历史文化学院张玲

第一编考古测量

第一章绪论

一、测量学与考古测量

（一）什么是测量学

测量学是一门古老的学科，随着古代人类生产技术发展而产生、发展。古代社会交通、军事也需要运用测量学。这一学科最早出现于战国时期，较早者还有马王堆汉墓M3出土的两张地图——《地形图》和《驻军图》。

现代测量学应用航空遥感等新技术。

测量学是一门使用一定的方法手段对地球表面各种地物地貌进行相对位置及高程的测定，并将被测物体的形状按一定比例绘制成图的应用科学。

测量学是一门大学科，包含很多分支：大地测量、地形测量、工程测量、摄影测量。但考古测量不是其分支。

若要测量地球全部或其中较大的区域，测量时要考虑地球曲率。考虑地球曲率的测量叫做大地测量。

要把球面上的点移到平面上来的方法叫做地球投影。方法有很多种，我国目前使用高斯－克吕格坐标投影，适用于大范围测量。（教材第10页）

若测量面积较小，可把地表看作一个平面，这种测量方法叫做平面测量，也叫普通测量。考古测量一般为平面测量。

水平面代替曲面的距离误差与相对误差：

距离误差＝测量距离³/3×地球半径²

地球半径取6371km

3×地球半径²＝121768923

（二）考古测量

考古测量是使用测量学的方法手段对考古遗址的位置、分布、形状，以及遗址周边的地貌等考古学研究所涉及到的物体进行实测并绘制出图形的考古技术。

绘制出的图形可以帮助记录考古资料，弥补其它记录形式的不足。考古测量贯穿于考古发掘的始终，在长期实践中形成如下特点：

1、范围都较小，在一个遗址范围内或稍微扩大一点的周边，属于平面测量。

2、不要求与地理坐标相联系，但也有一些需要标明地理坐标，如在大漠中，取土样时也要记下地理坐标。一般测量只要求记下某地某方向多少公里。

3、使用磁方向。使用仪器简单方便，如罗盘仪、平板仪等常规仪器。

二、考古测量的基础知识

（一）地球的常识

地轴也叫自转轴，它与地表的交点是南北极。

通过地心与地轴垂直的平面与地表的交线是赤道。

通过其它点与地轴垂直的平面与地表的交线是纬线。

通过地球表面上一点和地轴所在的平面与地球表面的交线是经线。（通过地球北极N与南极S，与地球表面相交的线叫做经线。）

通过英国格林尼治天文台的子午线称首子午线，也叫做本初子午线。

本初子午线是0°经线，计算东西经度的起点。

东西经180°是国际日期变更线。

经线、子午线、真子午线是同一概念。

（二）方向和坐标系

地球是一个有磁性的物体，磁极与南北极不重合。磁极不是固定不变的。1975年确定北磁极位于西经100°，北纬76°，加拿大北部的巴瑟斯特（另一说在北美洲的帕里群岛附近）；南磁极位于东经140°，南纬67°，南极洲的威尔克斯附近。

1、方向测量方法：

第一，天文观测。

第二，利用地球磁极测量磁方向。现在用罗盘仪测方向，北磁针所指的是北磁极的方向，不是北极方向。磁针指示的方向与子午线在水平面上的夹角叫做磁偏角。当磁针偏向子午线以东时，磁偏角为正，记做＋δ；当磁针偏向子午线以西时，磁偏角为负，记做－δ。磁偏角是地球南北磁极与南北极的夹角。

在我国，越向北、越向东，磁偏角越大。（教材第46页）北京5°50’，郑州3°50’。

磁针与水平线所形成的夹角叫做磁倾角，用β表示。

2、简易测定子午线的方法：

第一，日晷法。先在地面上做一个圆，在圆心处垂立一个标杆，标杆垂直于地面。上午，杆影在圆周之外，有一时刻杆影与圆周重合，标为A；下午，杆影与圆周再次重合，标为B；连接AB，取线段AB的中点C，连结OC，线段OC指向北极。(图1)

第二，钟表法。时针正对太阳，时针与12点所在线的夹角角平分线所指方向是南极。（图2）

图1 图2

3、表示方向的两种方法：

A、方位角。使用磁方向的方位角也叫磁方位角。以磁北方向为0°，所测方向线按顺时针方向与磁北方向形成的夹角是方位角。方位角范围0－360°。正东为90°，正西为270°，正南为180°。方位角一般不需要特别说明，测的是线与线的夹角。（图3）

B、象限角。通过一点的南北线和东西线，将平面分成四个象限，按顺时针方向分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ象限。在每一个象限内测定的方向线偏离南北线的夹角为象限角，范围0－90°。（图4）

在第Ⅰ象限测的是测线与北方向线的交角为象限角，读作北偏东……

在第Ⅳ象限测的是测线与北方向线的夹角为象限角，读作北偏西……

在第Ⅱ、Ⅲ象限测的是测线与南方向线的夹角为象限角，读作南偏东（西）……

使用方向角直接用度数表示，用象限角时说明×偏×……度。

第Ⅰ象限，方位角＝象限角

第Ⅱ象限，方位角＝180°－象限角

第Ⅲ象限，方位角＝180°＋象限角

第Ⅳ象限，方位角＝360°－象限角

图3 图4

4、坐标系统：

第一，地理坐标。某点的地理坐标是它的经纬度。考古学上地理坐标是在地图上标明遗迹位置，大面积调查发掘、在无人区发掘时常用地理坐标。

第二，平面直角坐标。把地面看成一个平面时，可将数学中的平面直角坐标

系作为地学坐标。直角坐标以南北方向线为纵轴，东西方向线为横轴，两轴交点为原点，按顺时针方向划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ象限。以原点为中心纵轴上正下负，横轴东正西负。（图5）

以探方西南角为原点，整个探方处于第Ⅰ象限，其中遗物的位置就确定了。对于一个大发掘区而言，以整个发掘区最西南的探方的西南角为原点。

5、水准基面：

为了测量方便，提出“水准基面”，用处于静止状态的平均海水面形成一个包围整个地球的闭合曲面来表示地球表面。这一假想的地球表面就是水准基面，或称大地水准基面。

以大地水准基面为基准测量时，往往取一点，称大地水准基点。1956年我国以青岛验潮站测得黄海海水涨落潮值为零点。1987年以后使用“1985年水准基面”。水准基面是一个假设的面，大地水准基点即为海拔零点。

高程分为绝对高程和相对高程。

某点距大地水准基面或大地水准基点的垂直距离叫做该点的绝对高程。

如果以地面上某一点为基准点测其它点的高程，这样测得的高程叫做相对高程或假设高程。考古测量中多用相对高程。

高差：两点间高程的差。高处对低处，其值为正；低处对高处，其值为负。