全面认识GIS在考古研究中的应用

全面认识GIS在考古研究中的应用

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代考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1，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代考古学显得愈加重要。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2。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代考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

1鲁鹏、杨瑞霞、田燕《GIS考古研究综述与前景展望》，《中原文物》2008年第二期，第104页

2张颖岚《GIS在考古学中的应用现状及前景展望》，《西北大学学报》（哲学社会科学版）2006年11月，第36卷第六期，第94页

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。3

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。随着现代考古工作的深入发展，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。

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4：

（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，找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找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

3刘建国《地理信息系统在考古中研究中的应用》，《社会科学管理与评论》2006年第一期（总29期），第79页

4齐乌云、周成虎、王榕勋《地理信息系统在考古研究中的应用类型》，《华夏考古》2005年第二期，第108页