空間信息技術考古學套用方法

《空間信息技術考古學套用方法》是2016年1月電子工業出版社出版的圖書，作者是毛鋒。

基本介紹

• 書名：空間信息技術考古學套用方法
• 作者：毛鋒 著
• ISBN：978-7-121-27549-4
• 頁數：432頁
• 定價：178.00元 
• 出版社：電子工業出版社
• 出版時間：2016年1月出版
• 開本：16開

內容簡介

遙感（RS）、地理信息系統（GIS）、全球衛星導航系統（GNSS）、虛擬現實（VR）等空間信息技術廣泛套用於國防、交通、環境保護、能源、航天航空等領域，而其在考古學的套用是一個前景廣闊的新領域，空間信息技術與考古學的相互協作、相互交叉、相互融合，為考古學的發展提供了強有力的工具，由此催生並發展了空間考古學這一新學科。

《空間信息技術考古學套用方法》深入分析空間信息技術的特點，介紹其在考古學中的套用成果，研究和思考空間考古學的套用方向和重要成果。《空間信息技術考古學套用方法》分為兩篇共11章，上篇的5章主要介紹空間信息技術的發展現狀與趨勢、考古學的時間空間概念和空間信息技術考古學套用的理論基礎，下篇的6章主要介紹空間信息技術在考古調查、考古勘探、陸地與水下考古探查、考古資料分類與整理、考古遺址保護規劃等方面的套用，還介紹了考古地理信息系統的設計、研發與套用案例。

《空間信息技術考古學套用方法》是空間信息技術在考古學套用方法的科學研究的梳理與總結，可供從事考古、歷史、地理、文化遺產保護、城市規劃、測繪等領域科學研究的專家學者參考，也可作為考古、歷史、地理、測繪等相關專業學生和研究生的專業參考書。

目錄

前 言 / II

推薦序 / IV

第1 章 緒 論……………………………………………………003

1.1 時間和空間的概念 / 005

1.1.1 時間和空間的認知 / 005

1.1.2 時間和空間的產生 / 007

1.1.3 宇宙、時間與空間 / 010

1.2 地球科學基礎上時間與空間 / 014

1.2.1 地質年代與生物進化 / 014

1.2.2 地球大陸漂移說 / 016

1.2.3 空間基準與空間定位 / 018

1.2.4 時間基準與測時 / 019

1.3 考古學的時間和空間 / 020

1.3.1 考古學中的時間 / 020

1.3.2 考古學中的空間 / 023

1.3.3 時間和空間的數學表達 / 024

1.3.4 我國的考古學時空認知 / 025

1.4 考古學與空間信息技術 / 028

1.4.1 考古遺址的遙感探測與發現 / 028

1.4.2 高解析度衛星遙感考古套用 / 032

1.4.3 GIS 考古時空分析 / 035

1.4.4 空間信息技術遺址測繪 / 040

第2 章 遙感技術及其考古套用…………………………………041

2.1 遙感原理及遙感解析度 / 042

2.1.1 遙感技術原理 / 042

2.1.2 遙感解析度 / 045

2.1.3 遙感技術獲取地表空間信息的優越性 / 047

2.2 航空遙感 / 048

2.2.1 航空遙感的發展 / 049

2.2.2 我國的航空遙感 / 049

2.2.3 航空遙感的特點 / 050

2.3 衛星遙感 / 052

2.3.1 衛星遙感的發展 / 052

2.3.2 國外主要的衛星遙感系列 / 054

2.3.3 我國的的衛星遙感系列 / 057

2.4 部分國外衛星遙感信息 / 061

2.4.1 美國的Landsat 遙感衛星系列 / 061

2.4.2 法國的SPOT 遙感衛星系列 / 066

2.4.3 國外高解析度衛星遙感數據 / 069

2.5 無人機遙感 / 073

2.5.1 無人機遙感技術 / 074

2.5.2 無人機遙感數據獲取 / 074

2.6 遙感數據的處理技術 / 075

2.6.1 遙感數據 / 076

2.6.2 遙感圖像的數據格式 / 076

2.6.3 遙感圖像數據處理的目的與方式 / 077

2.6.4 遙感圖像信息提取的地物要素特徵 / 077

2.6.5 計算機遙感圖像處理的一般過程 / 078

2.6.6 遙感圖像數據處理軟體 / 079

2.6.7 計算機遙感圖像數據處理過程 / 080

2.7 遙感考古及其發展現狀 / 080

2.7.1 國外遙感考古及其發展現狀 / 081

2.7.2 我國的遙感考古及其發展現狀 / 085

第3 章 地理信息系統、虛擬現實技術及其考古學套用………087

3.1 地理信息系統的特點、作用與構成 / 089

3.1.1 地理信息系統的特點 / 089

3.1.2 地理信息系統的作用 / 090

3.1.3 地理信息系統的組成 / 091

3.2 地理信息系統的基本功能 / 093

3.2.1 數據輸入功能 / 093

3.2.2 空間查詢功能 / 094

3.2.3 空間分析功能 / 095

3.2.4 地圖編輯與製圖功能 / 096

3.2.5 用戶化系統開發功能 / 097

3.2.6 系統維護功能 / 097

3.3 地理信息系統的地學基礎 / 098

3.3.1 坐標系統 / 098

3.3.2 地圖投影 / 100

3.3.3 地圖圖式圖例 / 103

3.3.4 地理特徵分類編碼 / 103

3.3.5 地理特徵屬性結構 / 103

3.4 地理信息系統的實施步驟 / 104

3.4.1 地理信息系統的需求分析 / 104

3.4.2 地理信息系統基礎軟體及資料庫選擇 / 104

3.4.3 計算機網路與硬體設備 / 104

3.4.4 地理信息系統實施方案設計 / 105

3.4.5 地理信息系統的建立 / 105

3.4.6 地理信息系統管理與維護 / 106

3.5 VR 技術 / 106

3.5.1 我國VR 技術的發展 / 106

3.5.2 VR 技術在考古學中的套用 / 108

3.6 三維雷射掃描技術 / 110

3.6.1 機載雷射掃描系統 / 110

3.6.2 地面雷射掃描系統 / 111

3.6.3 三維雷射掃描技術在考古學中的套用 / 113

3.7 GIS 與VR 技術在考古領域的套用進展 / 114

3.7.1 GIS 與VR 技術在田野考古領域的套用與進展 / 114

3.7.2 GIS 與VR 技術在室內數據整理與管理領域的套用與進展 / 115

第4 章 全球衛星導航系統技術…………………………………117

4.1 美國GPS 等衛星系統的發展與套用 / 119

4.1.1 美國GPS 的發展及其系統構成 / 119

4.1.2 GPS 的導航定位原理 / 121

4.1.3 GPS 導航定位模式 / 122

4.1.4 GPS 的特點與套用 / 123

4.2 俄羅斯GLONASS 衛星導航系統的進展與套用 / 125

4.2.1 前蘇聯時期的 GLONASS 系統 / 125

4.2.2 俄羅斯對GLONASS 系統的改造 / 126

4.2.3 俄羅斯GLONASS 系統的特點 / 127

4.3 歐洲航天局CALILEO 衛星導航系統進展與套用 / 128

4.3.1 歐洲航天局的CALILEO 衛星導航系統計畫 / 128

4.3.2 CALILEO 系統的發展 / 128

4.3.3 CALILEO 系統的構成與特點 / 130

4.4 中國北斗衛星導航系統的進展與套用 / 131

4.4.1 北斗衛星導航系統（BDS）的發展歷程 / 131

4.4.2 北斗衛星導航系統（BDS）的構成與特點 / 133

4.4.3 北斗衛星導航系統（BDS）的定位原理 / 133

4.4.4 北斗衛星導航系統（BDS）的導航原理 / 134

4.5 全球衛星導航系統的定位測量原理與方法 / 135

4.5.1 全球衛星導航系統的坐標系統 / 135

4.5.2 GNSS 的時間系統 / 136

4.5.3 GNSS 系統的定位測量原理與方法 / 137

4.5.4 GNSS 定位測量的實施 / 139

4.5.5 GNSS 的高程測量方法 / 144

4.5.6 GNSS 地形圖測繪方法 / 145

4.6 全球衛星導航系統的導航原理與方法 / 147

4.6.1 GNSS 衛星導航原理 / 147

4.6.2 GNSS 測速、測時 / 148

4.6.3 GNSS 衛星導航方法 / 148

4.7 GNSS 的套用 / 149

4.7.1 GNSS 在大地控制測量中的套用 / 149

4.7.2 GNSS 在精密工程測量中的套用 / 149

4.7.3 GNSS 在航空遙感中的套用 / 150

4.7.4 GNSS 在地形圖測繪中的套用 / 150

4.7.5 GNSS 在海洋測繪中的套用 / 151

4.7.6 GNSS 在交通領域的套用 / 151

4.7.7 北斗導航系統（BDS）的套用前景 / 152

第5 章 勘探地球物理技術………………………………………153

5.1 物質的磁性及磁法勘探 / 154

5.1.1 物質與遺存的磁性 / 154

5.1.2 磁場與物質的磁化 / 154

5.1.3 地球磁場 / 155

5.1.4 物質的磁性的分類 / 155

5.1.5 磁法野外觀測 / 157

5.1.6 磁法勘探數據處理 / 160

5.1.7 磁法勘探的資料解釋 / 160

5.1.8 地磁考古測年方法 / 161

5.2 物質的電性及電法勘探 / 162

5.2.1 物質與遺存的電性 / 162

5.2.2 電阻率法勘探 / 163

5.2.3 激發極化法 / 167

5.2.4 自然電場法的基本原理及做法 / 169

5.3 探地雷達勘探方法 / 169

5.3.1 探地雷達的勘探原理 / 169

5.3.2 岩石和古遺存的磁導率及介電常數 / 170

5.3.3 探地雷達的野外觀測與數據處理 / 171

5.4 地震勘探方法 / 172

5.4.1 地震勘探方法的理論基礎 / 172

5.4.2 地震勘探方法的種類與野外觀測 / 173

5.4.3 古遺存和岩石的彈性波傳播速度 / 173

5.4.4 地震勘探的分辨能力 / 174

5.4.5 三維地震勘探方法 / 175

5.4.6 全息地震勘探方法 / 175

5.5 重力勘探法 / 176

5.5.1 重力異常與物質密度 / 176

5.5.2 重力勘探方法 / 177

5.6 考古地球物理學的發展與套用 / 177

5.6.1 考古地球物理學的發展 / 177

5.6.2 我國的考古地球物理勘查發展與套用 / 178

第6 章 空間信息技術在考古調查與勘探中的套用方法………181

6.1 空間信息技術在田野考古調查中的套用方法 / 184

6.1.1 我國的考古調查工作 / 184

6.1.2 空間信息技術在區域考古調查中的套用方法 / 196

6.1.3 空間信息技術在遺址預測中的套用 / 198

6.1.4 遺址測繪 / 202

6.1.5 考古調查數據採集自動化與數位化 / 203

6.1.6 考古調查報告與記錄檔案 / 205

6.2 遙感考古勘察方法 / 206

6.2.1 遙感考古勘察的優勢 / 206

6.2.2 航空與航天遙感考古勘察方法 / 207

6.3 綜合地球物理勘探考古方法 / 210

6.3.1 考古綜合地球物理勘探方法的種類 / 211

6.3.2 考古綜合地球物理勘探的原則 / 211

6.3.3 考古綜合地球物理勘探方法的選擇 / 212

6.3.4 考古綜合地球物理勘探方法的實施 / 213

6.4 區域考古調查案例：京杭大運河的調查 / 214

6.4.1 京杭大運河背景調查 / 214

6.4.2 隋唐宋南北大運河和元明清京杭大運河的環境背景 / 214

6.4.3 京杭大運河遺產調查方法與內容 / 217

6.4.4 京杭大運河運河本體遺產調查內容 / 219

6.4.5 京杭大運河沿線遺產調查分析 / 224

6.4.6 京杭大運河北五湖水櫃遙感考古 / 233

6.5 遺址考古地球物理勘探案例：故陵楚墓 / 235

6.5.1 故陵的地理歷史背景 / 235

6.5.2 故陵楚墓的考古綜合地球物理勘探 / 237

6.5.3 帽盒嶺考古勘探結果的發掘驗證 / 238

第7 章 空間信息技術在田野考古發掘中的套用方法…………239

7.1 遺址考古發掘空間基準的建立 / 241

7.1.1 三維空間基準與坐標系統 / 241

7.1.2 遺址考古發掘控制測量方法 / 241

7.1.3 遺址考古發掘GNSS 控制測量技術設計 / 243

7.1.4 遺址考古發掘GNSS 控制網的布網原則 / 244

7.1.5 遺址考古發掘GNSS 控制測量野外觀測 / 244

7.1.6 遺址考古發掘GNSS 控制測量數據處理 / 244

7.1.7 遺址考古發掘GNSS 控制網平差 / 244

7.2 遺址發掘大比例尺地圖測繪方法 / 244

7.2.1 遺址田野考古發掘數字測圖 / 245

7.2.2 遺址圖高程測繪 / 246

7.3 遺址發掘遙感測圖方法 / 247

7.3.1 遺址大比例尺地形圖航空攝影測量方法 / 247

7.3.2 無人機測圖 / 249

7.3.3 遺址正射影像圖的遙感製圖方法 / 250

7.4 層序地層學與文化層考古發掘 / 254

7.4.1 地質學中的層序地層學 / 255

7.4.2 文化層層序 / 256

7.4.3 文化層考古發掘 / 257

7.4.4 地層學在考古發掘中的作用 / 259

7.5 類型學與考古遺存分類 / 259

7.5.1 考古類型學的發展 / 260

7.5.2 考古遺存分類 / 260

7.5.3 基於GIS 的考古遺存分類編碼方法 / 262

7.5.4 地理特徵對象模型與屬性數據結構表設計 / 265

7.6 遙感技術在考古發掘中的套用方法 / 269

7.6.1 熱紅外遙感技術在考古發掘前期的套用方法 / 269

7.6.2 高光譜遙感在考古發掘前期的套用方法 / 270

7.6.3 微波遙感在考古發掘前期的套用方法 / 271

7.7 考古發掘GNSS 定位測量方法 / 273

7.7.1 考古發掘GNSS 測量RTK 快速定位方法 / 273

7.7.2 GNSS 測量RTK 考古發掘探方定位方法 / 274

7.7.3 GNSS 測量RTK 考古遺蹟遺物定位方法 / 274

7.7.4 GNSS 與GIS 技術在考古發掘測圖中的套用方法 / 275

7.8 考古發掘資料數位化採集 / 278

7.8.1 基於GIS 的考古發掘數位化採集方法 / 278

7.8.2 三維雷射掃描全息測量 / 279

7.8.3 考古發掘三維雷射掃描數據處理方法 / 281

7.8.4 考古發掘遺存的三維動態建模方法 / 281

第8 章 空間信息技術在水下考古中的套用方法………………283

8.1 江、河、湖、泊和海洋水下考古的意義 / 283

8.1.1 我國江、河、湖、泊水下考古的意義 / 283

8.1.2 我國的海洋水下考古的意義 / 286

8.1.3 我國水下文化遺產考古與水下遺產保護 / 292

8.2 水下文化遺產保護國際公約 / 293

8.2.1 水下文化遺產保護公約 / 293

8.2.2 公約對水下文化遺產考古的規定 / 293

8.2.3 我國水下考古及對國際公約的回響和取得的成就 / 295

8.2.4 水下文化遺產考古的空間信息技術需求 / 301

8.3 我國的水下文化遺產考古與保護技術體系 / 302

8.3.1 我國的水下文化遺產考古與保護技術體系 / 302

8.3.2 水下文化遺產調查、考古發掘與監測總體框架 / 303

8.4 水底地形圖測繪方法 / 304

8.4.1 海底定位測量方法 / 305

8.4.2 海底控制測量方法 / 306

8.4.3 海底地形測繪的測深技術 / 307

8.4.4 我國的海洋測深技術發展 / 310

8.4.5 海底地形圖測繪方法 / 310

8.4.6 水底地形測繪實施 / 311

8.5 水下考古調查探測方法 / 312

8.5.1 機載或星載雷射水下探測方法 / 312

8.5.2 合成孔徑雷達水下探測方法 / 313

8.5.3 旁視聲納掃測水下探測方法 / 313

8.5.4 數字側掃聲納成像和3D 聲納技術方法 / 314

8.5.5 淺地層剖面探測方法 / 314

8.5.6 多波束探測方法 / 314

8.5.7 磁力探測方法 / 315

8.5.8 地震探測方法 / 316

8.6 水下文化遺產考古發掘方法 / 317

8.6.1 水下文化遺產區地形地貌與地質情況分析 / 317

8.6.2 水下文化遺產的定位測量 / 318

8.6.3 水下文化遺產的考古發掘 / 320

8.7 陸地水下考古調查探測案例：鄱陽湖老爺廟水域考古調查勘探 / 323

8.7.1 鄱陽湖老爺廟水域地理背景 / 323

8.7.2 近70 年間老爺廟水域的100 多次沉船現象與傳說 / 324

8.7.3 老爺廟水域的磁力水下探測 / 324

8.7.4 測深及旁側聲納掃描探測 / 325

8.7.5 淺地層剖面探測 / 325

8.7.6 老爺廟水域潛水考古探查 / 325

8.8 海洋水下考古調查、勘探與發掘案例：綏中三道崗元代沉船 / 326

8.8.1 綏中三道崗元代沉船考古的緣起 / 326

8.8.2 三道崗元代沉船海域的地理背景 / 328

8.8.3 三道崗海域第一次海底調查、勘探與發掘 / 328

8.8.4 三道崗海域第二次海底調查、勘探與發掘 / 329

8.8.5 三道崗海域後續考古發掘 / 330

第9 章 空間信息技術在考古發掘資料分類與整理中的套用方法……331

9.1 空間信息技術在遺址檔案的建立中的套用 / 332

9.1.1 遺址或文物保護單位記錄檔案建立需求 / 332

9.1.2 遺址或文物保護單位記錄檔案主卷內容 / 332

9.1 考古發掘資料與成果的建檔中的套用 / 334

9.2.1 遺址考古發掘資料與成果的建檔要求 / 334

9.2.2 考古調查、勘探、發掘資料與成果的建檔原則 / 335

9.2.3 考古調查、勘探、發掘資料與成果的建檔方法 / 335

9.3 基於GIS 的考古發掘資料的整理與分類方法 / 336

9.3.1 基於考古學文化分類和整理考古發掘資料的意義 / 336

9.3.2 基於考古學文化分類和整理考古發掘資料的可能性 / 336

9.3.3 基於GIS 的考古發掘資料分類整理方法 / 338

9.4 考古學發掘資料的整理與數位化建庫 / 340

9.4.1 遺址空間數據與考古數據獲取 / 340

9.4.2 考古遺存時空資料庫建設 / 343

9.4.3 遺存時空資料庫和GIS 在考古資料解釋中的作用 / 346

第10 章 空間信息技術在遺址保護規劃中的套用方法………347

10.1 我國的古蹟遺址保護規劃 / 350

10.1.1 我國古蹟遺址保護的意義 / 350

10.1.2 我國的遺址保護規劃 / 353

10.2 遺址保護規劃的技術要求 / 355

10.2.1 歷史遺產區域整體保護的要求 / 355

10.2.2 古蹟遺址保護規劃的編制和審批的要求 / 356

10.2.3 遺址周邊環境保護的技術要求 / 357

10.2.4 遺址的分級與遺址周邊環境的劃界原則 / 357

10.3 基於空間信息技術的遺址保護規劃編制方法 / 358

10.3.1 基於空間信息的遺址保護規劃編制技術流程 / 359

10.3.2 古蹟遺址調查與保護範圍確定方法 / 359

10.3.3 基於GIS 的遺址保護規劃方法 / 361

10.4 大遺址保護規劃案例：京杭大運河保護規劃 / 366

10.4.1 京杭大運河與中國大運河 / 366

10.4.2 京杭大運河的保護規劃 / 366

10.4.3 申遺片區和遺址點的遴選 / 367

10.4.4 申報遺產空間範圍與保護規劃空間範圍 / 370

10.4.5 基於空間信息技術的遺址保護規劃支持系統 / 375

第11 章 考古地理信息系統研發與套用………………………377

11.1 考古地理信息系統需求分析 / 378

11.1.1 考古調查與勘探的GIS 需求分析 / 378

11.1.2 考古發掘的GIS 需求分析 / 382

11.1.3 考古成果共享的GIS 需求 / 383

11.1.4 考古研究的GIS 空間分析需求 / 385

11.1.5 考古資料解釋的GIS 需求 / 386

11.2 考古地理信息系統設計 / 387

11.2.1 考古地理信息系統設計原則 / 387

11.2.2 考古地理信息系統時空框架設計 / 388

11.2.3 考古地理信息特徵分類及編碼 / 389

11.2.4 考古地理信息系統結構設計 / 390

11.2.5 考古地理信息系統功能設計 / 391

11.3 考古地理信息系統研發 / 394

11.3.1 空間分析工具研發 / 394

11.3.2 空間數據引擎技術研發 / 396

11.3.3 C/S 系統開發 / 396

11.3.4 B/S 系統開發 / 398

11.4 考古地理信息系統套用實踐 / 399

11.4.1 圖形展示功能 / 399

11.4.2 空間展示功能 / 400

11.4.3 時空分析功能 / 403

11.4.4 遺址形成過程研究功能 / 405

11.4.5 查詢統計功能 / 406

11.4.6 成果管理與宣傳功能 / 406

11.4.7 系統管理功能 / 407

參考文獻 / 409

編後記 / 413

辭彙索引表 / 415