考古地理信息系統(tǒng)

內(nèi)容概要

《考古地理信息系統(tǒng)：鄭州地區(qū)仰韶文化遺址空間分布模式研究》是在吸收國內(nèi)外基于地理信息系統(tǒng)技術(shù)，聚落遺址空間分析最新研究成果，并對基于3S技術(shù)的鄭州考古支撐平臺項目研究成果系統(tǒng)總結(jié)的基礎(chǔ)上撰寫而成。重點論述了支撐聚落遺址空間模式研究的綜合數(shù)據(jù)庫建設(shè)和信息采集與處理的技術(shù)方法，綜合數(shù)據(jù)庫的分類與編碼方案，支撐聚落遺址空間模式研究的空間分析方法，包括遺址地理位置分布分析、遺存空間分析、遺址文化層數(shù)據(jù)分析以及可疑遺址區(qū)域位置確定方法，考古地理信息系統(tǒng)的含義及其內(nèi)容，平臺設(shè)計的原則和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，信息采集、處理及其研究方法等。
《考古地理信息系統(tǒng)：鄭州地區(qū)仰韶文化遺址空間分布模式研究》可供地理信息系統(tǒng)應用專業(yè)和考古專業(yè)的高校師生、應用地理信息系統(tǒng)進行考古研究的科研人員和工程技術(shù)人員學習參考。

作者簡介

張開廣、孟紅玲、巴明廷、蘭社云

書籍目錄

前言第一章 緒論1.1 研究背景1.2 我國傳統(tǒng)考古研究和文物遺址保護工作采用的方法1.3 基本概念、相關(guān)理論和方法及其發(fā)展1.4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.5 仰韶文化遺址空間模式研究的意義1.6 研究目標和研究內(nèi)容1.7 本章小結(jié)參考文獻第二章 鄭州地區(qū)仰韶文化遺址2.1 具有裴李崗文化時期特征的仰韶文化遺址2.2 仰韶文化遺址2.3 具有龍山文化時期特征的仰韶文化遺址參考文獻第三章 仰韶文化遺址空間模式研究的支撐條件3.1 支撐空間模式研究的綜合數(shù)據(jù)庫3.2 支撐空間模式研究的空間分析功能3.3 本章小結(jié)參考文獻第四章 鄭州地區(qū)仰韶文化聚落遺址時空分布特征分析4.1 時空分布特征分析方法4.2 鄭州地區(qū)仰韶文化聚落遺址的聚類分析4.3 鄭州地區(qū)仰韶文化聚落遺址的時序特征分析4.4 本章小結(jié)參考文獻第五章 鄭州地區(qū)仰韶文化聚落遺址時空演變特征分析5.1 聚落遺址的緩沖區(qū)構(gòu)造5.2 各組內(nèi)遺址時空演變特征分析5.3 本章小結(jié)參考文獻第六章 鄭州地區(qū)仰韶文化時期文化遺存空間分布特征分析6.1 裴李崗文化和仰韶文化6.2 裴李崗文化和仰韶文化遺存的比較6.3 仰韶文化遺存的空間分布特征分析6.4 本章小結(jié)參考文獻第七章 鄭州地區(qū)仰韶文化時期遺址繁榮度相關(guān)分析7.1 繁榮度標志—文化層和覆土厚度7.2 鄭州地區(qū)仰韶文化聚落遺址繁榮度相關(guān)分析方法7.3 鄭州地區(qū)仰韶文化遺址各流域繁榮度相關(guān)分析7.4 鄭州地區(qū)仰韶文化遺址繁榮度總體相關(guān)分析7.5 本章小結(jié)參考文獻第八章 考古地理信息系統(tǒng)8.1 考古學與地理信息系統(tǒng)8.2 考古地理信息系統(tǒng)的概念及其發(fā)展8.3 考古地理信息系統(tǒng)綜合數(shù)據(jù)庫建庫原則8.4 考古地理信息系統(tǒng)綜合數(shù)據(jù)庫的構(gòu)成8.5 考古地理信息系統(tǒng)綜合數(shù)據(jù)庫分層與編碼方案8.6 考古地理信息系統(tǒng)綜合數(shù)據(jù)庫的格網(wǎng)結(jié)構(gòu)8.7 考古地理信息系統(tǒng)綜合數(shù)據(jù)庫組織方法8.8 本章小結(jié)參考文獻第九章 考古地理信息系統(tǒng)平臺設(shè)計9.1 系統(tǒng)設(shè)計原則9.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)9.3 系統(tǒng)配置9.4 本章小結(jié)參考文獻第十章 考古地理信息系統(tǒng)的信息采集與處理10.1 考古地理信息系統(tǒng)的信息內(nèi)容10.2 遙感圖像的信息采集與處理10.3 中原地區(qū)文化遺址的分布特征10.4 野外實地驗證10.5 考古地理信息系統(tǒng)的信息復合10.6 本章小結(jié)參考文獻

章節(jié)摘錄

第一章  緒論1.1  研究背景鄭州地區(qū)位于河南省中部，北臨黃河，西依嵩山，東南為廣闊的黃淮平原，轄6區(qū)5市1縣，面積7446.2平方千米。鄭州地區(qū)在歷史上相當長時期曾是國家的政治經(jīng)濟中心，曾有夏、商、管、鄭、韓五個朝代在此建都，隋、唐、五代、宋、金、元、明、清八個朝代在此設(shè)州。鄭州地區(qū)是中華民族的發(fā)祥地之一，有多處新石器時期文化遺址。悠久的歷史給鄭州留下了深厚的文化積淀，全市有各類文物古跡1400多處，包括各個時期的古城、古文化、古墓葬、古建筑、古關(guān)隘和古戰(zhàn)場遺址。其中國家級文物保護單位26處。鄭州地區(qū)風景名勝眾多，文物古跡薈萃，是全國歷史文化名城和著名的風景旅游城市。這里擁有距今8000年的軒轅黃帝故里、裴李崗文化遺址，距今5000年的大河村、秦王寨等多種類型的仰韶文化與龍山文化遺址，還有夏都陽城遺址、商城遺址以及我國最早利用煤炭作燃料的漢代冶鐵遺址等。考古學的研究已經(jīng)逐漸深入到古代人類社會的生產(chǎn)、生活、政治、軍事、文化、宗教（或信仰）等各個領(lǐng)域?？脊艑W根據(jù)其特有的研究對象―古代人類的物質(zhì)遺存―不斷發(fā)展自己的理論和研究方法。在這個過程中，考古學很自然地同人文、社會、自然、工程技術(shù)等方面的學科發(fā)生了不同程度的聯(lián)系，理論和方法上也相互交叉、相互滲透。從考古學的角度講，正是通過不斷地吸收和運用其他學科的理論和方法，考古學才得以更好地達到其研究目的，并促進自身不斷向前發(fā)展。以空間對地觀測技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)和虛擬現(xiàn)實技術(shù)為代表的空間信息獲取與分析技術(shù)，已成為認識文化遺產(chǎn)的時空分布規(guī)律、重建古文明發(fā)展史、建立文化遺產(chǎn)信息管理系統(tǒng)、再現(xiàn)古文明的重要手段[1，2]。1.2  我國傳統(tǒng)考古研究和文物遺址保護工作采用的方法我國現(xiàn)在考古工作采用的技術(shù)方法（本書稱其為我國傳統(tǒng)考古方法），主要是田野考古，它以科學的方法進行實地考察，獲取實物資料，來研究歷史的發(fā)展歷程。田野考古的主要內(nèi)容包括考古調(diào)查、田野發(fā)掘、室內(nèi)整理和編寫田野發(fā)掘報告?？脊耪{(diào)查主要是為選擇發(fā)掘?qū)ο蠹斑x定地點、確定發(fā)掘方法而進行的調(diào)查研究，是田野考古的第一步，基本方法是徒步調(diào)查、鉆探和采用現(xiàn)代科技手段進行考古探查。在實地勘查中通過觀察地形及地面現(xiàn)象，利用各種自然斷面尋找遺跡和遺物，并借用探錘、磁力探察等科學技術(shù)方法了解地下情況，是目前獲取文物遺址地理信息的主要手段之一，鉆探調(diào)查是行之有效的調(diào)查方式，特別適合對古代墓地的調(diào)查。田野發(fā)掘是在考古調(diào)查的基礎(chǔ)上進行的發(fā)掘，依據(jù)地層學原理，依照遺址中文化層的層次作井然有序的發(fā)掘，以正確判斷遺存間的相對早晚關(guān)系，是田野考古最重要和最常見的基本方法。發(fā)掘之前，根據(jù)發(fā)掘目的設(shè)計技術(shù)路線，使學術(shù)目的明確、方案切實可行。最常見的田野發(fā)掘有遺址發(fā)掘和墓葬發(fā)掘兩大類。遺址發(fā)掘的具體方法是“探方”法，即把發(fā)掘區(qū)劃分為若干相等的正方格―探方，探方內(nèi)的土層按土質(zhì)（松、軟、硬）、土色（各種顏色）和結(jié)構(gòu)（含沙量等）劃分為不同的文化層，按照先上后下的順序依次發(fā)掘。探方中每層下方出現(xiàn)的各類遺跡，如灰坑、房基、窖穴、道路等，按照從晚到早的原則逐一清理。發(fā)掘時對各種遺物，如石器、骨器、陶器、蚌器、石頭、人類遺骸和動物骨骼以及測年的木炭樣品等都要收集。墓葬發(fā)掘時，首先確認墓葬被埋在哪層土層之下，弄清墓葬的形制、結(jié)構(gòu)，仔細清理葬具、尸骨和隨葬品。室內(nèi)整理是對考古調(diào)查、考古發(fā)掘資料進行系統(tǒng)分類，運用地層學和類型學的方法確定各種遺物的相互關(guān)系及相對年代和絕對年代，分析各類遺物的用途、制作技術(shù)和形制的演變，并進行其他方面的初步研究。目前我國大部分?。ㄊ校⑺犘姓^(qū)劃分為下列區(qū)域：①已確定的歷史文化名城內(nèi)的地區(qū)；②經(jīng)登記公布或者規(guī)劃確定保護的歷史文化街區(qū)、村鎮(zhèn)地區(qū)；③地下文物埋藏地區(qū)；④歷史文化名城內(nèi)占地面積3000平方米以上，以及歷史文化名城外占地面積5萬平方米以上的工程建設(shè)區(qū)域；⑤其他法律、法規(guī)、規(guī)章規(guī)定的保護區(qū)域。對這些區(qū)域內(nèi)的基礎(chǔ)建設(shè)項目實行審批報建制度，主管部門接到建設(shè)項目申請后，委托有考古發(fā)掘資格的專業(yè)單位進行考古調(diào)查、勘探和發(fā)掘。確定考古調(diào)查、勘探的具體地點、面積和范圍，對可能出現(xiàn)遺跡的地方采取保護措施，對出土文物制定保護的技術(shù)標準[3,4]。近年來隨著基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)速度的加快，特別是國家大型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項目，建設(shè)超前于文物勘探、發(fā)掘的現(xiàn)象日漸普遍。大量突發(fā)性出土文物事件的發(fā)生，使很多遺址和文物遭到嚴重的破壞，人類因此失去了很多不可再生的文化資源。對于在建設(shè)中發(fā)現(xiàn)具有重大保護研究價值的重要文化遺存，必須實施原址保護的方法，這樣使得原來的建設(shè)項目必須更改規(guī)劃、改址或取消，造成社會資源極大的浪費。因此文物遺址保護規(guī)劃、可疑遺址區(qū)域劃定和考古發(fā)掘應該走在項目建設(shè)的前面。已知或可疑遺址區(qū)域的劃定已成為文物遺址保護工作的重要環(huán)節(jié)；考古調(diào)查獲取遺址的地理信息，是確定發(fā)掘?qū)ο蟆⒌攸c和方法的前提，也是田野考古的關(guān)鍵步驟。怎樣有效地獲取未知遺址的信息，有計劃地發(fā)掘和有效地保護未知遺址一直是困擾考古界的實際問題。傳統(tǒng)田野考古，在獲取未知文物遺址的地理信息，劃定可疑遺址存在區(qū)域時，存在如下問題[5-8]：（1）實地調(diào)查由于地大面廣導致野外工作量相當大，而人的視野有限，調(diào)查時很難看清其全貌，尤其對那些環(huán)境特殊的地區(qū)，如山地、沙漠、草原以及水網(wǎng)縱橫區(qū)，實地勘察更加困難。（2）傳統(tǒng)考古學研究比較重視某一固定遺跡，如對古城址、遺址和墓葬等的發(fā)掘，以及出土器物的類型學研究，而很少考慮文物遺址（遺存）的地理分布以及它們的空間關(guān)系。（3）遺址資料的管理仍然建立在文本和照片的基礎(chǔ)上，資料的查詢和檢索相當困難，保存效率很低。（4）遺址的發(fā)掘與保護是被動進行的，基礎(chǔ)建設(shè)到哪里，發(fā)掘就到哪里，并且突發(fā)性文物事件經(jīng)常發(fā)生。一個區(qū)域內(nèi)，同一時期的各種文化遺跡或現(xiàn)象之間，以及與周圍環(huán)境之間都有著密切的聯(lián)系，是當時人類的生存環(huán)境、經(jīng)濟和社會等因素的反映。在考古調(diào)查和發(fā)掘工作中，考古工作者記錄了很多有關(guān)考古遺跡或現(xiàn)象的空間數(shù)據(jù)，或者說這些空間數(shù)據(jù)包含重要的空間信息。這就使我們能夠運用空間位置分析方法，對一個區(qū)域內(nèi)的考古數(shù)據(jù)進行研究，揭示考古遺址的時空分布規(guī)律、發(fā)展狀況及其與自然環(huán)境等因素的關(guān)系，預測未知文物遺址的地理信息，推斷可疑遺址存在的區(qū)域，重建古文明發(fā)展史。1.3  基本概念、相關(guān)理論和方法及其發(fā)展1.3.1  仰韶文化仰韶文化是新石器時代的一種文化，它繼承了裴李崗文化，是龍山文化的前身，距今約7000～5000年。1921年首次在河南省澠池縣仰韶村被發(fā)現(xiàn)。主要分布在黃河中下游一帶，以陜西渭河流域、山西西南和河南西部的狹長地帶為中心，東至河北中部，南達漢水中上游，西及甘肅洮河流域，北抵內(nèi)蒙古河套地區(qū)。已發(fā)掘的文化遺址近百處，出土文化遺存均反映出較同一的文化特征。那個時代的生活方式，以從事農(nóng)業(yè)鋤耕為主，農(nóng)作物為粟和黍；也從事飼養(yǎng)家畜、狩獵、捕魚和采集等勞動，飼養(yǎng)家畜主要是豬，也有狗。生產(chǎn)工具以較發(fā)達的磨制石器為主，主要有磨盤、磨棒、鏟、鐮、彈丸、刀、斧、錛、鑿、箭頭、石紡輪等。磨盤、磨棒、鏟、鐮、彈丸、刀、斧等在該地區(qū)的裴李崗文化時期的遺址中也有類似發(fā)現(xiàn)，但仰韶文化時期在磨制的水平上有很大改進，同時也出現(xiàn)了相當精致的骨器。已發(fā)現(xiàn)的生活用具均是燒制而成，用于生活用具的陶器主要有鼎、罐、壺、三足缽、碗、勺、甑、灶、杯、盆、甕、豆、尖底瓶等。鼎、罐、壺、三足缽、碗、勺等在該地區(qū)的裴李崗文化時期的遺址中也有類似發(fā)現(xiàn)，但仰韶文化時期在燒制的水平上卻有很大改進。作為盛水和食物用的器皿甑、杯、盆、甕、豆、尖底瓶等在該地區(qū)的裴李崗文化時期的遺址中未有發(fā)現(xiàn)。日用陶器以細泥紅陶和夾砂紅褐陶為主，主要呈紅色，多用手制法，用泥條盤成器形，然后將器壁拍平制造。紅陶器上常有彩繪的幾何形圖案或動物形花紋，這是仰韶文化最明顯的特征，故也稱彩陶文化。人類從舊石器時代進入新石器時代，不僅生產(chǎn)工具得到了大的改進，居住方式也從洞穴變?yōu)榻ㄔ旆课?，進行群居生活。選址一般在河流兩岸經(jīng)長期侵蝕而形成的臺地上，或在兩河匯流處較高而平坦的地方，這里土地肥美，有利于農(nóng)業(yè)、畜牧、取水，交通也很方便。仰韶文化屬于母系氏族公社制繁榮時期的文化。早期盛行集體合葬和同性合葬，幾百人埋在一個公共墓地，排列有序。各墓規(guī)模和隨葬品差別很小，但女子隨葬品略多于男子[5,6,9]。1.3.2  仰韶文化遺址的空間分布特征文化遺址是先人生產(chǎn)和生活留下的痕跡，包含大量的人為因素。每個遺址和遺跡，每件文物均注入了人類的思維和智慧，必定按照一定準則，并通過創(chuàng)造性的勞動才能形成。因此，文化遺址或遺跡應具有一定的結(jié)構(gòu)、形態(tài)、大小、方向和等級等特點，遺址的分布特征可以在很大程度上簡化對未知遺址的推斷過程。1）結(jié)構(gòu)特征先人在進行大型建筑群和墓葬群修筑時，十分注重它們的對稱性，一般均以南北向、東西向軸線或以某個重要的建筑物為中心對稱出現(xiàn)，單個建筑物則以軸對稱為主。文物遺跡或遺址在空間上常有一定的層次性，一個大型遺跡或遺址有地面建筑和地下建筑，形成多層的文化遺址，地面文物信息能間接反映地下文物信息。大型文物遺跡或遺址群往往都有整體布局特征，主次分明，層次清晰，按照一定的規(guī)律進行布局。文物遺跡群如建筑物、墓葬群之間均有一定的等距性特點，即按照一定的距離等距離排列。2）幾何特征文物遺址或遺跡具有一定的平面形態(tài)，多為規(guī)則的幾何形態(tài)，如正方形、長方形、線形、圓形和半圓形等。文物遺址或遺跡都有一定的大小，如古建筑遺址、墓葬等均有一定的長、寬、高，且對應成比例。3）位置特征仰韶時期及其以前的文化遺址大都分布在河流兩岸的臺地上，與河流距離小于200米。墓葬群一般在遺址的偏南方向，如果在坡地上，坡向一般為東南向。4）方向特征文物遺跡一般具有相應的方向性，建筑物的長軸方向多為南北向和東西向，墓葬有一定的朝向性，如坐北朝南、坐西向東等特點。5）倫理與等級特征在一個大型文物遺跡或遺址群中，常常具有按照主、陪、從的特定順序排列，等級森嚴。中原地區(qū)仰韶文化后期的遺址，大多是以土木結(jié)構(gòu)為主，除夯土、路土、燒土等特別堅硬的土質(zhì)外，一般遺跡的土質(zhì)與周圍土質(zhì)之間的差別不大，因此相對于磚石結(jié)構(gòu)的遺址來說，植被標志都表現(xiàn)得不太明顯。從考古發(fā)掘的經(jīng)驗分析，很多遺址表現(xiàn)為不同形狀、不同顏色的線條[8]。遺址都是平面的，好像是地下遺跡在地表上的投影，可通過觀察地面現(xiàn)象來發(fā)現(xiàn)遺址。當遺跡埋藏過深，植被根系不能達到，地表就失去了對它的反映。如果遺址埋藏深度超過l米，通過地面表象就不容易觀察到遺址了。1.3.3  空間位置分析空間位置分析（或聚落考古、聚落形態(tài)研究，settlement archaeology）是以實際的聚落遺址資料作為研究的基礎(chǔ)，以完整的聚落遺址作為最基本的單位。它由一系列以特定方式被遺棄于特定時空范圍內(nèi)的文化遺物及其存在背景構(gòu)成，是一個考古學可以處理的經(jīng)驗性實體。聚落遺址的內(nèi)容包括遺物、遺跡及兩者的埋藏狀況，這些構(gòu)成成分能夠完整地展現(xiàn)出一個聚落的存在?？臻g位置分析是把聚落形態(tài)的歷史演變放在整個史前的時空范圍內(nèi)進行全過程考察。不同遺址的地理位置和空間分布特征，隱含了遺址分布規(guī)律與布局特征；遺址規(guī)模的大小以及各種遺存特征和組合，反映了聚落結(jié)構(gòu)在使用功能和等級上的差別?？臻g位置分析研究的精髓在于：從人類的棲居形態(tài)來重建社會形態(tài)結(jié)構(gòu)，并從時間上追溯社會的發(fā)展和演變軌跡。聚落是一種處于穩(wěn)定狀態(tài)，在一定地域內(nèi)并延續(xù)一定時間的史前文化單位。聚落的內(nèi)涵包括文化特性、時間、空間和結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性等要素，是人類活動的創(chuàng)造物，一方面為人類提供了生活空間，另一方面又以其特有的形式制約著人類生活?？臻g位置分析的基本內(nèi)容包含單一聚落形態(tài)、布局及結(jié)構(gòu)的個案研究，同一文化時期聚落的分布及其相互關(guān)系以及這類聚落形態(tài)、布局、結(jié)構(gòu)和它們異同的探索，聚落與生態(tài)環(huán)境的關(guān)系三個方面。單個棲居點和建筑可以從形態(tài)、原料、功能以及存續(xù)時間等方面來研究，原始狩獵采集群的臨時棲居點可能完全反映了環(huán)境和食物資源等制約條件；農(nóng)業(yè)社會的聚落及大小，則反映了水源、土壤、安全和土地載能等特點。而復雜社會居址的安置，主要取決于政治和社會因素的考慮，不同的社會地位及功能會影響房屋的設(shè)計、結(jié)構(gòu)和布局。居址在地理上的分布形態(tài)，是人類根據(jù)現(xiàn)實政治、經(jīng)濟和社會因素來安置他們的房屋、居址和宗教建筑的結(jié)果。因此，空間位置分析為考古學家提供了一種機會，觀察不同社群之間的關(guān)系、貿(mào)易網(wǎng)、人們在特定環(huán)境里開拓資源的方式以及他們的社會結(jié)構(gòu)。人類居址形態(tài)，反映了一個社會在其擁有技術(shù)的基礎(chǔ)上適應特定環(huán)境的程度。社會的棲居形態(tài)取決于許多因素，包括環(huán)境、政治、經(jīng)濟、人口和技術(shù)水平。同樣，人類的文化學習能力和行為方式也會影響居址形態(tài)。空間位置分析意在觀察一個文化系統(tǒng)各部分之間的相互關(guān)系，及其與自然環(huán)境的關(guān)系。居址形態(tài)研究一般有三個層次，即個別棲居點或建筑，單一社群的居址構(gòu)造，以及一個區(qū)域中多社群的居址分布?？臻g位置分析比較流行的理論有中心區(qū)理論、遺址等級理論、多邊形理論和延展模式等。1）中心區(qū)理論如果沒有山脈和河流，居址的分布應當是非常均勻和有規(guī)則的。城鎮(zhèn)之間應當以相等的距離隔開，比它們次一級的村落，應當像衛(wèi)星一樣環(huán)繞在城鎮(zhèn)周圍，而這種理想的居址布局應當是六邊形的。從政治和經(jīng)濟角度而言，中心城鎮(zhèn)為周邊村落提供特定的物品和服務(wù)，而周邊的村落對城鎮(zhèn)也會有特定的貢獻。2）遺址等級理論在考古研究中，遺址一般根據(jù)其大小而形成某種等級，數(shù)量上顯示為一種矩……

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