田野考古技術(shù)課件

田野考古技術(shù)田野考古技術(shù)1內(nèi)容一、緒論二、地形圖測(cè)圖總論三、卷尺丈量與羅盤儀的使用四、地形圖測(cè)圖原理五、電子全站儀與GPS測(cè)圖六、遙感考古研究與數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量七、地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用與研究八、計(jì)算機(jī)圖形圖像學(xué)基礎(chǔ)內(nèi)容一、緒論2一、地圖的定義與分類所謂地圖，就是根據(jù)一定的數(shù)學(xué)法則，使用專門符號(hào)（包括注記和符號(hào)），經(jīng)過(guò)制圖綜合將地球表面縮繪于平面上的圖件（或以數(shù)字形式記錄在計(jì)算機(jī)儲(chǔ)存介質(zhì)中）。它能反映各種自然現(xiàn)象和社會(huì)現(xiàn)象的空間分布、聯(lián)系、變化和發(fā)展。地圖不僅是區(qū)域性學(xué)科調(diào)查研究成果的一種表達(dá)形式，而且是許多部門和學(xué)科賴以分析研究、量算數(shù)據(jù)、綜合評(píng)價(jià)、分析預(yù)報(bào)和指揮調(diào)度等的重要資料。因此在國(guó)民經(jīng)濟(jì)、軍事和科學(xué)研究中具有廣泛的應(yīng)用。一、地圖的定義與分類3地圖有數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、制圖對(duì)象和圖面整飾三個(gè)組成部分。數(shù)學(xué)基礎(chǔ)包括大地控制點(diǎn)、經(jīng)緯線網(wǎng)和比例尺。制圖對(duì)象在普通地圖上包括水系、地貌、居民地、交通線、土質(zhì)、境界線以及其它地物；在專題地圖上包括地理底圖的內(nèi)容和突出表現(xiàn)的主題要素。圖面整飾的內(nèi)容包括圖廓、圖名、圖號(hào)、圖例和圖面上文字說(shuō)明以及附加圖表等。田野考古技術(shù)課件4地圖同航空像片、衛(wèi)星像片、地景素描相比有三個(gè)基本特征：(1)具有一定的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。即按一定的地圖投影和比例尺，將地球表面上的各點(diǎn)轉(zhuǎn)化為平面上相應(yīng)的點(diǎn)使圖上的點(diǎn)位同地面上的實(shí)際物體保持對(duì)應(yīng)的關(guān)系，保證制圖對(duì)象地理位置的準(zhǔn)確性。(2)運(yùn)用符號(hào)系統(tǒng)表示事物。它不僅可以表示可見物體（現(xiàn)象），而且還能表示不可見物體（現(xiàn)象）。(3)運(yùn)用制圖綜合的方法，將地面現(xiàn)象的主要特征突出，次要細(xì)節(jié)舍去，并運(yùn)用夸大和簡(jiǎn)化的手法，使地圖內(nèi)容清晰易讀，符合用圖要求。田野考古技術(shù)課件5田野考古技術(shù)課件6普通地圖就是以同等詳細(xì)的程度表示地面各種自然現(xiàn)象和社會(huì)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象的地圖。比較全面地反映地面各種基本要素（水系、地貌、土質(zhì)、植被、居民地、交通網(wǎng)、邊界線、獨(dú)立地物等等）；可以分為地形圖和地理圖。專題地圖就是突出反映某一種或某幾種主題要素或現(xiàn)象的地圖（如交通圖、遺跡分布圖），它也可以在普通地圖的基礎(chǔ)上著重表示某個(gè)專門要素（如地質(zhì)圖、氣象圖）；可以分為自然地圖和社會(huì)經(jīng)濟(jì)地圖。其表示方法目前有范圍法、質(zhì)底法、符號(hào)法、等值線法、點(diǎn)值法和統(tǒng)計(jì)圖法等。田野考古技術(shù)課件7田野考古技術(shù)課件8二、測(cè)量學(xué)的發(fā)展概況在公元前很久，中國(guó)人為了治水，已經(jīng)會(huì)使用簡(jiǎn)單的測(cè)量工具了。17世紀(jì)之前，人們使用簡(jiǎn)單的工具，如中國(guó)的測(cè)繩、矩尺和圭表等進(jìn)行測(cè)量。約1730年，制成了第一架經(jīng)緯儀，大大促進(jìn)了三角測(cè)量的發(fā)展。18世紀(jì)發(fā)明了時(shí)鐘，解決了經(jīng)度測(cè)定的問(wèn)題。19世紀(jì)中葉創(chuàng)立了攝影測(cè)量方法，出現(xiàn)了立體坐標(biāo)量測(cè)儀。到20世紀(jì)初，發(fā)展了航空攝影測(cè)量的方法，野外的部分測(cè)量工作轉(zhuǎn)移到室內(nèi)完成；60年代以后，測(cè)繪儀器的電子化和自動(dòng)化以及多種空間技術(shù)的出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了作業(yè)的電算化和自動(dòng)化，提高了測(cè)繪成果的質(zhì)量和精度，特別是近二十年來(lái)，電子水準(zhǔn)儀、電子經(jīng)緯儀、電子全站儀、自動(dòng)繪圖儀以及全球定位系統(tǒng)（GPS）和數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量等技術(shù)的發(fā)展，使傳統(tǒng)的測(cè)繪學(xué)理論和方法發(fā)生了巨大的變革。二、測(cè)量學(xué)的發(fā)展概況9田野考古技術(shù)課件10田野考古技術(shù)課件11田野考古技術(shù)課件12田野考古技術(shù)課件13田野考古技術(shù)課件14同時(shí)，測(cè)繪的對(duì)象由地球擴(kuò)展到月球和其它星球，測(cè)繪的成果也由單一的線劃圖發(fā)展到4D產(chǎn)品等多種品種并存：數(shù)字柵格圖（DRG：DigitalRasterGraphic）數(shù)字線劃圖（DLG：DigitalLineGraphic）數(shù)字正射影像圖（DOM：DigitalOrthophotoMap）數(shù)字地面模型（DEM：DigitalElevationModel）田野考古技術(shù)課件15田野考古技術(shù)課件16田野考古技術(shù)課件17三、考古測(cè)量的任務(wù)信息科學(xué)的大潮隨著“信息高速公路”、“數(shù)字地球”等概念的提出和實(shí)施，已經(jīng)滲透到各行各業(yè)，并推動(dòng)眾多的研究領(lǐng)域向縱深發(fā)展，作為空間信息載體的地圖也越來(lái)越得到了應(yīng)有的重視。地圖在考古工作中同樣有著極為重要的作用，我們進(jìn)行考古調(diào)查、發(fā)掘和綜合研究都離不開地圖，研究區(qū)域內(nèi)的各種考古遺跡、遺物、現(xiàn)象以及地理、地址、地貌、水文、生態(tài)等信息都具有各自的空間屬性，只有在地圖上才能表現(xiàn)出各自的空間特征。隨著現(xiàn)代考古學(xué)研究的深入發(fā)展，地圖在考古學(xué)研究中的應(yīng)用更為廣范，區(qū)域考古學(xué)、聚落考古學(xué)、環(huán)境考古學(xué)以及虛擬考古現(xiàn)實(shí)與考古地理信息系統(tǒng)等的研究與開發(fā)無(wú)不以地圖為基礎(chǔ)，甚至可以說(shuō)沒(méi)有地圖，大量的考古信息就會(huì)成為一堆垃圾，沒(méi)有任何研究?jī)r(jià)值。三、考古測(cè)量的任務(wù)18

考古測(cè)量課程的基本任務(wù)，是根據(jù)考古學(xué)研究的特點(diǎn)，圍繞現(xiàn)代普通測(cè)量成圖的生產(chǎn)工藝，介紹有關(guān)的測(cè)量理論、知識(shí)和作業(yè)方法。同時(shí)介紹考古研究中地形圖的使用和編制方法，使考古研究人員能夠掌握一些常規(guī)測(cè)量?jī)x器的應(yīng)用和維護(hù)，熟練地測(cè)繪、使用和編制各種地圖，了解并掌握地形圖的數(shù)字化以及地理信息系統(tǒng)方面的有關(guān)內(nèi)容，更好地開展考古學(xué)研究工作。田野考古技術(shù)課件19四、地面點(diǎn)位的確定地球的形狀與大小在測(cè)量學(xué)中，設(shè)想完全處于靜止?fàn)顟B(tài)的平均海水面，向大陸下延伸所形成的一個(gè)封閉曲面，稱為大地水準(zhǔn)面，它所圍成的形體稱為大地體，用來(lái)近似表示地球的形狀。用一個(gè)與大地水準(zhǔn)面極為近似、并可以用數(shù)學(xué)公式表示的規(guī)則球面來(lái)代替，這個(gè)規(guī)則球面的球體稱為地球橢球體。四、地面點(diǎn)位的確定20高斯平面直角坐標(biāo)系采用球心坐標(biāo)系或地理坐標(biāo)系確定的點(diǎn)位一般適用于少數(shù)高級(jí)控制點(diǎn)，而對(duì)于大量的地面點(diǎn)位來(lái)說(shuō)則顯得很不直觀，而且計(jì)算極為不便，測(cè)量的計(jì)算和繪圖最好是在平面上進(jìn)行。但是地球表面是一個(gè)不可展開的曲面，球面上的點(diǎn)需要通過(guò)地圖投影的方法化算到平面上。地圖投影的方法很多，我國(guó)采用高斯地圖投影的方法。田野考古技術(shù)課件21高斯投影的方法首先是把地球按經(jīng)線劃分成帶，稱為投影帶，每隔6°（或3°、1.5°）劃為一帶，自西向東將整個(gè)地球劃分成60個(gè)帶，帶號(hào)從首子午線開始，用阿拉伯?dāng)?shù)字表示，位于各帶中央的子午線稱為該帶的中央子午線，任意一帶中央子午線的經(jīng)度可按下式計(jì)算：L0=6×n－3（n為投影帶帶號(hào)）。田野考古技術(shù)課件22進(jìn)行高斯投影時(shí)，設(shè)想用一個(gè)圓柱面呈外切狀態(tài)套在地球上，并規(guī)定圓柱面的中心軸與赤道面重合，圓柱面與地球的交線為某一條中央子午線，將地球這一投影帶內(nèi)的圖形（距離、角度等）按照一定的數(shù)學(xué)關(guān)系投影到橫圓柱面上，然后將橫圓柱面沿母線展開成平面，就得到投影面上的相應(yīng)平面圖形。田野考古技術(shù)課件23在這個(gè)平面上，中央子午線與赤道的投影成為相互垂直的兩條直線，分別作為高斯平面直角坐標(biāo)系的縱軸（x軸）和橫軸（y軸），兩軸的交點(diǎn)O作為坐標(biāo)的原點(diǎn)，同時(shí)規(guī)定x軸向北為正，y軸向東為正。我國(guó)位于北半球，境內(nèi)x坐標(biāo)值均為正數(shù)，y坐標(biāo)值則有正有負(fù)，為了計(jì)算方便，將每個(gè)投影帶的坐標(biāo)原點(diǎn)向西平移500公里，使整個(gè)投影帶中任意一點(diǎn)的橫坐標(biāo)y都為正值。我國(guó)位于北半球，境內(nèi)x坐標(biāo)值均為正數(shù)，y坐標(biāo)值則有正有負(fù)，為24為了區(qū)分不同的6°投影帶內(nèi)的橫坐標(biāo)值，還在橫坐標(biāo)值前面加上帶號(hào)。例如某點(diǎn)的橫坐標(biāo)值為16362850米，表示該點(diǎn)位于16號(hào)投影帶內(nèi)，位于中央子午線以西500000－362750＝137150米。在高斯投影中，離中央子午線越遠(yuǎn)的點(diǎn)變形越大，為了控制變形，有時(shí)采用3°帶甚至1.5°帶進(jìn)行投影。田野考古技術(shù)課件25平面直角坐標(biāo)系在小區(qū)域內(nèi)進(jìn)行考古測(cè)量時(shí)，常把球面的投影面當(dāng)作平面看待，這樣就可以采用平面直角坐標(biāo)系來(lái)確定地面點(diǎn)在投影面上的位置。測(cè)量學(xué)中的平面直角坐標(biāo)系與解析幾何中的平面直角坐標(biāo)系基本相同，只是x軸與y軸的位置作了對(duì)調(diào)，象限編排的順序改成了順時(shí)針?lè)较?，這是因?yàn)闇y(cè)量工作中以極坐標(biāo)表示點(diǎn)位時(shí)，角度值是以北方為起始方向并按順時(shí)針?lè)较蛴?jì)算的夾角。同時(shí)，解析幾何中全部的三角公式都適用于測(cè)量學(xué)中的各種計(jì)算。田野考古技術(shù)課件26要用平面直角坐標(biāo)確定地面點(diǎn)的位置，首先要在測(cè)圖平面上把直角坐標(biāo)系的位置固定下來(lái)，即在平面上預(yù)先確定坐標(biāo)原點(diǎn)的位置和坐標(biāo)軸的方向。在考古測(cè)量工作中，如果附近沒(méi)有國(guó)家控制點(diǎn)，考慮到成面積較小，為了工作方便，可以假設(shè)坐標(biāo)系的原點(diǎn)，即選擇遺址所在地區(qū)真子午線或磁子午線為x軸，向北為正，坐標(biāo)原點(diǎn)的位置設(shè)在測(cè)區(qū)（遺址）的西南角外，使測(cè)區(qū)（遺址）內(nèi)的各點(diǎn)坐標(biāo)全部為正數(shù)。田野考古技術(shù)課件27地面上一點(diǎn)的正北方向有兩種解釋，一為指向地球北極的真子午線方向（真北），可用天文觀測(cè)的方法來(lái)確定；一為指向地球磁極的磁子午線方向（磁北），靜止的磁針?biāo)傅姆较蚓褪谴抛游缇€方向。在測(cè)量學(xué)中，這兩種方法都被用作標(biāo)定方向的依據(jù)，稱之為起始方向或基本方向線。于是在決定坐標(biāo)方向時(shí)就有兩種方法可以采用，或者使縱坐標(biāo)軸與真北方向重合，或者使縱坐標(biāo)軸與磁北方向重合。田野考古技術(shù)課件28我國(guó)目前常用的大地坐標(biāo)系1954年北京坐標(biāo)系我國(guó)20世紀(jì)50年代采用克拉索夫斯基橢球建立的坐標(biāo)系是參考坐標(biāo)系。由于大地原點(diǎn)在前蘇聯(lián)，便利用我國(guó)東北邊境呼瑪、吉拉林、東寧三個(gè)點(diǎn)與蘇聯(lián)大地網(wǎng)聯(lián)測(cè)后的坐標(biāo)作為我國(guó)天文大地網(wǎng)起算數(shù)據(jù)，然后通過(guò)天文大地網(wǎng)坐標(biāo)計(jì)算，推算出北京一點(diǎn)的坐標(biāo)，故命名為1954年北京坐標(biāo)系。后來(lái)使用這個(gè)坐標(biāo)系進(jìn)行了大量測(cè)繪工作，現(xiàn)在使用的很多地形圖都是1954年北京坐標(biāo)系的。但是這個(gè)坐標(biāo)系存在一些諸如參考橢球長(zhǎng)半軸偏長(zhǎng)，橢球基準(zhǔn)軸定向不明確，橢球面與我國(guó)境內(nèi)的大地水準(zhǔn)面不太吻合，點(diǎn)位精度不高等問(wèn)題。田野考古技術(shù)課件291980國(guó)家大地坐標(biāo)系（也稱為1980西安坐標(biāo)系）為了克服1954年北京坐標(biāo)系存在的問(wèn)題，充分發(fā)揮我國(guó)原有天文大地網(wǎng)的潛在精度，于20世紀(jì)70年代末，對(duì)原大地網(wǎng)重新進(jìn)行平差，大地原點(diǎn)選在陜西省永樂(lè)鎮(zhèn)，橢球面與我國(guó)境內(nèi)的大地水準(zhǔn)面密合最佳。平差后，其大地水準(zhǔn)面與橢球面差距在±20m之內(nèi)，邊長(zhǎng)精度為1:500000。田野考古技術(shù)課件30WGS一84坐標(biāo)系

WGS一84坐標(biāo)系是世界大地坐標(biāo)系統(tǒng)，采用WGS一84橢球。這種坐標(biāo)系的原點(diǎn)設(shè)在橢球的中心，x、y軸在橢球的赤道面內(nèi)，而且x軸通過(guò)起始子午面，z軸與橢球旋轉(zhuǎn)軸一致。所以A點(diǎn)的空間位置用三維直角坐標(biāo),表示。球心坐標(biāo)與大地坐標(biāo)之間有一定的換算關(guān)系，可以通過(guò)公式相互推算。利用GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)得到的地面點(diǎn)位置，是WGS一84坐標(biāo)。田野考古技術(shù)課件31地面點(diǎn)高程地面點(diǎn)沿鉛垂線方向到大地水準(zhǔn)面的距離稱為高程，也稱為海拔或絕對(duì)高程。大地水準(zhǔn)面通常作為高程的起始面，所以大地水準(zhǔn)面又稱為高程基準(zhǔn)面。一個(gè)點(diǎn)的高程通常以字母H加注腳標(biāo)表示，如圖中的A點(diǎn)，其高程為AA'，記為。田野考古技術(shù)課件32

我國(guó)的絕對(duì)高程是以青島港驗(yàn)潮站1950年至1956年記錄的黃海平均海水面的高度為準(zhǔn)，推算的黃海平均海水面作為我國(guó)高程起算面，并在青島市觀象山建立了水準(zhǔn)原點(diǎn)。水準(zhǔn)原點(diǎn)到驗(yàn)潮站平均海水面高程為72.289米。這個(gè)高程系統(tǒng)稱為“1956年黃海高程系”。全國(guó)各地的高程都是依此而得到的。80年代初，國(guó)家又根據(jù)1953年至1979年青島驗(yàn)潮站的觀測(cè)資料，推算出新的黃海平均海水面作為高程零點(diǎn)。由此測(cè)得青島水準(zhǔn)原點(diǎn)高程為72.2604米，稱為“1985年國(guó)家高程基準(zhǔn)”，并從1985年1月1日起執(zhí)行新的高程基準(zhǔn)。田野考古技術(shù)課件33五、地形圖的分幅與編號(hào)為了便于地形圖的測(cè)繪、使用和管理，需要將大面積的地形圖進(jìn)行統(tǒng)一的分幅，并且每張圖必須有一定大小的圖廓和一個(gè)有規(guī)律的編號(hào)。地形圖的分幅可分為矩形分幅和梯形分幅兩類。地形圖的梯形分幅就是按一定的經(jīng)差和緯差以經(jīng)緯線分別作為圖幅的邊界，由于經(jīng)線（子午線）向南北兩極收斂，由此整個(gè)圖幅呈梯形。矩形分幅是以直角坐標(biāo)格網(wǎng)線為圖幅邊界。

五、地形圖的分幅與編號(hào)34梯形分幅

(1)1:100萬(wàn)地形圖：分幅與編號(hào)是國(guó)際統(tǒng)一規(guī)定的。經(jīng)差6度，由經(jīng)度180度開始，自西向東用阿拉伯?dāng)?shù)字1至60編號(hào)；緯差4度，由赤道向兩極（至88度），用大寫英文字母A至V標(biāo)明，以兩極為中心，緯度88度的圓內(nèi)以Z標(biāo)明。南北半球的圖幅分別在編號(hào)前加S、N來(lái)區(qū)別。田野考古技術(shù)課件35(2)1:50萬(wàn)、1:20萬(wàn)、1:10萬(wàn)地形圖：1:100萬(wàn)圖幅按經(jīng)差3度、緯差2度分成4幅1:50萬(wàn)的圖幅，并加以A、B、C、D表示。甲地所在的1:50萬(wàn)比例尺地形圖的編號(hào)為：J－51－A。

1:100萬(wàn)圖幅按經(jīng)差1度、緯差40分分成36幅1:20萬(wàn)的圖幅，依次加以(01)、(02)至(36)表示。如圖中甲地所在的1:20萬(wàn)比例尺地形圖的編號(hào)為J－51－(03)。(2)1:50萬(wàn)、1:20萬(wàn)、1:10萬(wàn)地形圖：361:100萬(wàn)圖幅按經(jīng)差30分、緯差20分分成144幅1:10萬(wàn)的圖幅，其編號(hào)是在1:100萬(wàn)比例尺的圖幅編號(hào)后面依次加以001、002、至144表示。如圖中甲地所在的1:10萬(wàn)比例尺地形圖的編號(hào)為J－51－005。

舊地形圖的圖號(hào)所有數(shù)字前面都是沒(méi)有“0”的，現(xiàn)在為了計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)和檢索方便，需要使相同比例尺的地形圖圖號(hào)的字符長(zhǎng)度相同，所以有的數(shù)字前面加“0”。舊地形圖的圖號(hào)所有數(shù)字前面都是沒(méi)有“0”的，現(xiàn)在為了37(3)1:5萬(wàn)、1:2.5萬(wàn)、1:1萬(wàn)地形圖：

1:5萬(wàn)地形圖編號(hào)分1954北京坐標(biāo)系的圖幅和1980西安坐標(biāo)系圖幅兩種。

1954北京坐標(biāo)系1:5萬(wàn)地形圖圖幅編號(hào)，是將1:10萬(wàn)圖幅分成4幅1:5萬(wàn)的圖幅，分別以A、B、C、D表示，其編號(hào)是在1:10萬(wàn)比例尺的編號(hào)后加上各自的代號(hào)，如圖11中的1:5萬(wàn)地形圖圖幅編號(hào)為J－51－005－B。田野考古技術(shù)課件381980西安坐標(biāo)系1:5萬(wàn)地形圖圖幅編號(hào)，是以1:100萬(wàn)圖幅為基礎(chǔ)，將每幅百萬(wàn)比例尺的圖幅均勻分成24行、24列，共計(jì)576幅。標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)為：J51E001010，其中“J51”為百萬(wàn)圖幅編號(hào)，“E”為1:5萬(wàn)地形圖比例尺代號(hào)，“002”為該圖幅所在的行號(hào)，“010”為該圖幅所在的列號(hào)。1980西安坐標(biāo)系1:5萬(wàn)地形圖圖幅編號(hào)，是以1:1391:5萬(wàn)圖幅分成4幅1:2.5萬(wàn)的圖幅，加以1、2、3、4表示。1:10萬(wàn)圖幅分成8行、8列共64幅1:1萬(wàn)的圖幅，編號(hào)加(01)、(02)至(64)來(lái)表示。如圖5中的1:1萬(wàn)地形圖圖幅編號(hào)為：J－51－005－(24)。

(4)1:5千和1:2千地形圖：

1:1萬(wàn)圖幅分成4幅1:5千的圖幅，編號(hào)加a、b、c、d表示。1:5千圖幅分成9幅1:2千圖幅，編號(hào)加1至9表示。如甲地所在的1:2千比例尺地形圖的編號(hào)為：J－51－005－(24)－b－4。知道某地的經(jīng)緯度之后，即可以計(jì)算出該地所在各種比例尺地形圖的圖幅編號(hào)。測(cè)繪部門為了便于實(shí)際工作，專門印制了1:600萬(wàn)和1:400萬(wàn)等比例尺的圖幅接合表，查詢圖號(hào)和簡(jiǎn)單標(biāo)注等方面的使用變得極為方便。1:5萬(wàn)圖幅分成4幅1:2.5萬(wàn)的圖幅，加以1、240田野考古技術(shù)課件41矩形分幅

1:1千和1:5百等大比例尺的地形圖通常采用矩形分幅，1:2千和1:5千的地形圖有時(shí)也采用矩形分幅。一般規(guī)定在1:5千比例尺測(cè)圖時(shí)采用縱、橫坐標(biāo)各40厘米（實(shí)地為2公里）的分幅，圖幅內(nèi)分16小格，每小格的邊長(zhǎng)為10厘米。1:2千、1:1千和1:5百比例尺的圖幅縱、橫各50厘米，每幅分25小格，每小格的邊長(zhǎng)為10厘米，分幅時(shí)以整公里（或百米）坐標(biāo)為圖幅邊界?？脊胚z址測(cè)量時(shí)，為了減少圖幅和接邊，一般是根據(jù)遺址的形狀，采用任意分幅將圖形控制在一個(gè)圖幅范圍內(nèi)。矩形分幅的圖號(hào)都采用該圖廓西南角的坐標(biāo)以公里為單位來(lái)表示，如83+15。考古遺址地形圖的圖號(hào)可以根據(jù)遺址的名稱來(lái)命名，如張家坡遺址地形圖。田野考古技術(shù)課件42六、地形圖的認(rèn)識(shí)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(guò)綜合取舍，按比例縮小后用規(guī)定的符號(hào)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。正投影（也稱為等角投影）是將地面點(diǎn)沿鉛垂線方向投影到投影面上，并使投影前后圖形的角度保持不變。地形圖的內(nèi)容見各種比例尺地形圖的圖樣。六、地形圖的認(rèn)識(shí)43圖的比例尺地形圖上不可能根據(jù)各種地物的實(shí)際大小進(jìn)行描繪，而是將實(shí)地尺寸縮小到一定若干分之一來(lái)描繪。圖上某直線的長(zhǎng)度與地面上相應(yīng)線段實(shí)際的水平長(zhǎng)度之比，稱為圖的比例尺。一般用分子為1的分?jǐn)?shù)形式表示：1:500，1:10000等等。為了用圖方便，地形圖上一般還繪有直線比例尺。因?yàn)閳D紙?jiān)诓煌母蓾袂闆r下具有一定的伸縮性，舊的圖紙也有較大的變形，而且考古報(bào)告或論文中發(fā)表的圖形往往需要經(jīng)過(guò)縮小制版，這些情況下使用數(shù)字比例尺就會(huì)產(chǎn)生很大的誤差甚至無(wú)法使用，而圖紙上的直線比例尺則與圖紙一同伸縮變化，可以在各種情況下直接使用。田野考古技術(shù)課件44直線比例尺是在一段直線上截取若干相等的線段，稱為比例尺的基本單位，一般為1cm或2cm，將最左端的一段基本單位又分成十個(gè)或二十個(gè)小段。如圖所示為1:2000的直線比例尺，其基本單位為2cm，相當(dāng)于實(shí)地40米。最左的基本單位分成二十等分，即每小分劃為1mm，相當(dāng)于實(shí)地2米。為了使用方便，在直線比例尺上標(biāo)注的一般是實(shí)地長(zhǎng)度值。圖15中表示的一段距離為119米。田野考古技術(shù)課件45等高線的概念在地形圖上，顯示地貌的方法很多，目前常用的是等高線法，等高線能夠真實(shí)反映出地貌形態(tài)和地面高低起伏。等高線就是高程相等的相鄰地面點(diǎn)連結(jié)而成的閉合曲線，也就是一定高度的水平面與地面相交的曲線。田野考古技術(shù)課件46每根等高線都表示一定的地面高程，相鄰兩等高線之間的高程差稱為等高距，而且在同一幅地形圖上一般不能有兩種不同的等高距。當(dāng)比例尺一定時(shí)，等高距愈小則圖上等高線愈密，地貌顯示就愈詳細(xì)，等高距愈大則圖上等高線就愈稀，地貌顯示就愈粗略。測(cè)繪工作中等高距的選擇必須根據(jù)地形高低起伏程度、測(cè)圖比例尺的大小和測(cè)繪地形圖的目的等因素來(lái)決定。田野考古技術(shù)課件47在等高線圖上，不難發(fā)現(xiàn)盆地的等高線和山頭的等高線在外形上非常相似，只是山頭地貌是里面的等高線高程大，盆地地貌是里面的等高線高程小。為了區(qū)別這兩種地形，一般選擇在最高、最低兩條等高線的斜坡下降方向加繪一短線來(lái)表示，這種短線叫示坡線，表示坡度下降的方向。田野考古技術(shù)課件48地形圖上主要采用三種等高線來(lái)表示地貌：首曲線（基本等高線）：根據(jù)規(guī)定的基本等高距繪出的等高線。計(jì)曲線（加粗等高線）：每隔四條首曲線加粗一根等高線，并且注記該等高線的高程。計(jì)曲線的高程一般是五倍基本等高距倍數(shù)，如果等高距是1米，計(jì)曲線高程的尾數(shù)應(yīng)該是5和0；等高距是5米，計(jì)曲線高程的末兩位數(shù)應(yīng)該是00、25、50和75。間曲線（半距等高線）：按1/2基本等高距測(cè)繪的等高線，用虛線表示，顯示首曲線不能表示的比較平坦地區(qū)的地貌特征。間曲線一般不閉合。首曲線與間曲線不注記高程，可根據(jù)周圍的計(jì)曲線和高程點(diǎn)的高程注記來(lái)推算。田野考古技術(shù)課件49等高線的特性根據(jù)等高線的定義，可以歸納出等高線具有如下特性：

1.在同一等高線上各點(diǎn)的高程相等。因?yàn)榈雀呔€是水平面與地面的交線，所以等高線的這個(gè)特性是很明顯的。但是不能說(shuō)凡高程相等的點(diǎn)一定在同一條等高線上。當(dāng)水平面和兩個(gè)山頭相交時(shí)，會(huì)產(chǎn)生高程相等的兩條等高線。田野考古技術(shù)課件502.等高線是閉合曲線。任一高程的等高線必然是一條閉合曲線，由于具體地形圖圖幅范圍的局限，有的等高線可能不在同一幅圖內(nèi)閉合，但會(huì)跨越一個(gè)或多個(gè)圖幅閉合。此外，等高線也不能在圖幅中間斷開，只有遇到房屋、公路、某些工業(yè)設(shè)施及數(shù)字注記等的情況下，等高線才可以斷開。田野考古技術(shù)課件513.除了峭壁、陡坎和懸崖處以外，等高線不能相交或重合。因?yàn)椴煌叱痰乃矫媸遣粫?huì)相交的，所以，等高線一般是不會(huì)相交的。但一些特殊地貌，如峭壁、陡坎的等高線就會(huì)重疊在—起，這些地貌必須加用峭壁、陡坎符號(hào)表示。通過(guò)懸崖、洞穴的等高線，其投影才可能相交，被覆蓋的等高線應(yīng)該用虛線表示。田野考古技術(shù)課件524.等高線與山脊線、山谷線必須正交。兩條曲線正交就是過(guò)交點(diǎn)所作兩條曲線的切線相互垂直。等高線與山脊線、山谷線相交時(shí)，必須改變方向，忠實(shí)地反映地貌的特征。田野考古技術(shù)課件535.兩等高線間的水平距離稱為平距，等高線間平距的大小與地面坡度的大小成反比。在同一等高距的情況下，如果地面坡度愈小，則等高線在圖上的平距愈大；反之，如果地面坡度愈大，則等高線在圖上的平距愈小。換句話說(shuō)坡度陡的地方，等高線就密集；坡度緩的地方，等高線就稀疏。田野考古技術(shù)課件54

等高線的這些特性是互相聯(lián)系的。其中最本質(zhì)的特性是第一個(gè)特性，其他的特性是由第—個(gè)特性所決定的。在碎部測(cè)圖中，要準(zhǔn)確掌握和靈活運(yùn)用這些特性，才能用等高線準(zhǔn)確忠實(shí)地顯示出地貌的形狀。田野考古技術(shù)課件55七、地形圖在考古工作中的應(yīng)用確定地面點(diǎn)的高程確定地面點(diǎn)的高程時(shí)，假如點(diǎn)的位置恰好在圖中的等高線上，那么制需確定這根等高線的高程就可以了，如圖中的a點(diǎn)，因?yàn)榈雀呔鄅＝20米，a點(diǎn)的高程為180米。對(duì)于等高線之間的b點(diǎn)，則必須定出通過(guò)b點(diǎn)的線段mn，再確定bn占整個(gè)線段mn的比例，如圖中，bn/mn=0.4，b點(diǎn)的高程應(yīng)為：140米+0.4×20米＝148米。七、地形圖在考古工作中的應(yīng)用56確定地面點(diǎn)的經(jīng)緯度在確定A點(diǎn)的經(jīng)度時(shí)，首先通過(guò)A點(diǎn)作相同經(jīng)度連線（如圖中上下圖框內(nèi)經(jīng)度117°16'連線）的平行線，量出ma與mn的長(zhǎng)度，然后計(jì)算出ma在1'的長(zhǎng)度（mn）中所占的比例ma/mn=0.3117，最后計(jì)算出A點(diǎn)的經(jīng)度為：117°16'＋0.3117×60''＝117°16'18.7''。田野考古技術(shù)課件57確定地面點(diǎn)的坐標(biāo)類似的方法可以計(jì)算A點(diǎn)的緯度與坐標(biāo)值。只是在確定A點(diǎn)的坐標(biāo)時(shí)，應(yīng)該沿著坐標(biāo)格網(wǎng)的方向作平行線。田野考古技術(shù)課件58根據(jù)點(diǎn)的經(jīng)緯度與坐標(biāo)值在地形圖上進(jìn)行標(biāo)繪在田野調(diào)查等工作中，可以使用全球定位系統(tǒng)測(cè)量考古遺跡的經(jīng)緯度或坐標(biāo)，然后根據(jù)這些經(jīng)緯度或坐標(biāo)的數(shù)值，在地形圖上進(jìn)行標(biāo)繪。標(biāo)繪的方法與上述確定點(diǎn)位經(jīng)緯度與坐標(biāo)的方法正好相反，即根據(jù)經(jīng)緯度數(shù)值標(biāo)繪時(shí)，先分別計(jì)算出經(jīng)度與緯度的秒數(shù)在1'的小格中所占的長(zhǎng)度，然后分別在圖框上下的相應(yīng)小格中標(biāo)繪經(jīng)度值，左右的相應(yīng)小格中標(biāo)繪緯度值，最后相互連接，得到交叉點(diǎn)即可。根據(jù)坐標(biāo)標(biāo)繪時(shí)，以坐標(biāo)隔網(wǎng)為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行標(biāo)繪。田野考古技術(shù)課件59繪制地形圖上已知方向的橫斷面圖橫斷面圖在研究墓葬的封土情況、遺址沿山坡的分布特征等考古工作中很有意義，所以經(jīng)常需要根據(jù)遺址的地形圖來(lái)繪制其一定方向的橫斷面圖。為了繪制圖中MN連線的橫斷面圖，先畫直線mn平行于直線MN，再?gòu)牡匦螆D上將MN與各等高線的交點(diǎn)c、d、e…，以及MN所經(jīng)的各地形特征點(diǎn)如山頭b和鞍部s等分別向mn作垂線，得c、d…諸點(diǎn)。畫平行于mn的一組平行線，使其間隔相等，并分別標(biāo)以相應(yīng)等高線的高程。將這些平行線與各垂線的交點(diǎn)用平滑的曲線連接，就成了所作橫斷面圖。田野考古技術(shù)課件60為了繪制圖中MN連線的橫斷面圖，先畫直線mn平行于直線MN，再?gòu)牡匦螆D上將MN與各等高線的交點(diǎn)c、d、e…，以及MN所經(jīng)的各地形特征點(diǎn)如山頭b和鞍部s等分別向mn作垂線，得c、d…諸點(diǎn)。畫平行于mn的一組平行線，使其間隔相等，并分別標(biāo)以相應(yīng)等高線的高程。將這些平行線與各垂線的交點(diǎn)用平滑的曲線連接，就成了所作橫斷面圖。為了繪制圖中MN連線的橫斷面圖，先畫直線mn平行于直線MN，61編繪考古遺跡分布圖考古遺跡分布圖屬于專題地圖，除了考古遺跡的情況外，其它內(nèi)容應(yīng)該盡量簡(jiǎn)化。所以根據(jù)普通地形圖編繪遺跡分布圖時(shí)，一般會(huì)保留全部的等高線與水系，道路則根據(jù)情況而定，居民地需要進(jìn)行合并與簡(jiǎn)化，每個(gè)村莊只需保留幾條主要街道，其它與考古遺跡沒(méi)有什么關(guān)系的內(nèi)容都可以省略?？脊胚z跡需要加重表現(xiàn)，這樣才能夠主題鮮明，重點(diǎn)突出。田野考古技術(shù)課件62田野考古技術(shù)課件63七、測(cè)圖原理與測(cè)量工作概述測(cè)圖原理地圖是把地面上高低不等的點(diǎn)投影到參考橢球面上而成的，當(dāng)測(cè)區(qū)范圍較小時(shí)，可以把投影面當(dāng)成平面。平面位置測(cè)量原理，是把平面安置成水平面，將地面點(diǎn)沿鉛垂線方向投影到水平面上，得到正射投影圖，再按比例縮小。地形圖上各點(diǎn)是實(shí)地相應(yīng)點(diǎn)在水平面上正射投影的位置再用測(cè)圖的比例尺縮繪在圖紙上的，于是，測(cè)量工作中點(diǎn)位之間有如下關(guān)系：(1)測(cè)定地面上兩點(diǎn)之間的距離，是指兩點(diǎn)之間的水平距離；(2)測(cè)定兩條邊之間的夾角，是指通過(guò)角頂?shù)膬蓷l邊所作的兩個(gè)豎直平面之間的夾角，測(cè)量學(xué)中稱為水平角；(3)地面上各點(diǎn)的高程，是指各點(diǎn)沿鉛垂線方向至大地水準(zhǔn)面的距離之差，即高程之差。七、測(cè)圖原理與測(cè)量工作概述64測(cè)量工作概述

(1)測(cè)量控制在地面上從事測(cè)圖工作時(shí)，需要測(cè)定很多碎部點(diǎn)（地物點(diǎn)和地貌點(diǎn)）的平面位置和高程。由于任何一種測(cè)量工作都會(huì)產(chǎn)生不可避免的誤差，所以每次測(cè)量時(shí)都必須采取一定的程序和方法，以防止誤差的積累。在實(shí)際測(cè)量工作中是遵循“從整體到局部”，“先控制后碎部”的程序，也就是在測(cè)區(qū)內(nèi)先選擇一些有控制意義的點(diǎn)子，首先把它們的平面位置和高程精確地測(cè)定出來(lái)，然后再根據(jù)它們測(cè)定其他地面點(diǎn)。這些有控制意義的點(diǎn)子組成了測(cè)區(qū)的測(cè)量骨干，所以稱這類點(diǎn)子為控制點(diǎn)，然后再根據(jù)它們施測(cè)附近的碎部點(diǎn)。田野考古技術(shù)課件65(2)碎部測(cè)量碎部測(cè)量就是遵循“從整體到局部”、“先控制后碎部”的程序，根據(jù)鄰近控制點(diǎn)來(lái)確定碎部點(diǎn)（地貌點(diǎn)和地物點(diǎn)）對(duì)于控制點(diǎn)的關(guān)系。如果測(cè)量的目的只為獲得地面物體水平投影的位置，則稱這種測(cè)量為地物測(cè)量。碎部測(cè)量最后成果是用圖表示的；要完成這個(gè)目的有兩種不同的測(cè)量程序：其一在野外用儀器將碎部點(diǎn)與控制點(diǎn)的關(guān)系（包括距離、方向和高差）測(cè)定，并將這些數(shù)據(jù)記錄下來(lái)，再在室內(nèi)進(jìn)行繪圖，這就是一般稱為的測(cè)記法?，F(xiàn)在可以在現(xiàn)場(chǎng)直接成圖。田野考古技術(shù)課件66田野考古技術(shù)田野考古技術(shù)67內(nèi)容一、緒論二、地形圖測(cè)圖總論三、卷尺丈量與羅盤儀的使用四、地形圖測(cè)圖原理五、電子全站儀與GPS測(cè)圖六、遙感考古研究與數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量七、地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用與研究八、計(jì)算機(jī)圖形圖像學(xué)基礎(chǔ)內(nèi)容一、緒論68一、地圖的定義與分類所謂地圖，就是根據(jù)一定的數(shù)學(xué)法則，使用專門符號(hào)（包括注記和符號(hào)），經(jīng)過(guò)制圖綜合將地球表面縮繪于平面上的圖件（或以數(shù)字形式記錄在計(jì)算機(jī)儲(chǔ)存介質(zhì)中）。它能反映各種自然現(xiàn)象和社會(huì)現(xiàn)象的空間分布、聯(lián)系、變化和發(fā)展。地圖不僅是區(qū)域性學(xué)科調(diào)查研究成果的一種表達(dá)形式，而且是許多部門和學(xué)科賴以分析研究、量算數(shù)據(jù)、綜合評(píng)價(jià)、分析預(yù)報(bào)和指揮調(diào)度等的重要資料。因此在國(guó)民經(jīng)濟(jì)、軍事和科學(xué)研究中具有廣泛的應(yīng)用。一、地圖的定義與分類69地圖有數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、制圖對(duì)象和圖面整飾三個(gè)組成部分。數(shù)學(xué)基礎(chǔ)包括大地控制點(diǎn)、經(jīng)緯線網(wǎng)和比例尺。制圖對(duì)象在普通地圖上包括水系、地貌、居民地、交通線、土質(zhì)、境界線以及其它地物；在專題地圖上包括地理底圖的內(nèi)容和突出表現(xiàn)的主題要素。圖面整飾的內(nèi)容包括圖廓、圖名、圖號(hào)、圖例和圖面上文字說(shuō)明以及附加圖表等。田野考古技術(shù)課件70地圖同航空像片、衛(wèi)星像片、地景素描相比有三個(gè)基本特征：(1)具有一定的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。即按一定的地圖投影和比例尺，將地球表面上的各點(diǎn)轉(zhuǎn)化為平面上相應(yīng)的點(diǎn)使圖上的點(diǎn)位同地面上的實(shí)際物體保持對(duì)應(yīng)的關(guān)系，保證制圖對(duì)象地理位置的準(zhǔn)確性。(2)運(yùn)用符號(hào)系統(tǒng)表示事物。它不僅可以表示可見物體（現(xiàn)象），而且還能表示不可見物體（現(xiàn)象）。(3)運(yùn)用制圖綜合的方法，將地面現(xiàn)象的主要特征突出，次要細(xì)節(jié)舍去，并運(yùn)用夸大和簡(jiǎn)化的手法，使地圖內(nèi)容清晰易讀，符合用圖要求。田野考古技術(shù)課件71田野考古技術(shù)課件72普通地圖就是以同等詳細(xì)的程度表示地面各種自然現(xiàn)象和社會(huì)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象的地圖。比較全面地反映地面各種基本要素（水系、地貌、土質(zhì)、植被、居民地、交通網(wǎng)、邊界線、獨(dú)立地物等等）；可以分為地形圖和地理圖。專題地圖就是突出反映某一種或某幾種主題要素或現(xiàn)象的地圖（如交通圖、遺跡分布圖），它也可以在普通地圖的基礎(chǔ)上著重表示某個(gè)專門要素（如地質(zhì)圖、氣象圖）；可以分為自然地圖和社會(huì)經(jīng)濟(jì)地圖。其表示方法目前有范圍法、質(zhì)底法、符號(hào)法、等值線法、點(diǎn)值法和統(tǒng)計(jì)圖法等。田野考古技術(shù)課件73田野考古技術(shù)課件74二、測(cè)量學(xué)的發(fā)展概況在公元前很久，中國(guó)人為了治水，已經(jīng)會(huì)使用簡(jiǎn)單的測(cè)量工具了。17世紀(jì)之前，人們使用簡(jiǎn)單的工具，如中國(guó)的測(cè)繩、矩尺和圭表等進(jìn)行測(cè)量。約1730年，制成了第一架經(jīng)緯儀，大大促進(jìn)了三角測(cè)量的發(fā)展。18世紀(jì)發(fā)明了時(shí)鐘，解決了經(jīng)度測(cè)定的問(wèn)題。19世紀(jì)中葉創(chuàng)立了攝影測(cè)量方法，出現(xiàn)了立體坐標(biāo)量測(cè)儀。到20世紀(jì)初，發(fā)展了航空攝影測(cè)量的方法，野外的部分測(cè)量工作轉(zhuǎn)移到室內(nèi)完成；60年代以后，測(cè)繪儀器的電子化和自動(dòng)化以及多種空間技術(shù)的出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了作業(yè)的電算化和自動(dòng)化，提高了測(cè)繪成果的質(zhì)量和精度，特別是近二十年來(lái)，電子水準(zhǔn)儀、電子經(jīng)緯儀、電子全站儀、自動(dòng)繪圖儀以及全球定位系統(tǒng)（GPS）和數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量等技術(shù)的發(fā)展，使傳統(tǒng)的測(cè)繪學(xué)理論和方法發(fā)生了巨大的變革。二、測(cè)量學(xué)的發(fā)展概況75田野考古技術(shù)課件76田野考古技術(shù)課件77田野考古技術(shù)課件78田野考古技術(shù)課件79田野考古技術(shù)課件80同時(shí)，測(cè)繪的對(duì)象由地球擴(kuò)展到月球和其它星球，測(cè)繪的成果也由單一的線劃圖發(fā)展到4D產(chǎn)品等多種品種并存：數(shù)字柵格圖（DRG：DigitalRasterGraphic）數(shù)字線劃圖（DLG：DigitalLineGraphic）數(shù)字正射影像圖（DOM：DigitalOrthophotoMap）數(shù)字地面模型（DEM：DigitalElevationModel）田野考古技術(shù)課件81田野考古技術(shù)課件82田野考古技術(shù)課件83三、考古測(cè)量的任務(wù)信息科學(xué)的大潮隨著“信息高速公路”、“數(shù)字地球”等概念的提出和實(shí)施，已經(jīng)滲透到各行各業(yè)，并推動(dòng)眾多的研究領(lǐng)域向縱深發(fā)展，作為空間信息載體的地圖也越來(lái)越得到了應(yīng)有的重視。地圖在考古工作中同樣有著極為重要的作用，我們進(jìn)行考古調(diào)查、發(fā)掘和綜合研究都離不開地圖，研究區(qū)域內(nèi)的各種考古遺跡、遺物、現(xiàn)象以及地理、地址、地貌、水文、生態(tài)等信息都具有各自的空間屬性，只有在地圖上才能表現(xiàn)出各自的空間特征。隨著現(xiàn)代考古學(xué)研究的深入發(fā)展，地圖在考古學(xué)研究中的應(yīng)用更為廣范，區(qū)域考古學(xué)、聚落考古學(xué)、環(huán)境考古學(xué)以及虛擬考古現(xiàn)實(shí)與考古地理信息系統(tǒng)等的研究與開發(fā)無(wú)不以地圖為基礎(chǔ)，甚至可以說(shuō)沒(méi)有地圖，大量的考古信息就會(huì)成為一堆垃圾，沒(méi)有任何研究?jī)r(jià)值。三、考古測(cè)量的任務(wù)84

考古測(cè)量課程的基本任務(wù)，是根據(jù)考古學(xué)研究的特點(diǎn)，圍繞現(xiàn)代普通測(cè)量成圖的生產(chǎn)工藝，介紹有關(guān)的測(cè)量理論、知識(shí)和作業(yè)方法。同時(shí)介紹考古研究中地形圖的使用和編制方法，使考古研究人員能夠掌握一些常規(guī)測(cè)量?jī)x器的應(yīng)用和維護(hù)，熟練地測(cè)繪、使用和編制各種地圖，了解并掌握地形圖的數(shù)字化以及地理信息系統(tǒng)方面的有關(guān)內(nèi)容，更好地開展考古學(xué)研究工作。田野考古技術(shù)課件85四、地面點(diǎn)位的確定地球的形狀與大小在測(cè)量學(xué)中，設(shè)想完全處于靜止?fàn)顟B(tài)的平均海水面，向大陸下延伸所形成的一個(gè)封閉曲面，稱為大地水準(zhǔn)面，它所圍成的形體稱為大地體，用來(lái)近似表示地球的形狀。用一個(gè)與大地水準(zhǔn)面極為近似、并可以用數(shù)學(xué)公式表示的規(guī)則球面來(lái)代替，這個(gè)規(guī)則球面的球體稱為地球橢球體。四、地面點(diǎn)位的確定86高斯平面直角坐標(biāo)系采用球心坐標(biāo)系或地理坐標(biāo)系確定的點(diǎn)位一般適用于少數(shù)高級(jí)控制點(diǎn)，而對(duì)于大量的地面點(diǎn)位來(lái)說(shuō)則顯得很不直觀，而且計(jì)算極為不便，測(cè)量的計(jì)算和繪圖最好是在平面上進(jìn)行。但是地球表面是一個(gè)不可展開的曲面，球面上的點(diǎn)需要通過(guò)地圖投影的方法化算到平面上。地圖投影的方法很多，我國(guó)采用高斯地圖投影的方法。田野考古技術(shù)課件87高斯投影的方法首先是把地球按經(jīng)線劃分成帶，稱為投影帶，每隔6°（或3°、1.5°）劃為一帶，自西向東將整個(gè)地球劃分成60個(gè)帶，帶號(hào)從首子午線開始，用阿拉伯?dāng)?shù)字表示，位于各帶中央的子午線稱為該帶的中央子午線，任意一帶中央子午線的經(jīng)度可按下式計(jì)算：L0=6×n－3（n為投影帶帶號(hào)）。田野考古技術(shù)課件88進(jìn)行高斯投影時(shí)，設(shè)想用一個(gè)圓柱面呈外切狀態(tài)套在地球上，并規(guī)定圓柱面的中心軸與赤道面重合，圓柱面與地球的交線為某一條中央子午線，將地球這一投影帶內(nèi)的圖形（距離、角度等）按照一定的數(shù)學(xué)關(guān)系投影到橫圓柱面上，然后將橫圓柱面沿母線展開成平面，就得到投影面上的相應(yīng)平面圖形。田野考古技術(shù)課件89在這個(gè)平面上，中央子午線與赤道的投影成為相互垂直的兩條直線，分別作為高斯平面直角坐標(biāo)系的縱軸（x軸）和橫軸（y軸），兩軸的交點(diǎn)O作為坐標(biāo)的原點(diǎn)，同時(shí)規(guī)定x軸向北為正，y軸向東為正。我國(guó)位于北半球，境內(nèi)x坐標(biāo)值均為正數(shù)，y坐標(biāo)值則有正有負(fù)，為了計(jì)算方便，將每個(gè)投影帶的坐標(biāo)原點(diǎn)向西平移500公里，使整個(gè)投影帶中任意一點(diǎn)的橫坐標(biāo)y都為正值。我國(guó)位于北半球，境內(nèi)x坐標(biāo)值均為正數(shù)，y坐標(biāo)值則有正有負(fù)，為90為了區(qū)分不同的6°投影帶內(nèi)的橫坐標(biāo)值，還在橫坐標(biāo)值前面加上帶號(hào)。例如某點(diǎn)的橫坐標(biāo)值為16362850米，表示該點(diǎn)位于16號(hào)投影帶內(nèi)，位于中央子午線以西500000－362750＝137150米。在高斯投影中，離中央子午線越遠(yuǎn)的點(diǎn)變形越大，為了控制變形，有時(shí)采用3°帶甚至1.5°帶進(jìn)行投影。田野考古技術(shù)課件91平面直角坐標(biāo)系在小區(qū)域內(nèi)進(jìn)行考古測(cè)量時(shí)，常把球面的投影面當(dāng)作平面看待，這樣就可以采用平面直角坐標(biāo)系來(lái)確定地面點(diǎn)在投影面上的位置。測(cè)量學(xué)中的平面直角坐標(biāo)系與解析幾何中的平面直角坐標(biāo)系基本相同，只是x軸與y軸的位置作了對(duì)調(diào)，象限編排的順序改成了順時(shí)針?lè)较颍@是因?yàn)闇y(cè)量工作中以極坐標(biāo)表示點(diǎn)位時(shí)，角度值是以北方為起始方向并按順時(shí)針?lè)较蛴?jì)算的夾角。同時(shí)，解析幾何中全部的三角公式都適用于測(cè)量學(xué)中的各種計(jì)算。田野考古技術(shù)課件92要用平面直角坐標(biāo)確定地面點(diǎn)的位置，首先要在測(cè)圖平面上把直角坐標(biāo)系的位置固定下來(lái)，即在平面上預(yù)先確定坐標(biāo)原點(diǎn)的位置和坐標(biāo)軸的方向。在考古測(cè)量工作中，如果附近沒(méi)有國(guó)家控制點(diǎn)，考慮到成面積較小，為了工作方便，可以假設(shè)坐標(biāo)系的原點(diǎn)，即選擇遺址所在地區(qū)真子午線或磁子午線為x軸，向北為正，坐標(biāo)原點(diǎn)的位置設(shè)在測(cè)區(qū)（遺址）的西南角外，使測(cè)區(qū)（遺址）內(nèi)的各點(diǎn)坐標(biāo)全部為正數(shù)。田野考古技術(shù)課件93地面上一點(diǎn)的正北方向有兩種解釋，一為指向地球北極的真子午線方向（真北），可用天文觀測(cè)的方法來(lái)確定；一為指向地球磁極的磁子午線方向（磁北），靜止的磁針?biāo)傅姆较蚓褪谴抛游缇€方向。在測(cè)量學(xué)中，這兩種方法都被用作標(biāo)定方向的依據(jù)，稱之為起始方向或基本方向線。于是在決定坐標(biāo)方向時(shí)就有兩種方法可以采用，或者使縱坐標(biāo)軸與真北方向重合，或者使縱坐標(biāo)軸與磁北方向重合。田野考古技術(shù)課件94我國(guó)目前常用的大地坐標(biāo)系1954年北京坐標(biāo)系我國(guó)20世紀(jì)50年代采用克拉索夫斯基橢球建立的坐標(biāo)系是參考坐標(biāo)系。由于大地原點(diǎn)在前蘇聯(lián)，便利用我國(guó)東北邊境呼瑪、吉拉林、東寧三個(gè)點(diǎn)與蘇聯(lián)大地網(wǎng)聯(lián)測(cè)后的坐標(biāo)作為我國(guó)天文大地網(wǎng)起算數(shù)據(jù)，然后通過(guò)天文大地網(wǎng)坐標(biāo)計(jì)算，推算出北京一點(diǎn)的坐標(biāo)，故命名為1954年北京坐標(biāo)系。后來(lái)使用這個(gè)坐標(biāo)系進(jìn)行了大量測(cè)繪工作，現(xiàn)在使用的很多地形圖都是1954年北京坐標(biāo)系的。但是這個(gè)坐標(biāo)系存在一些諸如參考橢球長(zhǎng)半軸偏長(zhǎng)，橢球基準(zhǔn)軸定向不明確，橢球面與我國(guó)境內(nèi)的大地水準(zhǔn)面不太吻合，點(diǎn)位精度不高等問(wèn)題。田野考古技術(shù)課件951980國(guó)家大地坐標(biāo)系（也稱為1980西安坐標(biāo)系）為了克服1954年北京坐標(biāo)系存在的問(wèn)題，充分發(fā)揮我國(guó)原有天文大地網(wǎng)的潛在精度，于20世紀(jì)70年代末，對(duì)原大地網(wǎng)重新進(jìn)行平差，大地原點(diǎn)選在陜西省永樂(lè)鎮(zhèn)，橢球面與我國(guó)境內(nèi)的大地水準(zhǔn)面密合最佳。平差后，其大地水準(zhǔn)面與橢球面差距在±20m之內(nèi)，邊長(zhǎng)精度為1:500000。田野考古技術(shù)課件96WGS一84坐標(biāo)系

WGS一84坐標(biāo)系是世界大地坐標(biāo)系統(tǒng)，采用WGS一84橢球。這種坐標(biāo)系的原點(diǎn)設(shè)在橢球的中心，x、y軸在橢球的赤道面內(nèi)，而且x軸通過(guò)起始子午面，z軸與橢球旋轉(zhuǎn)軸一致。所以A點(diǎn)的空間位置用三維直角坐標(biāo),表示。球心坐標(biāo)與大地坐標(biāo)之間有一定的換算關(guān)系，可以通過(guò)公式相互推算。利用GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)得到的地面點(diǎn)位置，是WGS一84坐標(biāo)。田野考古技術(shù)課件97地面點(diǎn)高程地面點(diǎn)沿鉛垂線方向到大地水準(zhǔn)面的距離稱為高程，也稱為海拔或絕對(duì)高程。大地水準(zhǔn)面通常作為高程的起始面，所以大地水準(zhǔn)面又稱為高程基準(zhǔn)面。一個(gè)點(diǎn)的高程通常以字母H加注腳標(biāo)表示，如圖中的A點(diǎn)，其高程為AA'，記為。田野考古技術(shù)課件98

我國(guó)的絕對(duì)高程是以青島港驗(yàn)潮站1950年至1956年記錄的黃海平均海水面的高度為準(zhǔn)，推算的黃海平均海水面作為我國(guó)高程起算面，并在青島市觀象山建立了水準(zhǔn)原點(diǎn)。水準(zhǔn)原點(diǎn)到驗(yàn)潮站平均海水面高程為72.289米。這個(gè)高程系統(tǒng)稱為“1956年黃海高程系”。全國(guó)各地的高程都是依此而得到的。80年代初，國(guó)家又根據(jù)1953年至1979年青島驗(yàn)潮站的觀測(cè)資料，推算出新的黃海平均海水面作為高程零點(diǎn)。由此測(cè)得青島水準(zhǔn)原點(diǎn)高程為72.2604米，稱為“1985年國(guó)家高程基準(zhǔn)”，并從1985年1月1日起執(zhí)行新的高程基準(zhǔn)。田野考古技術(shù)課件99五、地形圖的分幅與編號(hào)為了便于地形圖的測(cè)繪、使用和管理，需要將大面積的地形圖進(jìn)行統(tǒng)一的分幅，并且每張圖必須有一定大小的圖廓和一個(gè)有規(guī)律的編號(hào)。地形圖的分幅可分為矩形分幅和梯形分幅兩類。地形圖的梯形分幅就是按一定的經(jīng)差和緯差以經(jīng)緯線分別作為圖幅的邊界，由于經(jīng)線（子午線）向南北兩極收斂，由此整個(gè)圖幅呈梯形。矩形分幅是以直角坐標(biāo)格網(wǎng)線為圖幅邊界。

五、地形圖的分幅與編號(hào)100梯形分幅

(1)1:100萬(wàn)地形圖：分幅與編號(hào)是國(guó)際統(tǒng)一規(guī)定的。經(jīng)差6度，由經(jīng)度180度開始，自西向東用阿拉伯?dāng)?shù)字1至60編號(hào)；緯差4度，由赤道向兩極（至88度），用大寫英文字母A至V標(biāo)明，以兩極為中心，緯度88度的圓內(nèi)以Z標(biāo)明。南北半球的圖幅分別在編號(hào)前加S、N來(lái)區(qū)別。田野考古技術(shù)課件101(2)1:50萬(wàn)、1:20萬(wàn)、1:10萬(wàn)地形圖：1:100萬(wàn)圖幅按經(jīng)差3度、緯差2度分成4幅1:50萬(wàn)的圖幅，并加以A、B、C、D表示。甲地所在的1:50萬(wàn)比例尺地形圖的編號(hào)為：J－51－A。

1:100萬(wàn)圖幅按經(jīng)差1度、緯差40分分成36幅1:20萬(wàn)的圖幅，依次加以(01)、(02)至(36)表示。如圖中甲地所在的1:20萬(wàn)比例尺地形圖的編號(hào)為J－51－(03)。(2)1:50萬(wàn)、1:20萬(wàn)、1:10萬(wàn)地形圖：1021:100萬(wàn)圖幅按經(jīng)差30分、緯差20分分成144幅1:10萬(wàn)的圖幅，其編號(hào)是在1:100萬(wàn)比例尺的圖幅編號(hào)后面依次加以001、002、至144表示。如圖中甲地所在的1:10萬(wàn)比例尺地形圖的編號(hào)為J－51－005。

舊地形圖的圖號(hào)所有數(shù)字前面都是沒(méi)有“0”的，現(xiàn)在為了計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)和檢索方便，需要使相同比例尺的地形圖圖號(hào)的字符長(zhǎng)度相同，所以有的數(shù)字前面加“0”。舊地形圖的圖號(hào)所有數(shù)字前面都是沒(méi)有“0”的，現(xiàn)在為了103(3)1:5萬(wàn)、1:2.5萬(wàn)、1:1萬(wàn)地形圖：

1:5萬(wàn)地形圖編號(hào)分1954北京坐標(biāo)系的圖幅和1980西安坐標(biāo)系圖幅兩種。

1954北京坐標(biāo)系1:5萬(wàn)地形圖圖幅編號(hào)，是將1:10萬(wàn)圖幅分成4幅1:5萬(wàn)的圖幅，分別以A、B、C、D表示，其編號(hào)是在1:10萬(wàn)比例尺的編號(hào)后加上各自的代號(hào)，如圖11中的1:5萬(wàn)地形圖圖幅編號(hào)為J－51－005－B。田野考古技術(shù)課件1041980西安坐標(biāo)系1:5萬(wàn)地形圖圖幅編號(hào)，是以1:100萬(wàn)圖幅為基礎(chǔ)，將每幅百萬(wàn)比例尺的圖幅均勻分成24行、24列，共計(jì)576幅。標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)為：J51E001010，其中“J51”為百萬(wàn)圖幅編號(hào)，“E”為1:5萬(wàn)地形圖比例尺代號(hào)，“002”為該圖幅所在的行號(hào)，“010”為該圖幅所在的列號(hào)。1980西安坐標(biāo)系1:5萬(wàn)地形圖圖幅編號(hào)，是以1:11051:5萬(wàn)圖幅分成4幅1:2.5萬(wàn)的圖幅，加以1、2、3、4表示。1:10萬(wàn)圖幅分成8行、8列共64幅1:1萬(wàn)的圖幅，編號(hào)加(01)、(02)至(64)來(lái)表示。如圖5中的1:1萬(wàn)地形圖圖幅編號(hào)為：J－51－005－(24)。

(4)1:5千和1:2千地形圖：

1:1萬(wàn)圖幅分成4幅1:5千的圖幅，編號(hào)加a、b、c、d表示。1:5千圖幅分成9幅1:2千圖幅，編號(hào)加1至9表示。如甲地所在的1:2千比例尺地形圖的編號(hào)為：J－51－005－(24)－b－4。知道某地的經(jīng)緯度之后，即可以計(jì)算出該地所在各種比例尺地形圖的圖幅編號(hào)。測(cè)繪部門為了便于實(shí)際工作，專門印制了1:600萬(wàn)和1:400萬(wàn)等比例尺的圖幅接合表，查詢圖號(hào)和簡(jiǎn)單標(biāo)注等方面的使用變得極為方便。1:5萬(wàn)圖幅分成4幅1:2.5萬(wàn)的圖幅，加以1、2106田野考古技術(shù)課件107矩形分幅

1:1千和1:5百等大比例尺的地形圖通常采用矩形分幅，1:2千和1:5千的地形圖有時(shí)也采用矩形分幅。一般規(guī)定在1:5千比例尺測(cè)圖時(shí)采用縱、橫坐標(biāo)各40厘米（實(shí)地為2公里）的分幅，圖幅內(nèi)分16小格，每小格的邊長(zhǎng)為10厘米。1:2千、1:1千和1:5百比例尺的圖幅縱、橫各50厘米，每幅分25小格，每小格的邊長(zhǎng)為10厘米，分幅時(shí)以整公里（或百米）坐標(biāo)為圖幅邊界?？脊胚z址測(cè)量時(shí)，為了減少圖幅和接邊，一般是根據(jù)遺址的形狀，采用任意分幅將圖形控制在一個(gè)圖幅范圍內(nèi)。矩形分幅的圖號(hào)都采用該圖廓西南角的坐標(biāo)以公里為單位來(lái)表示，如83+15。考古遺址地形圖的圖號(hào)可以根據(jù)遺址的名稱來(lái)命名，如張家坡遺址地形圖。田野考古技術(shù)課件108六、地形圖的認(rèn)識(shí)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(guò)綜合取舍，按比例縮小后用規(guī)定的符號(hào)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。正投影（也稱為等角投影）是將地面點(diǎn)沿鉛垂線方向投影到投影面上，并使投影前后圖形的角度保持不變。地形圖的內(nèi)容見各種比例尺地形圖的圖樣。六、地形圖的認(rèn)識(shí)109圖的比例尺地形圖上不可能根據(jù)各種地物的實(shí)際大小進(jìn)行描繪，而是將實(shí)地尺寸縮小到一定若干分之一來(lái)描繪。圖上某直線的長(zhǎng)度與地面上相應(yīng)線段實(shí)際的水平長(zhǎng)度之比，稱為圖的比例尺。一般用分子為1的分?jǐn)?shù)形式表示：1:500，1:10000等等。為了用圖方便，地形圖上一般還繪有直線比例尺。因?yàn)閳D紙?jiān)诓煌母蓾袂闆r下具有一定的伸縮性，舊的圖紙也有較大的變形，而且考古報(bào)告或論文中發(fā)表的圖形往往需要經(jīng)過(guò)縮小制版，這些情況下使用數(shù)字比例尺就會(huì)產(chǎn)生很大的誤差甚至無(wú)法使用，而圖紙上的直線比例尺則與圖紙一同伸縮變化，可以在各種情況下直接使用。田野考古技術(shù)課件110直線比例尺是在一段直線上截取若干相等的線段，稱為比例尺的基本單位，一般為1cm或2cm，將最左端的一段基本單位又分成十個(gè)或二十個(gè)小段。如圖所示為1:2000的直線比例尺，其基本單位為2cm，相當(dāng)于實(shí)地40米。最左的基本單位分成二十等分，即每小分劃為1mm，相當(dāng)于實(shí)地2米。為了使用方便，在直線比例尺上標(biāo)注的一般是實(shí)地長(zhǎng)度值。圖15中表示的一段距離為119米。田野考古技術(shù)課件111等高線的概念在地形圖上，顯示地貌的方法很多，目前常用的是等高線法，等高線能夠真實(shí)反映出地貌形態(tài)和地面高低起伏。等高線就是高程相等的相鄰地面點(diǎn)連結(jié)而成的閉合曲線，也就是一定高度的水平面與地面相交的曲線。田野考古技術(shù)課件112每根等高線都表示一定的地面高程，相鄰兩等高線之間的高程差稱為等高距，而且在同一幅地形圖上一般不能有兩種不同的等高距。當(dāng)比例尺一定時(shí)，等高距愈小則圖上等高線愈密，地貌顯示就愈詳細(xì)，等高距愈大則圖上等高線就愈稀，地貌顯示就愈粗略。測(cè)繪工作中等高距的選擇必須根據(jù)地形高低起伏程度、測(cè)圖比例尺的大小和測(cè)繪地形圖的目的等因素來(lái)決定。田野考古技術(shù)課件113在等高線圖上，不難發(fā)現(xiàn)盆地的等高線和山頭的等高線在外形上非常相似，只是山頭地貌是里面的等高線高程大，盆地地貌是里面的等高線高程小。為了區(qū)別這兩種地形，一般選擇在最高、最低兩條等高線的斜坡下降方向加繪一短線來(lái)表示，這種短線叫示坡線，表示坡度下降的方向。田野考古技術(shù)課件114地形圖上主要采用三種等高線來(lái)表示地貌：首曲線（基本等高線）：根據(jù)規(guī)定的基本等高距繪出的等高線。計(jì)曲線（加粗等高線）：每隔四條首曲線加粗一根等高線，并且注記該等高線的高程。計(jì)曲線的高程一般是五倍基本等高距倍數(shù)，如果等高距是1米，計(jì)曲線高程的尾數(shù)應(yīng)該是5和0；等高距是5米，計(jì)曲線高程的末兩位數(shù)應(yīng)該是00、25、50和75。間曲線（半距等高線）：按1/2基本等高距測(cè)繪的等高線，用虛線表示，顯示首曲線不能表示的比較平坦地區(qū)的地貌特征。間曲線一般不閉合。首曲線與間曲線不注記高程，可根據(jù)周圍的計(jì)曲線和高程點(diǎn)的高程注記來(lái)推算。田野考古技術(shù)課件115等高線的特性根據(jù)等高線的定義，可以歸納出等高線具有如下特性：

1.在同一等高線上各點(diǎn)的高程相等。因?yàn)榈雀呔€是水平面與地面的交線，所以等高線的這個(gè)特性是很明顯的。但是不能說(shuō)凡高程相等的點(diǎn)一定在同一條等高線上。當(dāng)水平面和兩個(gè)山頭相交時(shí)，會(huì)產(chǎn)生高程相等的兩條等高線。田野考古技術(shù)課件1162.等高線是閉合曲線。任一高程的等高線必然是一條閉合曲線，由于具體地形圖圖幅范圍的局限，有的等高線可能不在同一幅圖內(nèi)閉合，但會(huì)跨越一個(gè)或多個(gè)圖幅閉合。此外，等高線也不能在圖幅中間斷開，只有遇到房屋、公路、某些工業(yè)設(shè)施及數(shù)字注記等的情況下，等高線才可以斷開。田野考古技術(shù)課件1173.除了峭壁、陡坎和懸崖處以外，等高線不能相交或重合。因?yàn)椴煌叱痰乃矫媸遣粫?huì)相交的，所以，等高線一般是不會(huì)相交的。但一些特殊地貌，如峭壁、陡坎的等高線就會(huì)重疊在—起，這些地貌必須加用峭壁、陡坎符號(hào)表示。通過(guò)懸崖、洞穴的等高線，其投影才可能相交，被覆蓋的等高線應(yīng)該用虛線表示。田野考古技術(shù)課件1184.等高線與山脊線、山谷線必須正交。兩條曲線正交就是過(guò)交點(diǎn)所作兩條曲線的切線相互垂直。等高線與山脊線、山谷線相交時(shí)，必須改變方向，忠實(shí)地反映地貌的特征。田野考古技術(shù)課件1195.兩等高線間的水平距離稱為平距，等高線間平距的大小與地面坡度的大小成反比。在同一等高距的情況下，如果地面坡度愈小，則等高線在圖上的平距愈大；反之，如果地面坡度愈大，則等高線在圖上的平距愈小。換句話說(shuō)坡度陡的地方，等高線就密集；坡度緩的地方，等高線就稀疏。田野考古技術(shù)課件120

等高線的這些特性是互相聯(lián)系的。其中最本質(zhì)的特性是第一個(gè)特性，其他的特性是由第—個(gè)特性所決定的。在碎部測(cè)圖中，要準(zhǔn)