田野考古中的测绘技术与要点

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遗址测绘的基本内容和要求
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遗址测绘是为了获取反映遗址环境地貌特征的地形图，地形图的 内容应包括：测量控制点、等高线、居民地、工矿建（构）筑物 及其他设施、交通及附属设施、管线及附属设施、水系及附属设 施、境界、地貌和土质、植被和其他重要标志性地物等各项地物、 地貌要素以及地理名称注记等。 地形图应全面反映遗址微地貌特征和所处区域的自然、人文景观， 地形图的比例尺不能小于1：10,000。 遗址测绘必须严格遵守《中华人民共和国测绘法》的相关规定， 做好保密工作。
数字正射影像图
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公开开放卫星遥感影像
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World Wind
数字正射影像图
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公开开放卫星遥感影像
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World Wind
NASA 火星
NASA 月球
数字正射影像图
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公开开放卫星遥感影像
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Landsat Geocover 目前免费公布了Landsat-5和Landsat-7的7-4-2三个波段的数据， 用作红绿蓝三色假彩数据。 公布的数据有两套：一套拍摄时间为1990年；一套拍摄时间 为2000年。 下载地址：https://zulu.ssc.nasa.gov/mrsid，数据均有UTM坐 标。 Geocover数据也可以在World Wind中直接查看。
数字正射影像图
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卫星影像
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卫星影像采用彩色、近红外、微波等感光元件记录地表反射 的不同光谱信号，形成多波段的卫星遥感影像，包含有丰富 的数据信息。 考古测绘中常用的卫星遥感影像数据有：美国NASA的 Landsat系列卫星，商用IKONOS、QuickBird和GeoEye等高分 辨率卫星；俄罗斯的SPIN-2高分辨率卫星；法国的SPOT系 列卫星；加拿大的RADARSAT雷达成像卫星；日本的Aster 卫星；意大利COSMO-SkyMed 1卫星；中国与巴西的CBERS 资源卫星等。
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数字正射影像图
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航空照片
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我国摄制的航摄像片，像幅主要有18厘米×18厘米（旧航 片）(1:6万)和23厘米×23厘米(1:3.5万)两种。 同一航线上 两张航片有大于60％的重叠度（航向重叠）， 相邻两条航 线的航片有大于30％的重叠度（旁向重叠）。
成图比例尺 1：5000 航摄比例尺 1：10000～1：20000 影像地面分辨率（m） 0.4～0.8
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数字正射影像图
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美国Landsat(陆地卫星系列)
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专题制图仪（TM）系列（1982、1984年发射，Landsat 4、5 号星）
数字正射影像图
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美国Landsat(陆地卫星系列)
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专题制图仪（TM）系列（1982、1984年发射，Landsat 4、5 号星）
数字正射影像图
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美国Landsat(陆地卫星系列)
现代测绘仪设备
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激光测距仪
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包括迷你型激光测距仪和手持激光测距仪 迷你型激光测距仪：测量距离短，无测角功能，价格￥2,000 手持激光测距仪：测量距离远，具有复杂的测角等功能，价 格￥20,000~50,000
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现代测绘仪设备
• GPS接收机
• 手持型：精度5~10米，价格￥2,000~6,000
数字地面模型
• ASTER卫星1B数据 • 共有14个波段，其中3N和3B是一个立体影像对，空间分辨率15米，可
生成30米分辨率的DEM。
• 通过网络的方式支付，网址：http://asterweb.jpl.nasa.gov/index.asp • 幅宽为50*80公里，一景费用80美圆。
数字地面模型
数字正射影像图
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美国IKONOS
数字正射影像图
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美国QuickBird
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2001年发射。
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①全色波段：0.445－0.9μm，星下点地面分辨率为0.61米。 ②多光谱图像：有蓝(0.45－0.52μm)、绿(0.52－0.60 μm)、 红(0.63－0.69μm)、近红外(0.76－0.90μm)4个波段，地面 分辨率为2.44米。
田野考古中的测绘技术与要点
北京大学考古文博学院 2009年6月
纲要
• 田野考古测绘的主要内容
• 田野考古测绘的装备 • 田野考古测绘的资料准备 • 遗址测绘 • 田野考古调查中的测绘技术 • 田野考古发掘中的测绘技术 • 测绘资料的数字化和输出
第一章 田野考古测绘的主要内容
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地图绘制 遗址规划
• ASTER卫星1B数据
数字地面模型
• ASTER卫星1B数据
ASTER 3B
ASTER 3N
DEM
数字地面模型
• 下载SRTM数据 • 2000年发射的美国“奋进号”航天飞机通过测绘雷达获取的全球DEM
数据（地球表面覆盖达80%），有30米和90米分辨率两种。目前已公 开90米分辨率，可通过网络免费下载使用。
数字正射影像图
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公开开放卫星遥感影像
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Google Earth
数字正射影像图
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公开开放卫星遥感影像
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Google Maps
数字正射影像图
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公开开放卫星遥感影像
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World Wind
数字正射影像图
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公开开放卫星遥感影像
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World Wind
数字正射影像图
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公开开放卫星遥感影像
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World Wind
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测绘控制点
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三角点 水准点 GPS控制点
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4D产品的数字化测绘成果
数字栅格图和数字线划图
数字栅格图
数字线划图
数字栅格图和数字线划图
• 包括1:100万、1:50万、1:25万、1:10万、1:5万、1:1万基本比例尺地图。
• 1:100万~1:5万数字栅格图和数字线划图可到“国家基础地理信息中心”
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数字正射影像图
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Landsat Geocover
数字正射影像图
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Landsat Geocover
数字地面模型
• 数字地面模型（DEM）是地球表面高程的数字化形式，是田野考古测绘的
重要内容之一。
• 数字地面模型主要有两种生成方式：
• 根据等高线和高程点采用空间插值的方式生成。 • 采用立体影像对，用摄影测量的方式生成。 • 田野考古测绘也可以利用已有的数字地面模型 • 国家基础地理信息中心可购买到精度达1:50,000的DEM。 • 购买卫星影像的立体影像对生成。 • 下载免费的公开数据
• 下载地址：http://srtm.csi.cgiar.org/SELECTION/inputCoord.asp
数字地面模型
• 下载SRTM数据
数字地面模型
• 下载SRTM数据
第四章 遗址测绘
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遗址测绘的基本内容和要求 建立遗址三维测绘坐标系统 大型遗址的分区规划 碎部测量 利用大比例尺数字栅格/线划图测绘 利用航空/卫星遥感影像测绘
• 后处理差分型：精度0.1~0.5米，价格￥10,000
• 测地型：精度0.01~0.03米，价格￥3*30,000
• RTK型：精度小于0.01米，价格￥300,000
现代测绘仪设备
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3D激光扫描仪
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中近景三维激光扫描，价格￥300,000 远景三维激光扫描，价格￥1,000,000
现代测绘仪设备
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增强专题制图仪（ETM+）系列（1999年发射，Landsat 7号 星）
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ETM+的1-5和7波段仍然保持30×30米的空间分辨率。热 红外波段为60×60米的地面分辨率。覆盖范围183公里 ×170公里。 增加15×15米地面分辨率的全色波段(0.52－0.90)。 三种水平的数据：Level 0R原始数据，未作辐射校正(每景 不多于500美金)。Level 1R为已作辐射校正的数据。Level 1G为经辐射和几何校正的数据。Level 1R和1G更贵。
数字正射影像图
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田野考古测绘使用的数字正摄影像包括各种比例尺的航空遥感照 片和卫星遥感影像两类。
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航空遥感照片具有分辨率高 ，发展历史较久的优点，但缺点是照 片投影变形较大，包含信息量有限；卫星遥感影像则包含信息量 丰富，投影变形小，拍摄时新性强。 无论是航空遥感照片还是卫星遥感影像都需要精确的校正和配准， 形成数字正射影像。
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数字正射影像图
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美国Landsat(陆地卫星系列)
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增强专题制图仪（ETM+）系列（1999年发射，Landsat 7号 星）
数字正射影像图
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法国SPOT
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最早的SPOT-1卫星于1986年发射。 最新的SPOT系列卫星为SPOT-5，2001年发射。
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①全色波段： 0.49－0.69μm，地面分辨率为2.5～5米。 ②多光谱图像：有蓝(0.43－0.47μm)、绿(0.49－0.61μm)、 红(0.61－0.68μm)、近红外(0.78－0.89μm)4个波段，地面 分辨率为10米。
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传统测绘仪器设备
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罗盘、水准器、卷尺 平板仪 水准仪
现代测绘仪器设备
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电子全站仪 激光测距仪 GPS接收机 3D激光扫描仪 航空模型+近景摄影测量软件
传统测绘仪器设备
现代测绘仪设备
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电子全站仪
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包括红外激光(IR)和可见激光(RL)两种测量模式，价格￥50,000~100,000 田野考古测绘中常用功能包括:距离测量、坐标测量、后方交会和探方放样 全站仪均人工设定水平角
• 地层堆积和遗迹现象的测绘
地图绘制
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线绘地形图
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数字地面模型
遗址规划
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建立三维测绘坐标系统 对遗址进行适当的分区
地层堆积和遗迹现象的测绘
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发掘区遗迹单位平面图
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遗迹单位平、剖面图
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佛像 、石窟寺测绘
传统方法测绘
三维激光扫描测绘
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古代建筑
传统方法测绘
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古代建筑
摄影测量方法测绘
第二章 田野考古测绘的装备
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数字正射影像图
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美国QuickBird
数字正射影像图
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美国GeoEye-1
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2008年发射。
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①全色波段：0.45－0.8μm，星下点地面分辨率为0.41米。 ②多光谱图像：有蓝(0.45－0.51μm)、绿(0.51－0.58 μm)、 红(0.655－0.69μm)、近红外(0.78－0.92μm)4个波段，地面 分辨率为1.65米。
1 0.61
0.41
230 285
650
数字正射影像图
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公开开放卫星遥感影像
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Google Earth
•Leabharlann Baidu
http://earth.google.com/
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Google Maps
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http://maps.google.com
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World Wind
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http://worldwind.arc.nasa.gov/
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数字正射影像图
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美国GeoEye-1
数字正射影像图
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田野考古测绘常用卫星影像报价
数据源 TM/ETM SPOT-5
幅宽（公里） 185 60
最高地面分辨率（米） 30/15 2.5
单价（元/平方公里） 0.0146 17.17
IKONOS QuickBird
GeoEye-1
11 16.5
15.2
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航空模型+近景摄影测量软件
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航模需配备陀螺仪等稳定设备，价格￥70,000~100,000 测量软件，价格￥200,000 另需配备专业照相机
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第三章 田野考古测绘的资料准备
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田野考古测绘可充分利用各类已有资料：
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测绘控制点 数字栅格图（DRG：Digital Raster Graphic ） 数字线划图（DLG：Digital Line Graphic ） 数字正射影像图（DOM：Digital Orthophoto Map ） 数字地面模型（DEM：Digital Elevation Model ）
1：10000
1：25000 1：50000
1：20000～1：40000
1：25000～1：60000 1：35000～1：80000
0.8～1.6
1.0～2.4 1.4～3.2
数字正射影像图
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航空照片
18*18厘米航空照片
23*23厘米航空照片
数字正射影像图
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航空照片
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航片可到“国家基础地理信息中心”或省级测绘部门购买。 购买时需同时索取相机焦距、框标参数、拍摄高度等相关航 片相机指数，以便于进行照片的正射校正。 如需生成等高线和数字地面模型，还需同时购买同景航片的 影像对。
（北京市海淀区紫竹院百胜村1号）购买，1:1万地图需到省级测绘部门购 买。
• 1:100万~1:25万比例尺地图采用的是WGS84（经纬度）大地坐标系，1:10
万~1:1万比例尺地图采用的是北京54或西安80坐标系。
• 1:400万的数字线划图已免费公开，用户可到“国家基础地理信息系统”网
站下载，包括国界、省界、地市级以上居民地、三级以上河流、主要公路 和主要铁路。下载地址是http://nfgis.nsdi.gov.cn/nfgis/chinese/c_xz.htm
数字正射影像图
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法国SPOT
数字正射影像图
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美国IKONOS
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1999年发射，2000年投入使用。
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①全色影像 (0.45－0.90μm)，星下点地面分辨率为 l米。 ②多光谱影像地面分辨率 4米：
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• 波段1：0.45－0.53μm • 波段2：0.52－0.61μm • 波段3：0.64－0.72μm • 波段4：0.77－0.88μm 。