CN101187914A

CN101187914A - 无损探测考古方法

Info

Publication number: CN101187914A
Application number: CNA2007100508729A
Authority: CN
Inventors: 王绪本; 李海蓉; 曹礼刚; 郑文锋
Original assignee: Chengdu Univeristy of Technology
Current assignee: Chengdu Univeristy of Technology
Priority date: 2007-12-18
Filing date: 2007-12-18
Publication date: 2008-05-28

Abstract

本发明公开了一种无损探测考古方法，该方法通过多种无损探测技术采集遗址的地理信息数据和物探属性值；将探测点的物探属性值分成不同的值域段标以不同颜色，插值生成一图层；不同的探测方法依次建立对应的图层；将建立的图层保存至数据库；对同一图层探测点进行分析，探测点属性值若超出预定正常范围则为一个异常点；根据使用者的选择，将被选中的图层叠加后输出，经图像处理和模糊识别后获得遗迹所在的地理位置和轮廓。该方法通过对多种考古方法采集数据的分析和重现，形成直观的图表，能够通过对探测资料的比较和分析，更为准确地实现文物异常的圈定和勾画，无需进行遗址发掘，即可再现地下文物埋藏情况，为遗址的复原和文物的保护奠定基础。

Description

无损探测考古方法

技术领域

本发明涉及一种考古探测方法，具体的说是一种结合了地球物理探测技术和信息管理技术的无损探测考古方法。

背景技术

考古遗址的发掘，往往需要进行若干次阶段性发掘才能完成，具有一定的长期性，而且每次发掘的内容都需要及时补充到遗迹分布图中。所以遗址的发掘资料除了发掘记录外，通常是每次探测、发掘工作结束时，在现有地图或实测图上进行补充和修正新的遗迹或现象，于是一个遗址的资料就会逐渐增多。并且，因为一些资料可地理信息系统在考古研究中的应用能存在于一张或几张不同时期、不同范围的遗址分布图上(这些图的比例尺和注记格式往往不一样)，而另一些资料却在遗址的发掘报告、研究论文中在这样的情况下，所以，对一个遗址内的资料进行查询、管理和综合研究时就需要耗费大量的时间和人力。

现在随着科技考古的不断发展，无损探测考古已成为考古研究的一种先进手段和方法，它可以在不进行开挖的前提下了解地下遗址的分布和构造以及文物的埋藏情况，对文物的发掘和保护具有重大意义。通过无损探测获得的考古调查和发掘资料都具有空间属性，一个考古遗址的位置和范围可以通过空间数据(如一系列点的坐标)来表示，考古遗址内的遗迹、现象乃至每一件器物或陶片，都是在特定探方中的特定位置上，可以用准确的空间数据来表示各自的位置，这些位置数据同样是研究古代社会经济、文化和社会形态的重要资料。然而，由于无损探测考古方法多样的特性，从小尺度的探地雷达探测，高密度电阻率探测，高精度磁法探测，激发极化探测到大尺度的遥感探测等等涉及的领域非常广泛，决定了探测数据是多源、多维、多尺度的，因此各种探测数据及处理结果容易形成信息孤岛，不能综合多种方法进行相互印证和约束，导致数据管理和处理的众多弊端，很难实现对探测数据的综合解释与分析，从而降低了探测信息的有效利用率。

因此现有的考古方法存在着信息管理和研究利用效率低下，不利于将各种探测方法获得的数据进行综合考虑、比较，不利于获得更为准确的遗迹轮廓和内部结构信息，对考古文物的保护和发掘工作不利。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述不足，提出了一种无损探测考古方法，不仅可以使采集的原始物探数据直观地显示给用户，同时还可以实现多种物探方法的综合解释与分析，对考古文物的保护和发掘具有十分重要的意义。

本发明的技术方案是：

一种无损探测考古方法，包括如下步骤：

A、通过两种或两种以上无损探测方法采集被探测地的数据，将采集数据传输至计算机，所探测数据包括探测点在垂直方向投影的平面坐标和该方向上同一深度的物探属性值；

B、根据各点的物探属性值将探测点分成不同的值域，用不同的颜色表示值域范围，对各点物探属性值进行插值计算生成一个图层；

C、依照所采用的每一种探测方法，建立对应的图层；

D、将所建立的图层分别保存至数据库；

E、对各个图层进行异常点分析：对同一图层的探测点进行比较，每个图层中的物探属性值根据探测方法和被探测区域属性预设一个正常值范围，各探测点若有值超出这个范围则可将该点列为一个异常点；

F、根据使用者的选择，将被选中的图层叠加后输出，获得遗迹所在的地理位置和轮廓。

在上述技术方案的基础上可以附加下属方案：

在F步骤中，图层叠加后，进行图像处理和模糊识别，获得遗迹所在的地理位置和轮廓。

仅将具有异常点区域的局部进行图层叠加。

在A步骤中还采集探坑和测线在垂直投影方向上的轮廓线，构成一个图层，在E步骤中与无损探测方法形成的图层叠加后输出。

本发明的有益效果是：通过对多种考古方法采集数据的分析和重现，形成直观的图表，能够通过对探测资料的比较和分析，更为准确地实现文物异常的圈定和勾画，无需进行遗址发掘，即可再现地下文物埋藏情况，为遗址的复原和文物的保护奠定基础。

附图说明

图1是本发明考古方法获得的图层叠加后的示意图。

图2是实现本发明考古方法的系统的组成图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

一种无损探测考古方法，其采用的系统如图2所示。

首先对需要探测的遗迹采用探地雷达探测，高密度电阻率探测，高精度磁法探测，激发极化探测，遥感探测等方法进行探测，然后采集的数据整理后输入计算机，所采集的数据包括被测点垂直方向投影的平面坐标和该方向上同一深度的物探属性值。

其中一些探测方法的特点如下：

高密度电阻率探测法在原理上属于电阻率法的范畴，它是以岩土体的电性差异为基础，以研究在施加电场的作用下，地下传导电流的变化分布规律，它是在常规电法勘探基础上发展起来的一种新的勘探方法。通过对现有遗址考古探测的研究与应用，发现该方法对古河道有较强的探测能力，通过发掘验证也说明了高密度电阻率法对古河道的探测结果是相当可靠的。

高精度磁测是利用磁力仪观测由岩石的磁性差异引起的磁场变化的一种物探方法。由于该方法具有速度快、无损伤、成本低和效果好的优点，目前已成为地球物理考古工作中的一种常用方法。可以用于探测遗址剩磁异常为主的有一定规模的陶瓷片区和动物遗骸堆积、象牙、古河沟有机质腐化区。

探地雷达(Ground Penetrating Radar，简称GPR)是一种用于确定地下介质分布的电磁技术。它是采用高频电磁波(中心频率可从几十兆赫至几千兆赫)以宽频带短脉冲(脉冲宽度小至1～2ns)和高速采样技术(采样间隔可达小于1ns)的一种新型的物探方法。

在获得各种方法探测的物探数据后，根据各点的物探属性值将探测点分成不同的值域，用不同的颜色表示值域范围，对各点物探属性值进行插值计算生成一个图层；根据各探测方法采集获得的数据建立相应的图层，将建立的各图层保存至数据库，即物探数据库。输入已经开挖的探坑和测线的图形作为一个图层保存。在图层中规定每个图层的名称、属性及叠放顺序，使众多图层通过组合及定义相互关联，能明确、有序、清晰地表达信息。并可以在程序运行中添加、删除图层以及修改图层的属性，来控制图层间的相互关系、顺序以及图层的显示比例尺，并实现对图层的基本操作，如放大，缩小，拖动等。图层的信息可以是不断丰富的，随着系统的完善和考古分析的需要，可以不断加入新的与环境相关的地理信息图层和考古分析方法图层。

然后对各个图层进行异常点分析：对同一图层的探测点进行比较，每个图层中的物探属性值预设一个正常值范围，各探测点若有值超出这个范围则可将该点列为一个异常点。

最后根据使用者的需要，将各图层输出比较，经图像处理和模糊识别后形成遗迹可能存在的位置和轮廓。如图1所示，使用者比较高密度电阻率探测和高精度磁法探测的结果，图中的线条代表测线，阴影方格代表探坑，在探坑中分别圈出了高密度电阻率探测和高精度磁法探测获得的异常区域，表明该位置有古迹的存在。分析完单个图层的异常后，再将根据不同探测方法获得的图层进行异常分析，以得到不同的遗址信息，最后将各图层进行叠加得到完整的未发掘遗址的信息。

在本实施例中，将本发明方法所获得的探测数据及其分析结果通过创建的一个应用程序来运行或者驱动GeoMedia应用程序对象，输出遗迹所在的地理位置和轮廓。

GeoMedia软件作为一个地理信息系统软件，其主要特点体现在：1)其数据管理方式利用了最新的数据仓库管理技术，将空间图形信息和属性信息全部存放在关系型数据库管理系统中，所有信息的管理和查询处理均在关系型数据库管理系统中进行。2)提供数据集成技术，可以将多个异构数据集成在一个单独的GIS环境中，而不需数据转换。3)可以通过交互式图例控制地图的显示内容和外观，且具有高质量的图形输出。

在上述实施例的基础上，为了进一步方便判断文物所在的位置、区域，可以进一步增加下述步骤。

为了更方便确定文物保护的缓冲带的轮廓，使用者可以设定缓冲带的宽度，在异常分析完成后，可以在异常点或区域附加相应的宽度完成缓冲分析，例如点缓冲分析，线缓冲分析和面缓冲分析。在建立缓冲区时，缓冲区的宽度并不一定是相同的，可以根据要素的不同属性特征，规定不同的缓冲区宽度，以形成可变宽度的缓冲区。

进行交互解释，主要是为物探人员和考古专家提供一个相互交流的平台，根据用户对数据的理解建立相应的图层。在输出的叠加图层上，允许用户对其进行编辑从而形成一个新的交互解释图层。

依照本发明的方法可以实现专门针对探测考古的综合解释系统。具有较强的针对性和实用性，易于操作和维护，对探测考古信息的管理和解释具有实践意义。可以实现考古工作的可视化数据管理，使用方便，易掌握。高效率地对数据的录入浏览、检索查询、编辑更新、综合分析、备份恢复等功能，确保数据的共享性和独立性。实现多种探测资料的叠加管理和分析，使用户能够根据需要建立相应的解释，以实现多种数据的有机整合。提供完备的输出功能，满足用户需要的各种图形图像以及数据输出。

Claims

1.一种无损探测考古方法，包括如下步骤：

C、依照所采用的每一种探测方法，建立对应的图层；

D、将所建立的图层分别保存至数据库；

E、对各个图层进行异常点分析：对同一图层的探测点进行比较，每个图层中的物探属性值依据其探测方法和被探测区域属性预设一个正常值范围，各探测点若有值超出这个范围则可将该点列为一个异常点；

2.根据权利要求1所述的无损探测考古方法，其特征在于，在F步骤中，将被选中的图层叠加后输出，经图像处理和模糊识别后获得遗迹所在的地理位置和轮廓。

3.根据权利要求1所述的无损探测考古方法，其特征在于，将异常点所在区域的局部进行图层叠加。

4.根据权利要求1所述的无损探测考古方法，其特征在于，在A步骤中还采集探坑和测线在垂直投影方向上的轮廓线，构成一个图层，在E步骤中与无损探测方法形成的图层叠加后输出。