來源: 中國文物信息網 從2009年開始，爲實施國家文物局課題――『信陽地區先秦城址考古學調查』，我們陸續對黃國故城、城陽城等城址進行了系統的考古學調查、勘探。同時，按照課題的任務的要求，結合現代測繪技術，對此類城址的工作方法進行了探索，總結出一種 『虛擬分區』的記錄方式，對手持GPS測量在考古學調查、勘探中的應用進行了實踐與思考，積累了大遺址工作經驗。
一、課題任務與現實困境
信陽地區先秦城址尚未進行過系統的科學測繪、調查與發掘，基礎工作十分薄弱。因此，作爲完成課題的第一步，首先需要對城址進行測繪、調查、勘探，確定城址的範圍與布局，爲城址的深入研究提供基礎資料。
如何記錄勘探發現的遺存是我們遇到的棘手問題。以黃國故城爲例，面積達280萬平方米，地勢北高南低，現代建築眾多。12名探工平均每天1000個探孔左右，如何能保證有效、實時記錄勘探信息呢？
無論是採用傳統的皮尺測量，還是精準的電子全站儀測量，都不能夠準確、快捷地測繪遺存。傳統測量方法誤差大，不能快速成圖；全站儀雖然在測量精度和快速成圖方面有優勢，但需頻繁架設、轉站，攜帶也不方便。這兩種方法都不能適應大面積勘探中遺存大量出現，準確、快捷測繪的需要。
二、虛擬分區的基本方法及其應用
按【田野考古工作規程】的要求，在利用已有測繪成果和現代科技的基礎上，我們引入『虛擬分區』這一概念，使用手持GPS進行測量，達到了高效、相對準確地進行考古測繪的目的，爲今後大規模遺址的調查、勘探工作積累了經驗。這一方法的核心是建立遺址坐標系統及測量控制網。由於遺址分區也僅是圖紙上的分區，故稱『虛擬分區』。主要包括以下5點：
1.使用矢量化的大比例尺全要素地形圖；2.敷設控制點，建立遺址坐標系統；3.合理進行遺址分區，建立測量控制網；4.正確設置參數，使用手持GPS進行測量；5.使用相關軟體處理GPS數據，繪製成圖。
建立遺址坐標系統及測量控制網
全要素地形圖輔以必要的控制點即可建立虛擬分區的測量基礎。首先需敷設必要的控制點，然後將地圖矢量化，使用軟體對遺址進行分區，建立精確的測量控制網。以黃國故城爲例，我們首先建立城址的坐標系統，並與所用地圖的坐標系統關聯。總基點設在城址西南約1.1千米處，遺址分爲63個400×400米區，每個區布設10×10米的探方。
設置GPS參數
本次所用手持GPS接收機定位精度±3米，只需輸入相關參數即可實現後台坐標轉換，建立遺址坐標系統。實際應用中可參照城址矢量圖的坐標數據校正GPS實測數據，正確設置投影方式、偏移量、中央經線等參數，直至實測數據與實際數據一致或十分接近。至此，我們完成了遺址坐標系統與WGS-84坐標系統的關聯，也完成了遺址坐標系統的建立和測量前的準備工作。
調查、勘探方法
我們首先對城址進行初步調查，了解城址的保存狀況，爲勘探方案的制訂提供基礎。遺址勘探方面，城牆、城壕等長距離遺蹟，大體沿遺蹟走向，每隔10米打一組探孔，以確定其寬度；其他城內遺蹟的勘探，則採用每隔10米等距錯列布孔的方式進行普探。發現遺蹟，則加密探孔，探出其形制和走向。
記錄方法
起先，我們採用完全記錄法，第一步，每個探孔都記錄三維坐標、堆積狀況。這樣，不是每個測量點都跟遺存相關，有的遺蹟邊緣還處於兩個測量點之間。需在第二步繪製遺存分布圖時剔除與遺存無關的測量點，然後第三步是根據記錄連點成線，最終經校正才可繪製完畢。
我們經過思考與探索，採用了遺存記錄法，只有與遺存相關的探孔才記錄。這樣可略去第一步、第二步，大大提高了工作效率。爲彌補不完全記錄的缺憾，我們又引入 『標準孔』（編號爲『BK』），用以了解每個區、遺蹟及其周圍的堆積情況，基本完善了網狀記錄結構，儘量全面地記錄調查、勘探區域的堆積狀況。
測量數據標註
測量數據主要有手工標註和計算機成圖兩種方式。
1.手工標註
手工標註涉及遺址坐標系統，需將測量數據按一定換算規則計算出來。按上述分區及探方編號規則，分區號用兩位數表示，探方用四位數表示。舉例來說，BK18，遺址坐標數據爲X=318.94，Y=2088.29，換算法則及標註方式如下：分區號的十位數爲X值除以400的商數加1，個位數爲Y值除以400的商數加1，即16區。探方編號則與分區規格密切相關，編號前、後兩位爲Y值、X值除以400，分別取餘數的百位與十位數，即0831。那麼，BK18的位置可表述爲16T0831。
2.計算機成圖
計算機成圖按使用軟體的不同，方法有多種，總體來說要較上述方法簡單。我們一般將GPS所測數據導入隨機附帶的GIS OFFICE軟體，經坐標轉換後輸出爲*.dxf文件，用AutoCAD打開，將數據粘貼到城址矢量圖中。經過與手工標註校正後，即可連線成圖。
三、相關問題探討
遺址分區及探方編號
分區規格要在符合布方要求的前提下，按遺址大小及實際工作需要設置。我們採用400×400米，這是考慮了布設5×5米探方的需要。若只採用10×10米的探方規格，則分區可採用800×800米、900×900米等規格。
至於分區編號，則涉及測量數據的手工標註。還舉黃國故城BK18例，根據分區編號及坐標數據，很容易算出該點位於向北第1個區、向東第6個區。黃國故城的分區編號方式是一種被實踐證明的方便手工標註的方式。其他分區編號方式標註的位置雖然不會變，但頻繁的轉換、加減數據，極易混淆。
上述探方編號不是從零開始，需將偏移量在實際數值的基礎上加上探方規格所確定的探方邊長數。我們建議採用上述黃國故城的探方編號方式，以方便測量數據的換算及標註。
全站儀的有效使用
GPS信號如遇建築物、大面積水域，測量精度會發生較大偏差，夯土基址等重要的遺蹟現象，需要精確的定位測繪，這種情況下全站儀的優勢十分明顯。因此，重要遺蹟的測繪以及有障礙物影響測量精度的情況下，應當使用全站儀測量。
GPS精度
除參數設置外，提高GPS的精度甚爲關鍵。近年來，GPS RTK在工程中普遍應用，由於採用了載波相位動態實時差分方法，而非手持GPS的偽距測量，實時定位精度可達厘米級，攜帶也方便。2012年以來，我們也採用了GPS RTK，帶來了記錄方式的革命性變革，由於精度高，手工標註的參照作用就沒有多大意義了，省去繁瑣的計算，直接進行計算機標註，工作效率大大提高。隨著GPS RTK的價格不斷降低，在考古工作中的普及指日可待，而手持GPS在單個遺址精確考古工作中的應用範圍則會不斷降低，甚至被取代。未來，GPS RTK與全站儀相結合的測繪、記錄方式必將得到廣泛推廣、應用。
（【中國文物報】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） |
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