王子荀
200800080048
山东大学历史文化学院08考古
摘要：GIS在考古研究中的应用是现古学发展的必然趋势，科学、高效始终是考古研究所追求的目标。在此，本文欲对GIS考古研究的发展历程、研究内容及实践、未来的发展趋势做一详细总结，以增强GIS在考古研究中应用的全面认识。
关键词：考古研究 GIS 发展历程 内容及实践 发展趋势 全面认识
考古学以古代人类的各种物质遗存为研究对象，涉及人类生活的方方面面。所以这种广泛的研究内容就要求研究手段的多样性，特别是自然科学和技术要求的提升在现古学显得愈加重要。其中，GIS考古研究就是在这样的背景下勃然兴起的。众所周知，考古工作是一个从古代遗存中发掘、整理、研究古代物质文化遗存的过程，所以，GIS的应用对处理考古研究中的海量信息具有十分重的作用，从而应用到了与考古相关的各个环节。
GIS（Geograhic Information System），即地理信息系统，是一项以计算机科学为基础的数据管理、分析研究的综合技术系统。通过对空间数据的坐标、位置处理，可以实现数据的有效管理及运用，可以高效、科学的解决考古研究中的相关问题。GIS考古研究的产生于发展经历了一个从简单要复杂的过程，它今后的发展趋势也必将随着自然科学中GIS研究的深入而不断拓展，下面我们就其发展历程、应用实践和发展趋势进行全面记述。 一、GIS运用于考古研究的基础
GIS来源自然科学研究领域，在利用到考古研究的过程中，并不是偶然的结果，GIS考古研究具有其特定的研究基础。GIS基础的应用必然和现古研究实践在某些方面具有相应的切合点，从而才促使了两个学科的结合。
首先，GIS（地理信息系统，Geograhic Information System）属于空间信息系统。它是上世纪六十年代开始发展起来的地理学研究技术系统，作为计算机技术、地理、遥感、测绘、统计、规划、管理学和制图学等学科交叉运用的产物，它代表了现代计算机科学和其他学科相互渗透的发展方向。GIS 技术是以地理空间数据库为基础，在计算机软件和硬件的支持下，采用地理模型分析方法，运用系统工程和信息科学的理论，对整个或部分地球
表面（包括大气层）与地理空间分布有关的数据进行采集、管理、操作、分析、模拟和表达，为地理研究和地理决策服务提供多种空间地理信息的技术系统。GIS具有以下三个方面的特征：
第一：具有采集、管理、分析和输出多种地理空间信息的能力，具有空间和动态性；
第二：以地理研究和地理模型方法为手段，具有区域空间分析、多要素综合分析和动态预测能力、产生高层次的地理信息；
第三：由计算机系统支持进行空间地理数据管理，并由计算机程序模拟常规的或专门的地理分析方法，作用于空间数据，产生有用信息。完成人类大脑难以完成的人物。
所以，综合来说GIS是由计算机硬件、软件、地理数据和人设计的有效地获取、存贮、更新、操作、分析和显示所有地理信息的集成应用系统。数据是地理信息系统的基础和基本组成部分，包括图形数据、数据变换、数据输出和表示、用户接口等。地理信息系统是整个地球或部分区域的资源、环境数据在计算机中的缩影；严格地讲，它是反映人们赖以生存的现实世界（资源与环境）的现状与演变的各类空间数据及描述这些空间数据特征的属
性数据，在计算机软硬件的支持下，按照一定的格式输入、存储、检索、显示和综合分析应用的技术系统。随着计算机技术、空间技术和现代信息基础设施的飞速发展，GIS技术在各领域的运用不断扩大，GIS考古研究的方法也就是在这样的背景下不断发展起来的。随着现古工作的深入发展，数据采集的增多、数据采集的手段不断拓展、数据分析、模拟应用等就要求我们运用GIS进行全面处理。GIS属性和利用范围为考古应用提供了研究基础。
二、GIS考古在国内外的发展历程
GIS应用于考古研究最先始于上世纪80年代的欧美国家，随着全球化进程的不断提升，相关的科学技术在世界范围内传播与交融。从而，随着GIS技术的传入和考古研究领域的交流加深，GIS考古研究在中国迅速开展起来。tpos
现就国内外的GIS考古研究历程分别加以介绍。
1. GIS在欧美考古中的应用
GIS应用于考古学始于上世纪80年代的欧洲和北美，而相关技术的应用则可追溯到70年
代后期。纵观欧美GIS考古研究的发展，大体可分为以下三个历史阶段：
（1） 20世纪70年代末，计算机图形学、数据库和统计分析等技术开始应用于考古研究。GIS应用于考古的最早实践为蛋白质晶体1972-1982年在美国格拉尼特礁（Granite Reef）的考古项目。该项目采用了自主开发的地图处理系统MAPS建立起了3.2万平方公里区域的高程、土壤类型、降雨量和温度分布图层，以研究适合于采集狩猎和早期农业的地理环境。但是此时的考古出版物中还没有出现“GIS”这一概念，他们仅将自己的研究称为“基于计算机的制图分析系统”。
（2） 20世纪80年代，GIS在北美兴起，遗址预测成为GIS考古研究的主要研究方向。考古遗址预测模型是基于对特定区域内已知遗址进行的环境因素分析。如高程、坡度、到水系的距离、土壤类型等，出遗址分布的统计性规律和特征。然后，在这个区域的其他地方用多变量判别函数对遗址存在的可能性进行评价，给出遗址潜在的概率分布。不过，由于此时兼具计算机知识的考古学家还相对较少，且缺少相对成熟的GIS应用软件，而且采用GIS遗址预测这种偏重于从数据中寻规律的归纳程序也与当时美国考古界那种预先假定模式、再抽样验证、演绎规律的“新考古学派”学风不符，故北美区域的GIS考古研究在此阶段发展的并不是很快。 （3） 20世纪90年代，GIS开始被欧洲考古界所认识并接受，景观考古GIS分析逐渐盛行，然而当GIS考古研究在北美迅速发展的时候，欧洲考古界还缺乏对GIS技术的认识。有感于北美GIS考古研究的蓬勃发展，欧洲大学文化遗产研究中心在1993年组织召开了GIS研究的欧洲会议，并出版了具有欧洲特的论文集。与北美地区的GIS应用相比较，欧洲考古在短时间和空间上都具有优势，并且记录了详细而复杂的景观数据。丰富的景观条件促使人们更多的关注由地形、道路、祭祀性遗址、聚落模式等不同的景观元素形成的空间关系所表达的文化内涵，并运用社会、经济、政治等模型以获得空间结构性解释。1995年以后，有关GIS的学术会议频繁地召开，GIS应用于考古工作的做法也不断深入，标志着GIS在欧美考古研究中进入了一个崭新的历史阶段 。
2. GIS在中国考古中的应用
自上世纪90年代以来，随着信息技术在考古学应用领域的不断拓展，GIS在中国考古工作中也有了一定的发展。
GIS技术应用于中国考古研究，首先是着眼于区域考古调查及其相关资料的管理等实践方面。1996年6-8月间，河南省文物考古研究所与美国密苏里州立大学人类学系联合对河南
颍河上游两岸长约100千米范围内的龙山文化晚期至二里头文化时期聚落遗址的调查中，将GPS和GIS成功地运用于考古勘察之中，利用地理信息系统综合处理了各种遗址的调查资料，并且绘制了精确的聚落遗址分布图，取得了较为理想的成果恩斯特迈尔。此为中国GIS考古研究的开端。此后，GIS技术逐渐引起了国内考古家的重视，并且应用于中国考古的各个方面。如，1999年南京师范大学为长江下游地区500个考古遗址点建立起了GIS支持的资料信息管理系统；山西省文物考古研究所受国家文物局委托建立了文物信息资料中心，并着手开始建立文物普查资料地理信息管理系统；而重庆市文物局委托建设部遥感制图中心开发的《三峡工程淹没及迁建区文物保护管理信息系统（一期）》，基于GIS技术实现了文物的实物信息、历史信息、地理信息、工程信息、使用信息、法规信息及各种相关文书的管理，并实现了三峡工程淹没迁建区文物工作总貌、总体DTM及三峡工程淹没及迁建区文物原状与搬迁保护后总图的管理等；华东师范大学城市与环境考古遥感开放研究实验室通过对浙江余杭市良渚地区遗址的遥感地学分析，利用计算机图像处理软件及GIS软件编制了1:50 000比例的区域古遗址分布数字影像地图；此外，吉林大学也承担了教育部重点研究基地2002重大项目“GIS-EIS系统支持下赤峰地区环境考古学研究“的工作。这些应用实践表明，GIS技术在中国考古发掘资料管理以及相关资料的整合分析等较深层次的应用方面日臻成熟。
在实践探索的基础上，应用GIS技术开展科技考古工作的相关研究机构创设，这标志着我国GIS考古研究进入了一个新阶段。如，中国社会科学院考古研究所于1995年设立了科技考古中心，进行考古地理信息系统的开发与研究，将地理信息系统GIS引入考古学研究领域，探索GIS在考古制图、数据库管理、空间分析等方面的运用，并且承担了国家自然科学基金项目“GIS支持的山东沭河流域聚落考古研究”和中美合作项目“河南恒河流域考古地理信息系统”的研究工作。2001年成立的“遥感考古联合实验室”，由中科院遥感所、华东师范大学、中国历史博物馆联合建立，在遥感信息获取、图像处理基础上也开展了文物管理GIS研究等综合性研究。
近年来，一些关注GIS技术发展及其在考古中应用的专家学者也撰写了相关的研究文章，探讨GIS在考古研究中的应用前景。如高立兵先生在《时空解释新手段——欧美考古GIS研究的历史、现状和未来》一文，在系统介绍了欧美考古GIS研究的历史、存在问题及发展方向的基础上，进一步展望了GIS在中国考古学中应用的前景。此外，曹武兵先生也就相关问题做了相关阐释。然而，不可否认的是，由于GIS在中国考古研究中的起步较晚，目前GIS技术在中国考古工作中的应用水平与欧美等地区国家仍存在着较大差距，但是近年来的探索实践表明，GIS在中国考古研究中的应用还有一片崭新的天地。
普利斯特里三、GIS在考古研究中的应用类型
GIS技术在考古研究中的应用是多方面的，从考古数据采集到考古数据存储、再到数据的分析解释及表达的各个环节，均可运用到GIS的相关技术。纵观GIS技术在国内外考古研究中的实践，我们可以把GIS考古研究大致分为以下几种应用类型。
1. 计算机制图山东省劳动厅
空间性是考古研究的关键性特征，它涉及到考古研究在理论、方法以及实践中的各个层次。考古数据的时空性特征是GIS应用的基础，所以GIS的空间数据管理和数据分析功能在解决考古学研究空间性和多变性问题上具有重要作用。 具体来说，GIS在考古研究中的最直接的应用就是利用考古数据制图，主要包括区域遗址分布图、古水系分布图、古植被分布图、古地貌图、三位地层图等，利用GIS处理地图的优势在于它可以将考古资料分成不同的图层，如遗址、遗物、水系、地貌图等，然后根据不同的研究需要可进行图层的叠加，制成各种专题地图和综合地图。进一步深入，还可以把GIS作为管理和决策的工具，如山东沭河上游史前文化遗址分布图，既可按多种条件查询，亦可将查询结果制图输出。
2. 考古数据库建设
GIS是一种地理空间数据的数字处理技术，利用GIS不仅能够表达对地物描述性的属性信息，而且还能表达地物诸如位置、空间形态等的空间信息，用地理特征唯一ID码的机制，将空间信息与属性信息结合起来，使人们不仅知道存在什么样的信息，而且知道信息的来源与其在实践和空间上的变化。如现阶段正在发展的面向对象的数据库（Object Oriented Database）就为解决相关问题提供了一个很好的途径。另外，在GIS中，客观世界各种地里现象或空间实体被抽象成点、线、面三种基本的地理特征类型，从而实现在统一的地理空间中，去认识、理解、分析各种复杂空间现象和过程；GIS的这种数据组织方式，实现了考古遗址同其周边环境的无缝集成，对于考古研究提供了极为有利的条件。所有这些，都使得GIS成为考古数据库建立的最理想平台。
要建立考古数据库时，可以将考古遗址抽象为点，也可以抽象为面，这将根据表达的需要以及数据的可获取性和数据源的比例尺而定，如选择每一遗址的位置、文化性质、海拔高度、坡度、坡向、以至于河流之间的位置等等。目前，西方不少国家和组织正在寻求以标准的考古数据记录格式，通过基于GIS凝胶材料的网络数据库达到信息的共享；以电子出版物和虚拟考古遗址的形式在国际互联网上实现无“时差”的信息交流。
3. 考古信息系统研究与建立
考古数据库和考古信息管理系统的建立是开展各种考古分析与研究的基础。目前，考古研究和文物管理单位面对纷繁复杂并且加速积累的考古、文博资料，主要采取档案的人工管理办法，费时费力且信息安全度低，查询和表达手段更不能满足信息时代的要求。只有将GIS和MIS技术结合起来应用到考古信息管理中，才能实现对考古信息进行高效的科学管理，使考古资料的效益得到充分有效地发挥。在此方面，国内的相关工作已初步展开。如，长江三角洲地区考古信息管理系统、山东沭河上游史前文化考古信息系统等都在考古信息系统建设方面进行了相关的尝试。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议