫多光譜，是指對地物輻射中多個單波段的攝取。得到的影象數(shù)據(jù)中會有多個波段的光譜信息。對各個不同的波段分別賦予RGB顏色將得到彩色影象。例如，將R，G，B分別賦予R，G，B三個波段的光譜信息，合成將得到模擬真彩色圖象。多波段遙感影象可以得到地物的色彩信息，但是空間分辨率較低。全色波與多光譜數(shù)據(jù)在進行融合時候，根據(jù)顯示效果以及操作過程中得到的經(jīng)驗，一般設定為多光譜分辨率高于全色分辨率四倍左右為效果最佳。所以衛(wèi)星影像的多光譜分辨率基本為全色分辨率的四倍。6.3.5勘探地球物理學勘探地球物理學（簡稱物探）是在地球物理學的基礎上，研究礦產(chǎn)資源與周圍介質在彈性、磁性、電性、密度、放射性、導熱性等物理性質方面的差別，并依據(jù)這些物性差別，研究探測這些資源的合適物理方法的一門地球物理分支學科。不同的物性差異或物性參數(shù)（如磁異常、電異常等），可以通過相應的儀器進行觀測、記錄，然后對勘測數(shù)據(jù)進行特殊的處理與讀取。目前在地面上進行的物探方法大致有重力勘探、磁法勘探、電法勘探、放射性勘探、地熱測量、地震勘探、地質雷達等七種?？脊胚z跡的勘探屬于極其微觀的應用，比較適合我國夯土一類考古遺跡的方法一般有磁法勘探與電法勘探，對于磚石、空洞等結構的考古遺跡，也可以使用地質雷達進行勘探。6.4遙感考古遙感考古就是從空中、地面、水下等不同空間位置上，運用攝影機、掃描儀、雷達等成像設備，獲取考古遺址的影像資料，然后運用計算機圖形圖像處理技術，對這些影像進行增強和處理；同時根據(jù)遺址范圍內地表狀況和光譜成像規(guī)律等的相互關系，對影像的色調、紋理、圖案及其時空分布規(guī)律進行研究，判定遺跡或現(xiàn)象的位置、分布、形狀、深度等特征，進行遺址探查、考古測量、古地貌和古遺址的復原、重建等工作，為考古研究提供重要線索。（1）目視解譯直判法對比法鄰比法歷史比較法邏輯推理法（2）計算機解譯物探方法在考古中的應用（地下遺跡的無損探測）電阻率探測法。運用電阻率探測儀器，探測考古遺跡或現(xiàn)象與周圍地層之間的電性差異，來分析考古遺跡或現(xiàn)象的分布范圍和幾何形狀等屬性。電法勘探的前提是考古遺跡或現(xiàn)象與周圍地層之間存在電性差異，也就是說構成考古遺跡的文化層、夯土、填土、紅燒土、磚石等的電阻率各不相同。磁法勘探?？脊糯欧碧绞沁\用磁力儀等設備，觀測和分析考古遺跡或現(xiàn)象與周圍地層之間的磁性差異，由此來研究考古遺跡或現(xiàn)象的分布特征。磁法探測比較容易鑒別的考古目標有窯址、灶坑、窖藏（鐵器和陶瓷制品等）。在這些地方與制品中，氧化鐵含量成分在長期燃燒作用下，逐漸轉化成磁鐵以及自身的熱頑性磁化。所以它們的磁場強度明顯地高于周圍土壤。地質雷達。通過一個傳感器向地下發(fā)射一定波長的脈沖電磁波，通過地層界面或目標物反射之后，反射回來的脈沖電磁波被另外一個傳感器接收，記錄反射波的強度和旅行時（又叫走時），通過雷達圖形來顯示地層或目標所在的位置和分布特征。具有屏蔽裝置，可以消除地面上電線、樹木干擾的地質雷達非常適合于對磚石結構或具有空洞的墓葬、建筑基址、城墻等考古遺跡的勘探，夯土遺跡往往在雷達上會有明顯的反映。地質雷達的缺點是比較昂貴、重量較大、攜帶使用不便。水下遙感考古是水下考古的重要手段。水下遙感考古的傳感器由聲納、側向掃描聲納、海底剖面儀、磁強針與全球定位系統(tǒng)等組成，主要用于探測水下的異?，F(xiàn)象。地理信息系統(tǒng)：又稱為“地學信息系統(tǒng)”或“資源與環(huán)境信息系統(tǒng)”，屬于空間信息系統(tǒng)，是以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎，在計算機硬、軟件系統(tǒng)支持下，運用系統(tǒng)工程和信息科學的理論，采用地理模型分析方法，對整個或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關地理分布數(shù)據(jù)進行采集、儲存、管理、運算、分析、模擬、顯示和描述，為地理研究和地理決策服務提供多種空間地理信息的技術系統(tǒng)。是整個地球或部分區(qū)域的資源、環(huán)境數(shù)據(jù)在計算機中的縮影，在當今社會得到空前迅速的發(fā)展。GIS的特征具有采集、管理、分析和輸出多種空間信息的能力，具有空間性和動態(tài)性。2.由計算機系統(tǒng)支持進行空間地理數(shù)據(jù)管理，并由計算機程序模擬常規(guī)的或專門的地理分析方法，作用于空間數(shù)據(jù)，產(chǎn)生有用信息，完成人類難以完成的任務。3.以地理研究和地理決策為目的，以地理模型方法為手段、具有區(qū)域空間分析、多要素綜合分析和動態(tài)預測能力，產(chǎn)生高層次的地理信息。GIS的應用領域1.地學研究與應用。地形分析、流域分析、土地利用研究、經(jīng)濟地理研究、空間決策支持、空間統(tǒng)計分析。2.自然資源管理。各種自然資源的分布、分級、統(tǒng)計、制圖等。3.人力資源與物資配置。保證資源的最合理配置和發(fā)揮最大效益。如救災物資的分配，能源、糧食供應的保障，城市內地上各種公用設施的配置，以及重大災害發(fā)生時的應急響應。4.土地信息系統(tǒng)和地籍管理。高效掌控土地使用性質變化、地塊輪廓變化、地籍權屬關系變化。5.生態(tài)、環(huán)境管理與模擬。區(qū)域生態(tài)規(guī)劃、環(huán)境現(xiàn)狀與影響評價、污染物削減分配、環(huán)境與區(qū)域可持續(xù)發(fā)展、環(huán)境規(guī)劃等。6.商業(yè)、市場及選址。在區(qū)域范圍內選擇最佳的位置。7.網(wǎng)絡、管網(wǎng)分析。城市交通網(wǎng)絡、地下管網(wǎng)設施分布、事故應急處理。8.可視化應用。城市、風景名勝、遺址等的三維可視化模型。GIS的類型按研究范圍的大小：全球性、區(qū)域性和局部性的。如區(qū)域地理信息系統(tǒng)，主要以區(qū)域綜合研究和全面的信息服務為目標，可以有不同的規(guī)模，可以按行政區(qū)劃劃分，也可以按自然分區(qū)或流域為單位劃分區(qū)域系統(tǒng)。按研究內容的不同：綜合性與專題性。專題地理信息系統(tǒng)，是具有有限目標和專業(yè)特點的地理信息系統(tǒng)，為特定的專業(yè)目的服務。許多實際的地理信息系統(tǒng)，是介于二者之間的區(qū)域性專題信息系統(tǒng)。GIS軟件的主要功能空間數(shù)據(jù)輸入管理圖形及屬性數(shù)字編輯空間數(shù)據(jù)庫管理空間數(shù)據(jù)查詢和分析空間數(shù)據(jù)輸出管理應用模式和應用系統(tǒng)開發(fā)地理空間與空間數(shù)據(jù)GIS中的地理空間概念一般包括地理框架及其所聯(lián)結的地理空間特征實體。地理空間定位框架：即大地測量控制網(wǎng)，由平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)組成。大地測量控制信息的主要要素就是大地測量控制點，其平面位置和高程被精確測定。地理空間特征實體：表示地理空間信息的幾何形態(tài)、時空分布規(guī)律及其相互之間的關系，是指具有形狀、屬性和時序性的空間對象或地理實體，包括點、線、面、曲面和體，他們構成地球圈層間復雜的地理綜合體，也是GIS表示和建庫的主要對象?？臻g數(shù)據(jù)：GIS常把地理空間數(shù)據(jù)稱為空間數(shù)據(jù)。是指用來描述空間實體的位置、形狀、大小及其分布特征諸多方面信息的數(shù)據(jù)，以表示地球表層一定范圍的地理事物及其關系。空間實體是空間數(shù)據(jù)中不可再分的最小單元，是對存在于這個自然世界中地理實體的抽象，主要包括點、線、面、體等基本類型（如墓葬、城墻、城址等）。GIS的空間數(shù)據(jù)代表著現(xiàn)實世界的地理實體或現(xiàn)象在信息世界中的映射。空間數(shù)據(jù)描述的是所有呈現(xiàn)二維、三維甚至多維分布的關于區(qū)域的現(xiàn)象，具有空間性、專題性與時間性?？臻g數(shù)據(jù)的特點1.空間性是空間信息的最主要特征，表示了空間實體的位置或所處的地理位置、空間實體幾何特征等等，空間性不但要求進行空間物體位置和形態(tài)的分析處理，同時還要求進行空間相互關系的分析處理。2.專題性是指在一個坐標位置上地理信息具有專題屬性信息。如在一個地面點上，可取得遺跡、遺物、古環(huán)境、古地貌等多種專題信息。專題屬性的表達常用表格和圖像等方式。3.時間性是指空間數(shù)據(jù)的空間特征和屬性特征隨時間變化變化的動態(tài)特征。它們可以同時隨時間變化，也可以分別獨立隨時間變化。如果加上時間軸將會大大增加處理的難度?，F(xiàn)有的大量GIS系統(tǒng)，常在空間屬性中加注時間標注，以表示空間數(shù)據(jù)的時間性，也稱靜態(tài)GIS，而加時間軸的稱為時態(tài)GIS（如植物生長過程的記錄）。可概括為空間特征與屬性特征，其中空間特征數(shù)據(jù)包括地理實體或現(xiàn)象的定位數(shù)據(jù)和空間關系數(shù)據(jù)，屬性特征數(shù)據(jù)包括地理實體或現(xiàn)象的專題屬性（名稱、分類、數(shù)量等）數(shù)據(jù)和時間數(shù)據(jù)?？臻g數(shù)據(jù)的類型1.地圖數(shù)據(jù)。來源于各種地圖，內容豐富，實體間空間關系直觀，實體的類別或屬性清晰，具有很高精度。2.影像數(shù)據(jù)。主要來源于衛(wèi)星和航空遙感，包括多平臺、多層面、多時相、多光譜、多角度和多種分辨率的影像數(shù)據(jù)，也是GIS最有效的數(shù)據(jù)源之一。地形數(shù)據(jù)。來源于地形等高線圖的數(shù)字化，已建立的數(shù)字高程模型和其他實測的地形數(shù)據(jù)等。屬性數(shù)據(jù)。來源于各類調查報告、實測數(shù)據(jù)、文獻資料、解譯信息等。元數(shù)據(jù)。關于數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，如數(shù)據(jù)來源、產(chǎn)生的時間、精度、分辨率、比例尺、轉換方法等。地理空間的表達矢量表達法集中了地理實體的形態(tài)特征以及不同實體之間的空間分布關系。矢量分為〇維矢量、一維矢量、二維矢量、三維矢量。1.〇維矢量表示空間中的一個點。如實體點、注記點等。2.一維矢量表示空間中的線劃要素。包括線段、邊界、網(wǎng)絡等，有長度、彎曲度、方向性三個特征。3.二維矢量表示空間中的一個面狀要素，又稱多邊形，是對島、湖泊、地塊、儲量塊段、行政區(qū)域等現(xiàn)象的描述。目前通過二維矢量對空間曲面的表達主要有等高線和剖面法兩種。二維矢量的主要參數(shù)為面積，周長，凹凸性，走向、傾角和傾向。4.三維矢量用于表達三維空間中的現(xiàn)象和物體，是由一組或多組空間曲面所包圍的空間對象，它具有體積、長度、寬度、高度、空間曲面的面積、空間曲面的周長等屬性。柵格表達法則描述了地理實體的級別分布特征及其位置。以規(guī)則的像元陣列來表示空間地物或現(xiàn)象的分布。它將研究區(qū)域按一定分辨率作行和列的規(guī)則劃分，形成由網(wǎng)格單元組成的矩陣，每個網(wǎng)格單元稱為像素或像元（Cell或Pixel）。柵格中的每個像元是柵格數(shù)據(jù)中最基本的信息存儲單元，其坐標位置可以用行號和列號確定，像元的值表示地物或現(xiàn)象的屬性特征。每個單元通過一定的數(shù)值表達方式（如顏色、灰度級）表達諸如環(huán)境污染程度、植被覆蓋類型等空間地理現(xiàn)象。柵格表示法的精度與分辨率有關。分辨率越高，其影像就越能表達地理空間現(xiàn)象的細微特征。面向對象的表達方法是近年來發(fā)展起來的一種新的程序設計方法?；竞x就是無論多么復雜的空間實體，都可以用一個對象來準確表示，而無需把復雜對象分解為單一的對象實體（如點、線、面、體），然后利用矢量表達方法加以表示。通過分類、概括、聯(lián)合、聚集四種數(shù)據(jù)處理技術就可以實現(xiàn)其各種表達方法?？臻g數(shù)據(jù)的關系空間關系：地理信息系統(tǒng)中，為了真實地描述空間實體，不僅需要反映實體的大小、形狀及屬性，而且還要反映出實體之間的相互關系。分為拓撲空間關系、順序空間關系、度量空間關系。拓撲空間關系：描述空間實體之間的相鄰、包含和相交等空間關系。在地理信息系統(tǒng)和空間數(shù)據(jù)庫的研究和應用中具有十分重要的意義。拓撲空間關系的建立較為容易。只需利用線段相交和包含分析等算法就可以達到建立拓撲空間關系的目的。順序空間關系：描述空間實體之間在空間上的排列次序，如實體之間的前后、左右和東南西北等方位關系。度量空間關系：描述空間實體的距離或遠近等關系。距離是定量描述，而遠近則是定性描述?？臻g數(shù)據(jù)模型：是地理信息系統(tǒng)的基礎，它不僅決定了系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理的有效性，而且是系統(tǒng)靈活性的關鍵?？臻g數(shù)據(jù)模型是在實體概念的基礎上發(fā)展起來的，它包含兩個基本內容，即實體組和它們之間的相關關系。實體和相關關系可以通過性質和屬性來說明?？臻g數(shù)據(jù)模型可以被定義為一組由相關關系聯(lián)系在一起的實體集?？臻g數(shù)據(jù)模型的設計主要是構建一個能夠用真實世界的抽象提取來代表該真實世界的模型。與GIS設計有關的空間數(shù)據(jù)模型主要有矢量模型，柵格模型，數(shù)字高程模型，面向對象模型，矢量和柵格的混合數(shù)據(jù)模型等。矢量模型：是利用邊界或表面來表達空間目標對象的面或體要素，通過記錄目標的邊界，同時采用標識符表達它的屬性來描述空間對象實體。能夠方便地進行比例尺變換、投影變換以及圖形的輸入和輸出。處理的空間圖形實體是點、線、面。特點：1.通過對結點、弧、多邊形拓撲關系的描述，相鄰弧段的公用結點，相鄰多邊形的公用弧段在計算機中只需記錄一次?？臻g圖形實體的拓撲關系不會隨著諸如移動、縮放、旋轉等變換而變化。通過矢量模型所表達的空間圖形實體數(shù)據(jù)文件占用的存儲空間比柵格模型小，可記錄更多的地理信息。能夠精確地表達圖形目標，精確地計算空間目標的參數(shù)（如周長、面積），精度高，制圖效果好。柵格數(shù)據(jù)模型：柵格模型直接采用面域或空域枚舉來直接描述空間目標對象。在柵格模型中，點(點狀符號)是由一個或多個像元，線是由一串彼此相連的像元構成。每一像元的大小是一致的（一般是正方形），而且每一個柵格像元層記錄著不同的屬性（如植被類型等）。像元的位置由縱橫坐標（行列）決定。所以每個像元的空間坐標不一定要直接記錄，因為像元記錄的順序已經(jīng)隱含了空間坐標。特點：1.柵格的空間分辨率指一個像元在地面所代表的實際面積大?。ㄒ粋€正方形的面積）。2.對于