GIS制作考古遗址位置示意图初探

考古遗存的空间定位是进行相关考古学研究和阐释的重要前提，因此遗址位置图往往作为各类考古报告的“第一张图”。由于考古遗址位置图是直观展示考古遗址人文地理环境的重要方式，因此，如何在位置图中尽可能全面地展示考古遗址的区域环境是考古遗址位置图需要解决的首要任务之一。

一、前言

传统的遗址位置图绘制方法，大多是以公开出版的地图为底版，运用描摹的方式进行清绘（图一）。这类位置图存在以下几个方面的问题：

一是遗址位置标注不精确。由于遗址位置是通过周临地理参照物进行添加，因此往往存在较大误差。

二是地图尺寸不准确。由于地图底版比例尺已经固定，绘制时如需更大比例尺就需要对底版地图进行缩放。在此过程中受图像分辨率影响，绘制出的各类图件元素形状和位置容易出现偏差。

三是地图定制程度较差，对于遗址地理环境信息展示不全面。使用底版地图绘制遗址位置图，其图面内容受底版限制，无法额外添加。 

图一 传统遗址位置示意图^[1]

地理信息系统（GIS）是分析和处理各类地理空间数据的重要工具，在考古学调查、发掘及研究中具有广阔的应用前景，在考古制图中具有得天独厚的优势。同时随着近些年彩版考古出版物的日益普及，为考古位置图的制作提供了更多选择。与传统制图方法相比，GIS制图均使用地理信息数据进行绘制，其定制程度较高、位置表达较为准确、制作流程更加便捷、图面信息更加详细、展示方式更加多样。因此，本文结合部分示例，简要介绍GIS制作考古遗址位置图的方法。

二、常见的遗址位置图制作方法

遗址位置图实际上包括表示遗址地理位置的标记点以及与遗址相关的地理信息要素，即地图上的行政边界、居民点、道路交通、河流水系、地形地势等。上述要素在GIS都能以点、线、面形式的矢量要素进行表示，地形地势、地貌、地表植被覆盖情况等也可以使用栅格数据进行表示。使用GIS制作位置图实际上就是将上述自然人文地理要素进行叠加。在制作遗址位置图时，一般根据实际需要选取相关的要素进行组合。与遗址相关的这些地理要素可以称为遗址位置图的“底图”。

在“全国地理信息资源目录服务系统”（https://www.webmap.cn）上可以免费获取1：25万全国基础地理数据库，其中包括水系、居民点、交通、地名及注记的点线面数据，覆盖全国陆地范围和包括台湾岛、海南岛、钓鱼岛、南海诸岛在内的主要岛屿及其临近海域，共816幅。地理空间参考采用2000国家大地坐标系，1985国家高程基准，经纬度坐标。整套数据通过地图保密技术进行了空间位置精度和属性内容的保密技术处理，其空间位置精度和属性内容符合《公开地图内容表示若干规定》《公开地图内容表示补充规定》和《基础地理信息公开表示内容的规定》^[2]（图二）。

图二 全国地理信息资源目录服务系统网站

中国科学院计算机网络科学中心主办的“地理空间数据云”（https://www.gscloud.cn/）可以免费下载SRTMDEM 90M、ASTER GDEM 30M、SRTMDEMUTM 90M 、GDEMV2 30M等数字高程模型，以及Sentinel、Landsat等卫星数据。这些数据空间参考一般采用WGS1984坐标系（图三）。

图三 地理空间数据云网站界面

上述两个网站数据空间参考坐标系略有不同，叠加之后会导致细微偏移，但基本可以忽略不计，可以满足制作一般考古遗址位置图的需要。

（一）以数字高程模型作为底图制作遗址位置图

使用数字高程模型制作遗址位置图，主要通过GIS软件的栅格渲染功能将数字高程渲染成用色彩表示的地形图，再添加道路、河流等数据。

以ArcGIS中的ArcMap软件为例，在ArcMap中添加下载的目标区域数字高程模型，并选取合适色带（图四、图五）。为使地形表现更具立体感，可以先使用ArcGIS地理工具箱中的“3D Analyst-栅格表面-山体阴影”工具生成数字高程模型的山体阴影（图六、图七）。将生成的山体阴影图层置于DEM的下方，在DEM和山体阴影的“属性”中分别调整DEM图层的透明度、亮度、对比度等效果，直至满意为止（图八、图九）。

图四 ArcMap加载DEM效果图

图五 调整DEM色带

图六 生成山体阴影

图七 山体阴影效果图

 图八 调整DEM及山体阴影显示效果

图九 DEM叠加山体阴影效果图

之后添加其余道路河流、交通、居民点等数据。需要注意的是，从上述网站上下载基础地理信息数据往往包括的区域较大，数据较多，因此有必要对数据进行筛选。以上述网站下载的重庆江津区数据为例，我们以乡镇为范围制作位置图，上述数据中的水系数据包含了长江主干道及其各级支流以及区域内水渠、溪流等数据，全部加载到图上会使图面内容过于繁杂，因此需要进行筛选，这里我们筛选主要的长江干流和支流，并在“符号系统”中分别使用不同符号进行标示（图一〇、图一一）。以此类推，加载并筛选道路的矢量数据，配置颜色，不同等级的道路通过线条样式和颜色进行区分。最后添加居民点、遗址位置点数据，设置好符号样式。遗址坐标点位置可以使用基于卫星地图的地理标注，也可以使用RTK、移动GPS等测量工具的测绘数据，转换成GIS支持的shp格式进行加载即可。

图一〇 未筛选前的水系数据

图一一 水系筛选后图面效果

切换到布局视图，缩放图面到合适大小，插入指北针、比例尺、图例等图件要素即基本完成制作。在GIS软件中，由于添加的数据具有空间参考坐标系，因此比例尺无需额外测量，只需调整到合适的样式及大小即可（图一二）。

 

图一二简单标注导出效果图

最后对图面要素进行标注。由于ArcMap中的标注样式较为单一，因此如果寻求标注效果的美观，可以使用Photoshop等图像处理软件进行标注（图一三）。

图一三 成图效果

（二）以等高线为底图制作遗址位置图

以等高线为底图制作位置图方法与上述以DEM为底图制作方法基本一致。等高线数据可以利用GIS软件基于DEM进行生成。就一般遗址位置图而言，对于地形条件不是特别复杂的区域，30米分辨率的DEM足以满足制图需要。目前，ArcGIS、QGIS以及Global Mapper都有基于DEM生成等高线的功能。

如果要求更高精度的等高线，可以额外进行测绘采集，或使用测绘部门提供的高精度测绘数据。但使用测绘数据应注意去除图面上冗余信息，保持图面简练。

需要注意的是，以等高线为底图制图，图面上多种要素都以线条形式表示，要注意分清主次，采用不同粗细、颜色的线条对不同要素进行区分。

图一四 以等高线为底图制作的伊吾阔腊遗址位置图^[3]

图一五 以等高线为底图制作的巴里坤小黑沟遗址位置图

（三）以标准地图为底图制作遗址位置图

目前全国各省份只有西藏自治区以及福建省公开了使用ArcMap制作标准地图图件要素，使用者只在相应标准地图服务系统上下载，使用ArcMap打开并添加遗址位置即可，由于其余各省份暂未公开相应图件，因此本文不作赘述。

图一六 标准地图服务系统提供的西藏自治区标准地图要素

三、小结

   本文简单介绍了利用GIS软件制作一般遗址位置图的基本流程。一般而言，行政区划、道路、河流、居民点等标示方法尽量参照标准地图，遗址点的标注应当使用填色几何图形。色彩的搭配则要兼顾画面和谐和不同元素的差异对比，因此制图过程中色彩、线条的搭配需要不断尝试、组合才能达到最佳效果。

需要注意的是，制作遗址位置图需要严格遵守《中华人民共和国地图编制出版管理条例》《地图审核管理规定》《公开地图内容表示若干规定》《公开地图内容表示补充规定》和《基础地理信息公开表示内容的规定》等法律法规，不得标注法律法规禁止标注的内容；根据法律法规符合送审情形的地图公开出版前必须履行审核程序。