作者：毛锋 日期：2016-02-21 12:11:11
考古学的书不少，空间信息技术书籍丰富，考古学与空间信息技术结合的书籍稀缺，本书从理论和实践两个角度印证了空间考古学的发展与作用。本书是论述空间考古学的重要书籍之一。
本书简介：
以全球卫星导航系统、遥感技术、地理信息系统技术及虚拟现实系统为代表的“空间技术”在航空、公路、交通、天气预报、灾害预报等等方面得到了普遍的应用，产生了巨大的影响。空间信息技术在考古学中的应用无疑为考古学增添了强有力的工具。
考古学主要研究人类的历史，重点研究古代遗迹在地理、时间、空间上的关系，重点研究和分析古代遗迹及其环境所附带的大量的历史人文信息。时至今日，考古学仍然离不开手工挖掘、人工探查和一些基本工具（像洛阳铲、锹镐、毛刷、人工照相设备等），但要想对不同时期的中国古长城、京杭大运河、古代丝绸之路这样的大型线形遗址进行勘查，要对像秦始皇陵这样的大型地向墓葬进行无损的非挖掘性勘查，则需要信息技术的支持。
本书介绍了卫星技术、遥感技术、电学/磁学/地震学等相关技术在考古学中的应用；介绍了考古学建立伊始便密切相关的遗址的地理空间、时间、空间的综合性系统分析；介绍了地理信息系统在考古勘查、遗址保护规划和遗址管理等方面的信息化支撑手段；介绍了虚拟现实系统在古遗址创建模拟、时空建模与实景演示方面的先进做法与成就；还介绍了水下考古这个异常耗费人力、资金、时间，对船只、气象、水下作业、考古知识等综合要求异常严酷，但又非常重要的考古学科及实践。
以科普和专业并重的角度，介绍多种现代化及其考古学中的应用得书籍非常稀少，书中介绍的京杭大运河保护规划的前期勘察、田野考古案例、水下考古案例等，许多在科学界和考古学界具有重要的作用和影响。本书所倡导的空间技术与考古学的交叉学科空间考古学将会得到快速的发展，并一定会取得丰富的成果。
作者简介：
毛锋，清华大学教授，中国全球定位系统技术应用协会环境专业委员会主任，中国GIS协会GIS工程专业委员会副主任。主持国家”十一五”国家科技支撑计划课题”空间信息技术在大遗址保护中应用研究（以京杭大运河为例）”（2006-2010）；主持“十一五”国家科技支撑计划课题“GIS技术与VR技术在中华文明探源中应用研究”（2010-2012）；正在主持“十二五”国家科技支撑课题“GIS技术与VR技术在中华文明探源中应用研究”（2013-2015）；主持国家自然科学基金项目《基于RS/GIS的城乡空间规划辅助支持系统》，正在主持国家自然科学基金项目《土地利用变化对碳源碳汇的影响机制及低碳城乡规划方法研究》；作为项目负责人完成了《国务院南水北调中线干线建筑环境规划》项目、《大庆城市总体设计》、《南水北调中线生态文化旅游产业带规划纲要》等项目。
目录：
前言/III
推荐序/V
第1章绪论……………………………………………………003
1.1时间和空间的概念/005
1.1.1时间和空间的认知/005
1.1.2时间和空间的产生/007
1.1.3宇宙、时间与空间/010
1.2地球科学基础上时间与空间/014
1.2.1地质年代与生物进化/014
1.2.2地球大陆漂移说/016
1.2.3空间基准与空间定位/018
1.2.4时间基准与测时/019
1.3考古学的时间和空间/020
1.3.1考古学中的时间/020
1.3.2考古学中的空间/023前言/III
推荐序/V
第1章绪论……………………………………………………003
1.1时间和空间的概念/005
1.1.1时间和空间的认知/005
1.1.2时间和空间的产生/007
1.1.3宇宙、时间与空间/010
1.2地球科学基础上时间与空间/014
1.2.1地质年代与生物进化/014
1.2.2地球大陆漂移说/016
1.2.3空间基准与空间定位/018
1.2.4时间基准与测时/019
1.3考古学的时间和空间/020
1.3.1考古学中的时间/020
1.3.2考古学中的空间/023
1.3.3时间和空间的数学表达/024
1.3.4我国的考古学时空认知/025
1.4考古学与空间信息技术/028
1.4.1考古遗址的遥感探测与发现/028
1.4.2高分辨率卫星遥感考古应用/032
1.4.3GIS考古时空分析/035
1.4.4空间信息技术遗址测绘/040
第2章遥感技术及其考古应用…………………………………041
2.1遥感原理及遥感分辨率/042
2.1.1遥感技术原理/042
2.1.2遥感分辨率/045
2.1.3遥感技术获取地表空间信息的优越性/047
2.2航空遥感/048
2.2.1航空遥感的发展/049
2.2.2我国的航空遥感/049
2.2.3航空遥感的特点/050
2.3卫星遥感/052
2.3.1卫星遥感的发展/052
2.3.2国外主要的卫星遥感系列/054
2.3.3我国的的卫星遥感系列/057
2.4部分国外卫星遥感信息/061
2.4.1美国的Landsat遥感卫星系列/061
2.4.2法国的SPOT遥感卫星系列/066
2.4.3国外高分辨率卫星遥感数据/069
2.5无人机遥感/073
2.5.1无人机遥感技术/074
2.5.2无人机遥感数据获取/074
2.6遥感数据的处理技术/075
2.6.1遥感数据/076
2.6.2遥感图像的数据格式/076
2.6.3遥感图像数据处理的目的与方式/077
2.6.4遥感图像信息提取的地物要素特征/077
2.6.5计算机遥感图像处理的一般过程/078
2.6.6遥感图像数据处理软件/079
2.6.7计算机遥感图像数据处理过程/080
2.7遥感考古及其发展现状/080
2.7.1国外遥感考古及其发展现状/081
2.7.2我国的遥感考古及其发展现状/085
第3章地理信息系统、虚拟现实技术及其考古学应用………087
3.1地理信息系统的特点、作用与构成/089
3.1.1地理信息系统的特点/089
3.1.2地理信息系统的作用/090
3.1.3地理信息系统的组成/091
3.2地理信息系统的基本功能/093
3.2.1数据输入功能/093
3.2.2空间查询功能/094
3.2.3空间分析功能/095
3.2.4地图编辑与制图功能/096
3.2.5用户化系统开发功能/097
3.2.6系统维护功能/097
3.3地理信息系统的地学基础/098
3.3.1坐标系统/098
3.3.2地图投影/100
3.3.3地图图式图例/103
3.3.4地理特征分类编码/103
3.3.5地理特征属性结构/103
3.4地理信息系统的实施步骤/104
3.4.1地理信息系统的需求分析/104
3.4.2地理信息系统基础软件及数据库选择/104
3.4.3计算机网络与硬件设备/104
3.4.4地理信息系统实施方案设计/105
3.4.5地理信息系统的建立/105
3.4.6地理信息系统管理与维护/106
3.5VR技术/106
3.5.1我国VR技术的发展/106
3.5.2VR技术在考古学中的应用/108
3.6三维激光扫描技术/110
3.6.1机载激光扫描系统/110
3.6.2地面激光扫描系统/111
3.6.3三维激光扫描技术在考古学中的应用/113
3.7GIS与VR技术在考古领域的应用进展/114
3.7.1GIS与VR技术在田野考古领域的应用与进展/114
3.7.2GIS与VR技术在室内数据整理与管理领域的应用与进展/115
第4章全球卫星导航系统技术…………………………………117
4.1美国GPS等卫星系统的发展与应用/119
4.1.1美国GPS的发展及其系统构成/119
4.1.2GPS的导航定位原理/121
4.1.3GPS导航定位模式/122
4.1.4GPS的特点与应用/123
4.2俄罗斯GLONASS卫星导航系统的进展与应用/125
4.2.1前苏联时期的GLONASS系统/125
4.2.2俄罗斯对GLONASS系统的改造/126
4.2.3俄罗斯GLONASS系统的特点/127
4.3欧洲航天局CALILEO卫星导航系统进展与应用/128
4.3.1欧洲航天局的CALILEO卫星导航系统计划/128
4.3.2CALILEO系统的发展/128
4.3.3CALILEO系统的构成与特点/130
4.4中国北斗卫星导航系统的进展与应用/131
4.4.1北斗卫星导航系统（BDS）的发展历程/131
4.4.2北斗卫星导航系统（BDS）的构成与特点/133
4.4.3北斗卫星导航系统（BDS）的定位原理/133
4.4.4北斗卫星导航系统（BDS）的导航原理/134
4.5全球卫星导航系统的定位测量原理与方法/135
4.5.1全球卫星导航系统的坐标系统/135
4.5.2GNSS的时间系统/136
4.5.3GNSS系统的定位测量原理与方法/137
4.5.4GNSS定位测量的实施/139
4.5.5GNSS的高程测量方法/144
4.5.6GNSS地形图测绘方法/145
4.6全球卫星导航系统的导航原理与方法/147
4.6.1GNSS卫星导航原理/147
4.6.2GNSS测速、测时/148
4.6.3GNSS卫星导航方法/148
4.7GNSS的应用/149
4.7.1GNSS在大地控制测量中的应用/149
4.7.2GNSS在精密工程测量中的应用/149
4.7.3GNSS在航空遥感中的应用/150
4.7.4GNSS在地形图测绘中的应用/150
4.7.5GNSS在海洋测绘中的应用/151
4.7.6GNSS在交通领域的应用/151
4.7.7北斗导航系统（BDS）的应用前景/152
第5章勘探地球物理技术………………………………………153
5.1物质的磁性及磁法勘探/154
5.1.1物质与遗存的磁性/154
5.1.2磁场与物质的磁化/154
5.1.3地球磁场/155
5.1.4物质的磁性的分类/155
5.1.5磁法野外观测/157
5.1.6磁法勘探数据处理/160
5.1.7磁法勘探的资料解释/160
5.1.8地磁考古测年方法/161
5.2物质的电性及电法勘探/162
5.2.1物质与遗存的电性/162
5.2.2电阻率法勘探/163
5.2.3激发极化法/167
5.2.4自然电场法的基本原理及做法/169
5.3探地雷达勘探方法/169
5.3.1探地雷达的勘探原理/169
5.3.2岩石和古遗存的磁导率及介电常数/170
5.3.3探地雷达的野外观测与数据处理/171
5.4地震勘探方法/172
5.4.1地震勘探方法的理论基础/172
5.4.2地震勘探方法的种类与野外观测/173
5.4.3古遗存和岩石的弹性波传播速度/173
5.4.4地震勘探的分辨能力/174
5.4.5三维地震勘探方法/175
5.4.6全息地震勘探方法/175
5.5重力勘探法/176
5.5.1重力异常与物质密度/176
5.5.2重力勘探方法/177
5.6考古地球物理学的发展与应用/177
5.6.1考古地球物理学的发展/177
5.6.2我国的考古地球物理勘查发展与应用/178
第6章空间信息技术在考古调查与勘探中的应用方法………181
6.1空间信息技术在田野考古调查中的应用方法/184
6.1.1我国的考古调查工作/184
6.1.2空间信息技术在区域考古调查中的应用方法/196
6.1.3空间信息技术在遗址预测中的应用/198
6.1.4遗址测绘/202
6.1.5考古调查数据采集自动化与数字化/203
6.1.6考古调查报告与记录档案/205
6.2遥感考古勘察方法/206
6.2.1遥感考古勘察的优势/206
6.2.2航空与航天遥感考古勘察方法/207
6.3综合地球物理勘探考古方法/210
6.3.1考古综合地球物理勘探方法的种类/211
6.3.2考古综合地球物理勘探的原则/2前言前言
在今天的信息社会里，以遥感（RS）、全球卫星导航系统（GNSS）、虚拟现实（VR）、
地理信息系统（GIS）为代表的空间信息技术在国防、交通、环保、能源、防灾和科研
等领域发挥着极其重要的作用。
卫星技术以1957年苏联**个人造卫星发射为始，60余年后，太空中建立了多
个大型卫星系统，其应用深入到通信、交通、军事、科研、广播电视、天气预报和人
们日常生活的各个方面。遍布世界的地理信息系统（GIS）建立了地球上高山、丘陵、
河流、湖泊、海洋的空间地理数据库，还深入到物流、勘探、城市规划以及考古挖掘
的相关领域。目前空中运行的数以百计的地球遥感卫星、遥感飞机和遥感飞行器采集
了海量的地理、气候、资源、人类活动以及考古信息，遥感技术（RS）为人类的科研、前言
在今天的信息社会里，以遥感（RS）、全球卫星导航系统（GNSS）、虚拟现实（VR）、
地理信息系统（GIS）为代表的空间信息技术在国防、交通、环保、能源、防灾和科研
等领域发挥着极其重要的作用。
卫星技术以1957年苏联**个人造卫星发射为始，60余年后，太空中建立了多
个大型卫星系统，其应用深入到通信、交通、军事、科研、广播电视、天气预报和人
们日常生活的各个方面。遍布世界的地理信息系统（GIS）建立了地球上高山、丘陵、
河流、湖泊、海洋的空间地理数据库，还深入到物流、勘探、城市规划以及考古挖掘
的相关领域。目前空中运行的数以百计的地球遥感卫星、遥感飞机和遥感飞行器采集
了海量的地理、气候、资源、人类活动以及考古信息，遥感技术（RS）为人类的科研、
生活和环境管理提供了强有力的技术支撑。计算机技术的高速发展，使得虚拟现实系
统（VR）可以根据数据库和人工建模，产生现实空间、科幻场景、远古世界等各种两
维图像、三维空间影像和三维立体造型，帮助人们科学、直观、形象地了解、分析和
研究我们的世界。这些空间技术的综合应用，更极大地发挥了各自技术的优势，并渗
透到各个学科领域。
现代考古学是一门探查、分析、研究和发现古代人类活动规律及生活场景的重要
学科，它通过对古代文化遗存的调查、勘探、发掘，去推测、解释、还原古代社会及
古代人类活动。考古学既可能面对具有丰富文字记载和史料的近代社会的历史研究，
也需要开解无文字时期的远古社会各种情态，空间信息技术与考古学的综合应用，可
以部分还原和解释古代自然环境、古代遗迹以及古代人类的活动。正如考古学家布鲁
斯﹒G.崔格尔1所说“自*初的人类出现以来，其生理和文化上的多样性在百万年的
时间内与日俱增，这些正是世界史前史所关注的。在世界的许多地方，我们已经在解
读考古记录方面取得了长足的进步，但是在试图对现代人的扩散、食物生产的起源、
文明起源等重大问题作出解释时，仍举步维艰”。
国家“十一五”、“十二五”国家科技支撑重点项目“中华文明探源工程”，设立了“GIS
与VR技术在中华文明探源中的应用研究”的课题和“RS技术在中华文明探源中的应
用研究”课题，作者在参与上述两个课题时，得以有机会进行空间信息技术与考古学
交叉探索中华文明起源的科学研究。本书就是多年来关于空间信息技术在考古学应用
方法及其中华文明探源中应用的探索与实践的梳理和总结。
本书分为两篇共11章。上篇为“空间信息技术”，共含五章，第1章绪论主要探
讨空间信息技术应用于考古学的方法基础，主要从空间信息技术和考古学共同关注的
时间和空间的概念、学科定义与意义、尺度等基本问题，介绍了空间信息技术考古学
应用的典型案例。第2章到第5章分别介绍了遥感（RS）技术、地理信息系统（GIS）
1.布鲁斯?G?崔格尔
（BruceG.Trigger），
加拿大麦吉尔大学考古
系教授，对人类文明的
诞生具有深入的研究。
其著作《理解早期文明：
比较研究》对人类考古
学和人类文明的发展进
行了深入剖析。
绪论III
技术和虚拟现实（VR）技术、全球卫星导航系统（GNSS）技术及这些技术的发展情况。
下篇为“考古学应用方法”共有六章，第6章为空间信息技术在考古调查中的应用方法，
第7章为空间信息技术在田野考古发掘中的应用方法，第8章为空间信息技术在水下
考古中的应用方法，第9章为空间信息技术在考古资料分类整理中的应用方法，第10
章为空间信息技术在中华文明古遗址保护规划中的应用方法，第11章介绍考古地理信
息系统的需求、设计、研发与应用案例。
考古学是一门随着自然科学的发展不断发展的科学，中华文明探源是随着考古证
据的不断发现逐步前溯、持续研究的过程，RS、GIS、VR、GNSS等空间信息技术在考
古学与中华文明中的应用是重要的研究发展方向，随着空间信息技术在考古学中应用
研究的深入，空间考古学将成为一个前景广阔的新专业、新学科，本书期望能起到抛
砖引玉的作用。
空间信息技术在考古学应用方法研究，所涉专业多、学科交叉跨度大，书中疏漏、
错误在所难免，敬请专家学者批评指正。
毛锋
2015年10月22日
推荐序
《空间信息技术考古学应用方法》一书是空间信息技术应用于考古学的探索、实
践和思考，分为两篇。上篇较系统地介绍空间信息技术的原理与方法，并探讨空间信
息技术应用于考古学的方法基础。下篇阐述空间信息技术在考古学的应用，包括空间
信息技术在考古调查中的应用方法，在田野考古发掘中的应用方法，在水下考古中的
应用方法，在考古资料分类整理中的应用方法，在中华文明古遗址保护规划中的应用
方法，以及考古地理信息系统的需求、设计、研发与应用案例。
空间信息技术在考古学应用是一个前景广阔的新领域，空间信息技术与考古学的
交叉渗透或将发展为一个方兴未艾的新的学科方向：空间考古学。尽管我并不是考古
学的专家，但作为一个地学工作者，我从空间信息技术在地学中发挥的巨大作用来推想，
空间信息技术应用于考古学也一定能发挥出巨大的作用。
根据我的了解和体会，考古学与地质学也有着密切关系，有许多相通之处。考古
学是分析、研究并解释古代人类社会和发展历史的学科，其学科基础包括了地层学、
类型学和年代学等理论方法。地质学是研究地球的物质组成、内部构造、外部特征、
各层圈之间的相互作用和演变历史的学科。二者的相互学习、交叉与渗透，一定能促
进这两个学科更好地发展。
考古学与地质学的密切关系首先表现在研究目标的相关性。考古学和地质学的研
究对象都与地球有关，地质学的研究重点在整个地球表面及其内部构造的数十亿年以
来的历史，而考古学则把研究重点放在地球表面及地表下数十米范围内人类活动痕迹，
研究时间较之地质学也大为缩短。考古学与地质学的密切关系还表现在方法体系上的
相关性。考古学中的地层学就源自地质学，考古学中的类型学不仅借鉴了地质学中的
界、系、统、代、纪、世的分级分类方法，还借鉴了生物学中动物界、门、纲、目、科、
属、种的分级分类方法。考古学中的年代学则是以第四纪地质学的研究成果为基础的。
考古学与地质学还在具体研究方法上有许多相似性，都常常采用调查、地球物理勘探、
从定性到定量的分析与解释方法。
正是考古学与地质学的密切关联与相通性，使近半个世纪才发展起来的空间信息
技术，同时成为了在地质学和考古学中有广阔应用潜力和应用前景的技术方法。空间
信息技术，可在地质学和考古学研究中从定性到定量、从宏观到微观的研究中发挥巨
大作用。我们可以从本书看到大量相关论述。*后，祝贺本书通过将空间信息技术应
用于考古学的探索和实践，对发展空间信息技术与考古学交叉渗透这一新学科领域所
做出的重要贡献。
2015年10月末，于京空间信息技术，可在地质学和考古学研究中从定性到定量、从宏观到微观的研究中发挥巨大作用。我们可以从本书看到大量相关论述……本书通过将空间信息技术应用于考古学的探索和实践，对发展空间信息技术与考古学交叉渗透这一新学科领域所做出的重要贡献。
——莫宣学，中国科学院院士，地质学、岩石学家推荐序
《空间信息技术考古学应用方法》一书是空间信息技术应用于考古学的探索、实践和思考，分为两篇。上篇较系统地介绍空间信息技术的原理与方法，并探讨空间信息技术应用于考古学的方法基础。下篇阐述空间信息技术在考古学的应用，包括空间信息技术在考古调查中的应用方法，在田野考古发掘中的应用方法，在水下考古中的应用方法，在考古资料分类整理中的应用方法，在中华文明古遗址保护规划中的应用方法，以及考古地理信息系统的需求、设计、研发与应用案例。
空间信息技术在考古学应用是一个前景广阔的新领域，空间信息技术与考古学的交叉渗透或将发展为一个方兴未艾的新的学科方向：空间考古学。尽管我并不是考古学的专家，但作为一个地学工作者，我从空间信息技术在地学中发挥的巨大作用来推想，空间信息技术应用于考古学也一定能发挥出巨大的作用。
根据我的了解和体会，考古学与地质学也有着密切关系，有许多相通之处。考古学是分析、研究并解释古代人类社会和发展历史的学科，其学科基础包括了地层学、类型学和年代学等理论方法。地质学是研究地球的物质组成、内部构造、外部特征、各层圈之间的相互作用和演变历史的学科。二者的相互学习、交叉与渗透，一定能促进这两个学科更好地发展。
考古学与地质学的密切关系首先表现在研究目标的相关性。考古学和地质学的研究对象都与地球有关，地质学的研究重点在整个地球表面及其内部构造的数十亿年以来的历史，而考古学则把研究重点放在地球表面及地表下数十米范围内人类活动痕迹，研究时间较之地质学也大为缩短。考古学与地质学的密切关系还表现在方法体系上的相关性。考古学中的地层学就源自地质学，考古学中的类型学不仅借鉴了地质学中的界、系、统、代、纪、世的分级分类方法，还借鉴了生物学中动物界、门、纲、目、科、属、种的分级分类方法。考古学中的年代学则是以第四纪地质学的研究成果为基础的。考古学与地质学还在具体研究方法上有许多相似性，都常常采用调查、地球物理勘探、从定性到定量的分析与解释方法。
正是考古学与地质学的密切关联与相通性，使近半个世纪才发展起来的空间信息技术，同时成为了在地质学和考古学中有广阔应用潜力和应用前景的技术方法。空间信息技术，可在地质学和考古学研究中从定性到定量、从宏观到微观的研究中发挥巨大作用。我们可以从本书看到大量相关论述。*后，祝贺本书通过将空间信息技术应用于考古学的探索和实践，对发展空间信息技术与考古学交叉渗透这一新学科领域所做出的重要贡献。
莫宣学
2015年10月末，于京