|
从2009年开始，为实施国家文物局课题——“信阳地区先秦城址考古学调查”，我们陆续对黄国故城、城阳城等城址进行了系统的考古学调查、勘探。同时，按照课题的任务的要求，结合现代测绘技术，对此类城址的工作方法进行了探索，总结出一种 “虚拟分区”的记录方式，对手持GPS测量在考古学调查、勘探中的应用进行了实践与思考，积累了大遗址工作经验。 一、课题任务与现实困境 信阳地区先秦城址尚未进行过系统的科学测绘、调查与发掘，基础工作十分薄弱。因此，作为完成课题的第一步，首先需要对城址进行测绘、调查、勘探，确定城址的范围与布局，为城址的深入研究提供基础资料。 如何记录勘探发现的遗存是我们遇到的棘手问题。以黄国故城为例，面积达280万平方米，地势北高南低，现代建筑众多。12名探工平均每天1000个探孔左右，如何能保证有效、实时记录勘探信息呢？ 无论是采用传统的皮尺测量，还是精准的电子全站仪测量，都不能够准确、快捷地测绘遗存。传统测量方法误差大，不能快速成图；全站仪虽然在测量精度和快速成图方面有优势，但需频繁架设、转站，携带也不方便。这两种方法都不能适应大面积勘探中遗存大量出现，准确、快捷测绘的需要。 二、虚拟分区的基本方法及其应用 按《田野考古工作规程》的要求，在利用已有测绘成果和现代科技的基础上，我们引入“虚拟分区”这一概念，使用手持GPS进行测量，达到了高效、相对准确地进行考古测绘的目的，为今后大规模遗址的调查、勘探工作积累了经验。这一方法的核心是建立遗址坐标系统及测量控制网。由于遗址分区也仅是图纸上的分区，故称“虚拟分区”。主要包括以下5点： 1.使用矢量化的大比例尺全要素地形图；2.敷设控制点，建立遗址坐标系统；3.合理进行遗址分区，建立测量控制网；4.正确设置参数，使用手持GPS进行测量；5.使用相关软件处理GPS数据，绘制成图。 建立遗址坐标系统及测量控制网 全要素地形图辅以必要的控制点即可建立虚拟分区的测量基础。首先需敷设必要的控制点，然后将地图矢量化，使用软件对遗址进行分区，建立精确的测量控制网。以黄国故城为例，我们首先建立城址的坐标系统，并与所用地图的坐标系统关联。总基点设在城址西南约1.1千米处，遗址分为63个400×400米区，每个区布设10×10米的探方。 设置GPS参数 本次所用手持GPS接收机定位精度±3米，只需输入相关参数即可实现后台坐标转换，建立遗址坐标系统。实际应用中可参照城址矢量图的坐标数据校正GPS实测数据，正确设置投影方式、偏移量、中央经线等参数，直至实测数据与实际数据一致或十分接近。至此，我们完成了遗址坐标系统与WGS-84坐标系统的关联，也完成了遗址坐标系统的建立和测量前的准备工作。 调查、勘探方法 我们首先对城址进行初步调查，了解城址的保存状况，为勘探方案的制订提供基础。遗址勘探方面，城墙、城壕等长距离遗迹，大体沿遗迹走向，每隔10米打一组探孔，以确定其宽度；其他城内遗迹的勘探，则采用每隔10米等距错列布孔的方式进行普探。发现遗迹，则加密探孔，探出其形制和走向。 记录方法 起先，我们采用完全记录法，第一步，每个探孔都记录三维坐标、堆积状况。这样，不是每个测量点都跟遗存相关，有的遗迹边缘还处于两个测量点之间。需在第二步绘制遗存分布图时剔除与遗存无关的测量点，然后第三步是根据记录连点成线，最终经校正才可绘制完毕。 我们经过思考与探索，采用了遗存记录法，只有与遗存相关的探孔才记录。这样可略去第一步、第二步，大大提高了工作效率。为弥补不完全记录的缺憾，我们又引入 “标准孔”（编号为“BK”），用以了解每个区、遗迹及其周围的堆积情况，基本完善了网状记录结构，尽量全面地记录调查、勘探区域的堆积状况。 测量数据标注 测量数据主要有手工标注和计算机成图两种方式。 1.手工标注 手工标注涉及遗址坐标系统，需将测量数据按一定换算规则计算出来。按上述分区及探方编号规则，分区号用两位数表示，探方用四位数表示。举例来说，BK18，遗址坐标数据为X=318.94，Y=2088.29，换算法则及标注方式如下：分区号的十位数为X值除以400的商数加1，个位数为Y值除以400的商数加1，即16区。探方编号则与分区规格密切相关，编号前、后两位为Y值、X值除以400，分别取余数的百位与十位数，即0831。那么，BK18的位置可表述为16T0831。 2.计算机成图 计算机成图按使用软件的不同，方法有多种，总体来说要较上述方法简单。我们一般将GPS所测数据导入随机附带的GIS OFFICE软件，经坐标转换后输出为*.dxf文件，用AutoCAD打开，将数据粘贴到城址矢量图中。经过与手工标注校正后，即可连线成图。 三、相关问题探讨 遗址分区及探方编号 分区规格要在符合布方要求的前提下，按遗址大小及实际工作需要设置。我们采用400×400米，这是考虑了布设5×5米探方的需要。若只采用10×10米的探方规格，则分区可采用800×800米、900×900米等规格。 至于分区编号，则涉及测量数据的手工标注。还举黄国故城BK18例，根据分区编号及坐标数据，很容易算出该点位于向北第1个区、向东第6个区。黄国故城的分区编号方式是一种被实践证明的方便手工标注的方式。其他分区编号方式标注的位置虽然不会变，但频繁的转换、加减数据，极易混淆。 上述探方编号不是从零开始，需将偏移量在实际数值的基础上加上探方规格所确定的探方边长数。我们建议采用上述黄国故城的探方编号方式，以方便测量数据的换算及标注。 全站仪的有效使用 GPS信号如遇建筑物、大面积水域，测量精度会发生较大偏差，夯土基址等重要的遗迹现象，需要精确的定位测绘，这种情况下全站仪的优势十分明显。因此，重要遗迹的测绘以及有障碍物影响测量精度的情况下，应当使用全站仪测量。 GPS精度 除参数设置外，提高GPS的精度甚为关键。近年来，GPS RTK在工程中普遍应用，由于采用了载波相位动态实时差分方法，而非手持GPS的伪距测量，实时定位精度可达厘米级，携带也方便。2012年以来，我们也采用了GPS RTK，带来了记录方式的革命性变革，由于精度高，手工标注的参照作用就没有多大意义了，省去繁琐的计算，直接进行计算机标注，工作效率大大提高。随着GPS RTK的价格不断降低，在考古工作中的普及指日可待，而手持GPS在单个遗址精确考古工作中的应用范围则会不断降低，甚至被取代。未来，GPS RTK与全站仪相结合的测绘、记录方式必将得到广泛推广、应用。 （《中国文物报》2012年10月26日7版 作者：作者：武志江 丁新功 河南省文物考古研究所） (责任编辑：admin) |