利用Arcgis和Adobe Illustrator軟件繪制遺跡圖的方法及其應(yīng)用

付仲楊

摘 要：文章介紹了應(yīng)用ArcGis和Adobe Ilustrator軟件進(jìn)行考古田野繪圖的方法，并分析了利用該方法繪圖的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)對(duì)其在考古工作、研究和文物保護(hù)等方面拓展應(yīng)用及意義進(jìn)行了剖析。

關(guān)鍵詞： 考古地理信息系統(tǒng)； Adobe Illustrator考古田野繪圖； 拓展應(yīng)用

在以往繪制考古田野遺跡圖時(shí)，我們通常是使用水平尺、皮尺、垂球和米格紙等工具在野外進(jìn)行繪制。隨著科技水平的提高，在目前田野考古測(cè)繪中，使用很多新工具和新技術(shù)進(jìn)行測(cè)繪。全站儀和RTK測(cè)圖越來(lái)越普遍。同時(shí)，也開(kāi)始嘗試應(yīng)用Arcgis、Photoshop和Adobe Illustrator等軟件在計(jì)算機(jī)上繪制遺跡圖。本文就以介紹應(yīng)用Arcgis和Adobe Ilustrator軟件繪制遺跡圖的方法，同時(shí)對(duì)其在考古學(xué)研究中拓展應(yīng)用進(jìn)行剖析。不周之處，尚祈斧正。

應(yīng)用Arcgis、Photoshop和Adobe Illustrator等軟件在計(jì)算機(jī)上繪制遺跡圖是基于它們具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1. Arcgis和Illustrator軟件所繪制的圖形均為矢量圖。圖形文件占用空間較小，圖像可以無(wú)極縮放，且不會(huì)失真。繪制的遺跡圖不僅準(zhǔn)確清晰，而且便于以后繪圖資料的保存和使用。

2. 繪制遺跡圖方便且快捷。

傳統(tǒng)田野繪圖需要在野外完成，而應(yīng)用Arcgis和Adobe Illustator軟件繪圖，只需要測(cè)點(diǎn)和照相，節(jié)省了大量的野外作業(yè)時(shí)間。在圖形處理方面，遺跡圖需要用墨線描圖、單獨(dú)繪制45°剖線、掃描和轉(zhuǎn)換成圖形文件，而應(yīng)用Arcgis和Adobe Illustator軟件繪圖可以一次性完成上述步驟。這樣繪制遺跡圖就變得非常方便、快捷和高效。

一、 繪圖要求

首先，計(jì)算機(jī)配置要求符合Arcgis和Adobe Illustator軟件要求。Arcgis軟件對(duì)計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)要求較高，可以參照Arcgis軟件安裝說(shuō)明配備計(jì)算機(jī)。同時(shí)，Arcgis軟件還要求計(jì)算機(jī)安裝有Microsoft Office Excel軟件，為導(dǎo)入測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)時(shí)使用。

其次，要有遺跡所在遺址的矢量化地圖和相關(guān)地理空間參數(shù)數(shù)據(jù)。如果直接在遺址矢量圖中繪制的遺跡圖，再將遺跡的形制、出土物、性質(zhì)和發(fā)掘照片等具體信息等加載在地圖中，這樣能更全面地分析和研究該遺跡。如果只有一個(gè)遺跡，也要有遺跡相關(guān)地理參數(shù)，如采用坐標(biāo)系和分區(qū)等。

再者，測(cè)量遺跡圖時(shí)，除采集遺跡平面數(shù)據(jù)外，還要采集遺跡剖面數(shù)據(jù)。

最后，根據(jù)繪圖要求，要有正面俯拍的遺跡照片①。在對(duì)遺跡和出土遺物拍照時(shí)，必須要盡量做到正面俯拍。如果遺跡太大，可以分段對(duì)遺跡進(jìn)行正面俯拍。在繪遺跡平面圖時(shí)，可以參照遺跡照片來(lái)修正遺跡圖和繪制出土遺物圖。

二、 繪圖步驟與方法

由于在Arcgis軟件中無(wú)法繪制遺跡剖面圖，故先用Arcgis軟件繪制遺跡平面圖，再用Adobe Illustator軟件繪制遺跡剖面圖。下面就以繪制豐京遺址內(nèi)2013年大原村SDYH1的平剖面圖為例予以介紹：

（一） 應(yīng)用ArcMap軟件繪制遺跡平面圖

1. 將測(cè)量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成ArcMap軟件要求的格式

應(yīng)用ArcMap軟件繪制遺跡平面圖，遺跡測(cè)量數(shù)據(jù)文件需要轉(zhuǎn)換成XLS文件格式。先用Microsoft Office Excel軟件打開(kāi)遺跡測(cè)量數(shù)據(jù)文件，然后標(biāo)注要求的相應(yīng)首字段，如點(diǎn)號(hào)、東坐標(biāo)、北坐標(biāo)和高程（表一）。

2. 將遺跡平面測(cè)量數(shù)據(jù)導(dǎo)入ArcMap遺址矢量化地圖

在ArcMap軟件中導(dǎo)入遺跡平面測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成SHP圖層文件，再選擇標(biāo)注“編號(hào)”字段后，遺跡測(cè)點(diǎn)和編號(hào)就清楚顯示在地圖上（圖一）。

3. 在遺跡平面圖圖層中，繪制遺跡平面圖

再用ArcCatalog軟件建立一個(gè)新的遺跡平面圖SHP圖層文件（圖二），然后在ArcMap軟件中添加該圖層文件。再在該圖層中，利用編輯器中各種相關(guān)工具，捕捉平面測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)SHP圖層文件顯示的遺跡測(cè)點(diǎn)繪制遺跡平面圖（圖三）。

4. 導(dǎo)出繪制好的遺跡平面圖

為了方便在Adobe Illustator中繪制遺跡剖面，在ArcMap軟件遺跡平面圖中插入指北針和比例尺后，導(dǎo)出帶測(cè)點(diǎn)的遺跡平面圖，以備在Adobe Illustator繪遺跡平剖面圖使用（圖四）。

（二） 應(yīng)用Adobe Illustator繪制遺跡平剖面圖

1. 導(dǎo)入ArcMap繪制好的遺跡圖

將ArcMap中導(dǎo)出的遺跡平面圖導(dǎo)入Adobe Illustator，并依剖線遺跡平面圖調(diào)整至水平狀態(tài)（圖五）。

2. 描繪出遺跡平剖面圖

先在導(dǎo)入的遺跡平面圖上描出遺跡平面圖，然后再依據(jù)剖線上測(cè)點(diǎn)及其高程數(shù)據(jù)，用鉛筆、直線等工具，繪制出遺跡剖面圖（圖六）。

3. 繪制好指北針、比例尺和45°剖線，并注明圖例說(shuō)明，完成遺跡平剖面圖的繪制在顯示繪圖網(wǎng)格狀態(tài)下，用直線和文字工具繪制出比例尺，再用直線工具依照導(dǎo)入的照片描繪出指北針，然后用直線、鉛筆和定義圖案等工具繪制出45°剖線圖案，并注明圖例說(shuō)明，最后完成遺跡平剖面圖的繪制（圖七）。

另外，當(dāng)某個(gè)遺跡中出土有遺物時(shí)，要繪制其平剖面圖，就要結(jié)合繪制好的遺跡圖、出土遺物正面俯拍的照片和出土遺物實(shí)測(cè)控制點(diǎn)，通過(guò)Adobe Illustator軟件繪制出土遺物的遺跡平面圖。

以繪制2013年曹寨水面進(jìn)水道內(nèi)出土馬骨架為例：

發(fā)掘完水道內(nèi)出土的馬骨架后，根據(jù)繪圖要求先正面俯拍出土馬骨架照片，再在Adobe Illustator軟件中導(dǎo)入出土馬骨架照片。然后依據(jù)馬骨架實(shí)測(cè)控制點(diǎn)，將照片縮放至實(shí)測(cè)范圍大小，利用直線、鉛筆等工具，在探方平面圖這一圖層中直接在照片上描繪出出土馬骨架圖（圖八）。

但是，如果出土遺物較大，我們則可以在對(duì)出土遺物拍照時(shí)，盡量分段進(jìn)行正面俯拍。在繪制出土遺物圖時(shí)，再分別導(dǎo)入出土遺物的分段照片。再分別依據(jù)實(shí)測(cè)控制點(diǎn)，將照片縮放至實(shí)測(cè)范圍大小，直接在照片上描繪出遺物圖。

三、 考古工作與研究中的應(yīng)用

與傳統(tǒng)繪制遺跡圖方法相比， Arcgis不僅只是一種繪圖工具，同時(shí)又是進(jìn)行空間分析和研究的一個(gè)技術(shù)平臺(tái)。劉建國(guó)先生在《考古與信息地理系統(tǒng)》一文中②，就認(rèn)為空間分析是GIS的重要功能，是GIS區(qū)別于一般信息系統(tǒng)的關(guān)鍵特征，更是評(píng)價(jià)GIS系統(tǒng)性能的一項(xiàng)主要指標(biāo)。它是基于地理對(duì)象的位置和形態(tài)特征的空間數(shù)據(jù)分析技術(shù)，其目的在于提取和傳輸空間信息。通過(guò)對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行操作、處理、分析、模擬和決策，研究者根據(jù)已有空間數(shù)據(jù)的特征，運(yùn)用GIS軟件的特殊原理和算法，生成多種空間數(shù)據(jù)模型，充分展示數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系及其變化特征。

在Arcgis內(nèi)，每個(gè)遺跡圖不只是遺跡圖本身，在每個(gè)遺跡圖中添加遺跡相關(guān)的考古信息后，如遺跡發(fā)掘時(shí)間、單位、大小、深、年代和出土物等，就可以對(duì)遺跡進(jìn)行空間綜合分析和研究。這對(duì)遺址今后的考古工作、深入研究和保護(hù)等方面都有著重要意義和作用。

（一） 考古工作和研究方面

通過(guò)繪制遺址內(nèi)每個(gè)遺跡圖，并加入遺存相關(guān)考古信息后，建立遺址的考古信息系統(tǒng)。對(duì)于一個(gè)遺址，尤其是大型遺址，不僅能全面的了解和掌握遺址內(nèi)各類(lèi)遺存分布和研究狀況，而且對(duì)以后遺址開(kāi)展考古工作都具有重要的指導(dǎo)意義。以豐京遺址為例，通過(guò)繪制歷年考古調(diào)查、鉆探和發(fā)掘的遺跡圖，并輸入遺跡相關(guān)考古信息，建立了遺址的考古地理信息系統(tǒng)。在ArcMap中，通過(guò)每類(lèi)遺跡屬性選擇，將豐京遺址所有西周遺存顯示在地圖上（圖九）。通過(guò)地圖，可以發(fā)現(xiàn)在豐京遺址內(nèi)以往工作地點(diǎn)多集中在遺址北部，而遺址南部區(qū)域考古工作開(kāi)展很少。大型基址、墓葬、制骨遺存和銅器窖藏等各類(lèi)的遺存分布狀況也非常清楚。據(jù)此，我們就會(huì)有目的和針對(duì)性地選擇以后的工作區(qū)域和研究方向。

在聚落考古研究方面，Arcgis可用來(lái)進(jìn)行空間分析和研究。以1983～1986年張家坡北區(qū)墓葬各期墓葬分布狀況研究為例，只要在ArcMap中對(duì)1983～1986年張家坡北區(qū)墓葬（圖一○）“年代”屬性進(jìn)行選擇，每期墓葬的分布情況就會(huì)清楚地顯示在圖上，如第一期和第二期墓葬的分布情況（圖一一、圖一二）。同樣，我們還可以通過(guò)墓葬大小、葬具和出土物的屬性選擇對(duì)張家坡北區(qū)墓葬進(jìn)行空間分析和研究。如長(zhǎng)3米以上的墓葬分布狀況、出土5件銅鼎的墓葬分布狀況等等。這樣我們也就能更加全面準(zhǔn)確地了解該墓地的演變過(guò)程、性質(zhì)和內(nèi)涵。當(dāng)然，通過(guò)上述方法，在對(duì)遺址整體聚落布局的空間分析和研究過(guò)程中，Arcgis也能發(fā)揮同樣的作用。

（二） 文物保護(hù)方面

在制訂遺址保護(hù)規(guī)劃方面，對(duì)于一個(gè)遺址，尤其是大型遺址，遺址Arcgis系統(tǒng)也發(fā)揮著重要作用。以豐京遺址為例，通過(guò)遺址Arcgis系統(tǒng)，不僅可以了解各類(lèi)遺存在遺址中分布狀況與現(xiàn)狀（圖九），還可以在遺址矢量圖和遺跡分布圖上疊加遺址過(guò)去和現(xiàn)在的航片或者衛(wèi)星圖片③，這樣就可以清楚地看到遺址內(nèi)居民地和河流等地形地貌的變化情況以及遺址被破壞程度（圖一三至圖一四）。因此，我們就可以根據(jù)遺址的實(shí)際情況，制訂出相應(yīng)科學(xué)合理的遺址保護(hù)規(guī)劃。

而對(duì)于應(yīng)用Adobe Illustator軟件繪制出土遺物圖的方法也可以在繪制小件器物圖方面進(jìn)行拓展應(yīng)用。

以繪制2011年馮村北制骨作坊遺址出土蚌器（11SFCH1：11）為例：

先用卡尺測(cè)量出蚌器的輪廓大小，再用Adobe Illustator軟件繪出其輪廓線。然后導(dǎo)入器物的照片④，將其縮放調(diào)整至輪廓范圍大小。最后直接在器物照片上描繪出小件器物圖即可（圖一五）。

但是，如果器物太大，由于無(wú)法做到完全正投影拍照，器物照片與其實(shí)際尺寸偏差太大，我們也就不能使用上述方法繪制小件器物圖。

四、 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，利用Arcgis和Adobe Illustator軟件繪制遺跡平剖面圖，不僅僅是一種方便快捷的繪圖方法，而且對(duì)以后的考古工作和研究及遺址保護(hù)等方面也有著重要的意義和作用。

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① 繪制的遺跡平面圖要求是遺跡正射影像圖，而實(shí)際上，無(wú)論如何拍攝我們都無(wú)法獲得遺跡的正射影照片。所以要求我們盡量做到正面俯拍，使得照片與遺跡的誤差最小化。

② 劉建國(guó)：《考古與信息地理系統(tǒng)》，科學(xué)出版社，2007年。

③ 加載的圖片需要通過(guò)其他軟件進(jìn)行誤差校正。

④ 盡量做到正投影拍照，使照片與實(shí)物誤差最小化。

（責(zé)任編輯：周廣明）