[发明专利]生成遗址遗迹地下埋藏区地层的三维模型的方法

说明书

本申请涉及一种基于考古探孔记录生成遗址遗迹地下埋藏区地层三维模型的方法，包括：考古现场部分：先对现场进行勘察，根据现场情况，将勘探区域分区，并对每个分区的探孔进行编号；采用规定的坐标系，用RTK在每个区随机布孔测绘，记录三维坐标信息；先进行初步勘探，了解各区的大致情况后，再进行详细勘探；对遗址遗迹进行文字、照相和绘图记录。将记录归纳制成表格数据的形式。三维建模部分2：按探孔编号将探孔测绘信息与表格数据相链接，即为探孔地表层数据。然后依据厚度信息，计算每个探孔每一层位的底部高程；将每个勘探分区的表格数据依据层位分成多份，依次输入建模软件生成点集，并使用这些点集建立遗址遗迹地下埋藏区地层三维模型。

技术领域

本申请属于科技考古技术领域，具体而言，涉及一种基于考古探孔记录生成遗址地下埋藏区三维模型的方案。

背景技术

遗址遗迹是历史文化遗产保护中的新领域，也是各国文明最主要的实物见证之一，其保护利用对研究古代人类的生活的历史有着重要的意义。

传统的利用人工对遗址遗迹进行挖掘存在很多缺陷，例如容易遗漏重要信息、破坏遗迹、难以在挖掘后还原等等。而对遗址遗迹地下埋藏区进行三维数字建模便是近年来文化遗产保护方向很热门的一种数字化技术，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，并且可以结合地理信息技术，参与到城市的精细化管理中。这种对遗址遗迹实现三维可视化的方法常见有三类：

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，例如，刘建国(在2014年)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(在2009年)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。例如，陆珏等 (在2014年)利用三维激光扫描技术对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；刘红涛(在 2007年)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(在2017年)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(在 2014年)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(在2011年)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(在2011年)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址的三维实体模型，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。

上述方式基本都是在考古挖掘进行中或是结束以后，依据考古资料整理再进行建模。我国城市发展迅速，但受考古条件限制，人们往往对遗址遗迹的分布范围、面积和文化堆积性质等都不甚了解，在这种情况下遗址遗迹的保护与相关的城乡建设活动就会产生冲突，既不利于建设项目的推进，也可能无法对遗址遗迹进行有效的保护。

因此，为更好地保护地下遗存，尽可能避免城市建设工程以及地区的生产生活对地下文物造成的损害，有效指导遗址的保护和管理工作，合理引导地区对遗址的保护和活化利用，科学控制和统筹引导地区开发建设行为，积极促进遗址保护与地区开发建设的和谐发展，就需要在考古工作前期勘探的过程中便介入进行三维数字建模工作。

发明内容