[发明专利]一种基于考古发掘资料的遗址区早期地形三维重建方法

说明书

本发明公布了一种基于考古发掘资料的遗址区早期地形三维重建方法。其步骤如下：(1)对遗址区域进行分区分块，确定最小区域单元，并对分区进行编号，以每个最小分区单元为基本记录单位；(2)将遗迹进行分类空间标定工作，把基于发掘资料整理的遗迹的空间信息精确到分区单元格内，按照空间位置与区域单元挂接，然后统计单元格内的遗迹距地表的深度；(3)以接近发掘年代的地表为起始面，计算地下遗迹单元的深度，采用起始面高程减去发掘资料中记录的某时代遗迹距地面的高度获得；(4)最小分区单元的中心点作为高程记录点，遗迹单元的高程值作为最小分区单元的高程值，利用分散的最小分区单元的高程，推演出遗迹时代的古地表形态，建立遗址区早期地形三维模型，并实现可视化。本发明基于考古发掘资料的早期地形三维建模的方法科学有效、直观精确，不仅有助于考古发掘资料的挖掘利用，同时对于考古遗址的环境与布局研究具有很好的促进与帮助作用，对于考古发掘资料的规范化、数字化、可视化与深度挖掘具有重要的意义。

技术领域

本发明属科技考古技术领域，具体为一种利用考古发掘资料重建遗址区早期地形并进行三维可视化的新方法。

背景技术

考古发掘是考古专家了解人类历史的重要方法，是相关考古研究工作展开的基础。考古发掘资料则是考古发掘的过程记录和重要成果，科学的考古发掘资料包括文字资料、影像资料、图形资料和实物资料。前三者是对实物资料的一个整体记录，而对于某些无法保存的遗迹来讲，前三者本身就是实物资料的化身，也是考古发掘工作的核心。考古发掘具有不可逆性，一旦发掘工作完成，一切信息就只能来源于考古发掘资料，如发掘日志、记录表、探方剖面图、器物分布图等。这些考古发掘资料通常是以文档的形式存在，相对于具有时间和空间双重属性的现实世界，考古发掘资料需要进一步整理和加工，实现考古遗址的科学性、完整性认知和直观、真实再现。

对遗址进行三维数字建模是近年来发展起来的热点，它是以计算机技术和考古学理论等为支撑的实现考古发掘三维可视化的技术，能够真实再现考古现场，增强考古研究分析的直观性和准确性。这种对遗址实现三维可视化的方法常见的有三类：

第一类，基于数字摄影测量技术进行考古遗址的三维可视化。刘建国(2014)利用数字摄影测量技术和多视角三维建模软件制作出了辽宁省建昌县东大杖子M40的发掘不同部位的三维模型，生成了数字正射影像图等图件，为绘制M40的平、剖面图提供了数据；郑顺义等(2009)利用数字摄影测量中像点和三维点的对应关系,并采用人工选取构网范围、人工点选种子点的办法，实现集合的求差计算，成功实现了对某东汉墓室群的三维重建。

第二类，基于三维激光扫描进行考古遗址的三维可视化。陆珏等(2014)利用三维激光扫描技术对土遗址测绘和逆向重建中的应用及成果进行了分析和研究，并在上海广富林遗址F12房址进行了具体实践；刘江涛(2007)利用三维激光扫描技术实现了三星堆遗址、金沙遗址的部分数字考古工作；黄明伟等(2017)将三维扫描的建模方式与传统的几何造型的建模方式相结合，提出基于激光扫描的三维几何造型建模方案，实现典型中式建筑风格的文化遗址数字化建模。

第三类，基于考古发掘资料进行考古遗址的三维可视化。林冰仙等(2014)以考古发掘过程中普遍采用的手绘图件为数据源，利用探方分布图及探方图建立考古文化层三维模型，利用遗迹图建立考古遗迹三维模型，并以三维实体布尔运算方法，将两者整合，构建完整的田野考古遗址三维模型，并在湖南澧县八十垱遗址东区进行实践；杨林等(2011)提出多层DEM和QTPV的地层建模方法，结合考古地层数据源类型，以具体的钻孔数据进行了地层三维可视化验证；胡瑜(2011)基于考古探方垂直剖面数据与水平剖面数据分别建立考古地层及遗迹的三维实体模型，提出了考古地层与遗迹整合为一个完整探方模型的方案，并以湖南澧县八十垱数据东区T1-T21田野考古发掘数据为研究对象，实现了面向田野考古探方三维建模原型系统。