历史考古地理信息系统的最新方向和未来发展外文翻译资料

 2022-08-08 02:08

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历史考古地理信息系统的最新方向和未来发展

摘要

地理信息系统(GIS)已经成为考古学的核心工具,它可以快速比较复杂的数据集,并支持全新的分析形式。这一发展并不令人惊讶,因为考古学是率先接受新技术的学科之一,它在20世纪80年代变得更加普遍。过去三十年来,考古地理信息系统的研究激增,其中大多数集中在史前背景上。虽然地理信息系统用于历史考古学的早期例子确实存在,但直到2000年代才出现认真参与这项技术的情况。下面的文章为历史考古学提供了一个有关考古地理信息系统现状的十分必要的概述。这包括对以前和正在进行的研究的简要总结,以证明当历史考古学家充分利用地理信息系统时出现的独特可能性。这一概述将地理信息系统的使用分为三个熟悉的类别:清单、地理空间分析和绘图。在此基础上,作者研究了GIS在历史考古学中的新用途。这些新的方向依赖于历史考古学研究过去的独特方法,它依赖于文物、文献和民族史的结合。这些新兴的实践形式包括反映射、沉浸式三维GIS的新形式以及计算机模拟的可能性。最后,本文坦率地讨论了可能阻碍这些潜力的挑战,以及历史考古学与其他学科之间建立理论的可能性。

引言

近年来,对空间中心性的关注已经成为社会科学和人文研究的典型。这一空间转向越来越多地将地理信息系统视为扩大对空间、地点和文化关系的理解的重要组成部分(Soja 1989, 2009; Knowles 2000; Cope and Elwood 2009; Warf and Arias 2009; Gregory and Geddes 2014)。考古学在这些学科中是独一无二的,因为它在1980年代早期采用了GIS(Allenetal.1990)。早期的使用集中在库存、映射工件分布和预测新位置。自记录考古学家使用地理信息系统的情况稳步增加以来,大量的卷和评论文章(Lock and Stancic 1995; Aldenderfer and Maschner 1996; Kvamme 1999; Westcott and Brandon 2000; Wheatley and Gillings 2002; Ebert 2004; Conolly and Lake 2006; Evans and Daly 2006; Mehrer and Westcott 2006; Reid 2008; White and Surface-Evans 2012)。地理信息系统的应用仍然是考古学学科专业化发展最快的领域之一,但大多数文献主要集中在史前背景上。本文以考古地理信息系统(Kvamme,1999;Ebert,2004)的类似评论为模型,讨论了地理信息系统在历史考古学方面的现状和未来方向。在下面的作者,如Kvamme(1999),我还将考古地理信息系统按用途分类。我的三类侧重于利用地理信息系统进行库存和考古资源的管理,执行各种形式的地理空间分析,以及地图制作和数据可视化。历史考古学家在将地理空间技术整合到他们的研究中的速度比研究史前环境的同事慢。这是不幸的,因为最近越来越多的历史考古研究显示了地理信息系统的创新用途。我在整个文章中强调了这些用途,并从过去二十年的文献的全面审查中提取了具体的参考资料。这些例子强调了历史考古学固有的跨学科性如何有助于地理空间技术的创造性应用。

文章的后半部分主要探讨地理信息系统在历史考古中的应用前景。另外还出现了三个类别,涉及参与性地理信息系统和反映射、电子游戏和三维地理信息系统的交叉以及计算机模拟。参与性地理信息系统和反图纸参考以包容性的研究形式为中心的公众关注与研究人员的研究,整齐地交叉最近的趋势在公共考古学。电子游戏和三维地理信息系统的交叉使用户能够以更互动的方式体验过去,同时也以越来越直观的格式提供考古数据。历史考古学家还没有对计算机模拟进行实验,但通过地理信息系统软件获得的数据越来越多,这对分析历史过去具有巨大的潜力。除了扩大历史考古学的实践外,这些未来的用途鼓励解决教学问题,同时支持考古学理论建设的新途径。

当地理信息系统被认为是一种实践,而不是一种简单的工具时,这些潜力变得更加明确。许多历史考古学家忽视了这一差异,他们认为地理信息系统的使用与简单软件(例如Excel)同义)。地理信息系统的使用应与统计的使用类似。在许多方面,具体软件的选择是不相关的,重要的考虑是GIS和地理空间分析的基本概念。以这种方式构思地理信息系统有助于更深入地参与这项技术,进而支持迅速收集实地数据,同时减少处理和解释这些数据所需的时间。

GIS在历史考古中的应用现状

对考古学家利用地理信息系统的方法进行分类是一项复杂的任务,学者们提出了各种分类系统。阿尔登德费尔(1992)的早期计划根据考古学家进行特定形式分析的能力概述了三类。他的第一类重点是考古学家在引入GIS之前进行的分析。一个常见的例子是创建一个工件分布图。第二部分考察了没有地理信息系统的帮助难以进行的分析。这包括可以手工进行的预测建模,但很少,是因为它的复杂性(Kvamme1999:172)。Aldenderfer的第三类是指全新的分析形式,只有在GIS中才有可能。其中包括视图和成本表面分析(见下文)。Aldenderfer(1996年)后来更新了他的分类系统,将重点放在五个主要用途上:区域数据的管理、遥感数据的管理(例如卫星图像)、审查文化和物理环境特征交叉的区域环境分析、史前人类行为的模拟和预测建模。费舍尔(1999)最近的一种分类方案是在库存、空间分析和出版的基础上划分考古地理信息系统。与Aldenderfer不同,Fisher的方案认识到地图制作的重要性。Kvamme(1999年)对考古地理信息系统的有影响力的调查也认识到地图制作的重要性。他将考古地理信息系统的特点描述如下:管理考古遗址的区域数据库、现场内部应用(地图制作)和管理遥感数据。他还探讨了地理信息系统的分析能力,并侧重于潜在地点位置的预测建模;空间分配研究,这些研究“试图将地点或地点与领土联系起来”(Kvamme,1999:174);与过去人类行为的社会和认知方面有关的可见性和视图化分析;以及对人类行为的模拟,以应对各种环境变化(例如干旱)。

这些例子主要集中在将地理信息系统用于调查史前背景,但历史考古学家如何使用它?文献综述表明,与历史考古学有关的考古地理信息系统有三类。第一部分考察了库存和地理空间数据库管理,这仍然是地理信息系统在历史考古学中最常见的使用方式。第二类是指各种形式的地理空间分析。这包括预测建模、视图分析、最小成本路径分析和各种数据集的比较等分析形式。最后一类涉及地图制作和数据可视化。下面的概述检查了这些类别的使用,并提醒历史考古学家注意其中的一些目前正在进行的关于其同事使用地理信息系统的令人兴奋的工作。

值得注意的是,以前的研究人员也讨论了与GIS相关的理论问题。他们评论了考古地理信息系统如何在归纳和演绎方法之间定位研究人员,理论上说,大多数考古学家的共同位置(Kvamme,1999:160-161)。同样,Aldenderfer断言,“GIS和相关技术是无理论的,因为在特定数据类型或类别与使用GIS解决或探索问题之间没有必要的同构关系”(Aldenderfer,1996:17)。他的评论回应了GIS特权环境确定性理论的指控。这些评论预测了最近的理论家,包括女权主义地理学家的类似思维,他们认为GIS是一套理论上没有理论的工具,有助于探索一系列人类活动(Cope和Elwood,2009年)。这些作者还采用了GIS是一种实践而不仅仅是一种技术的观点,强调了GIS如何与传统的学术实践相结合,以支持新的分析和理论建设形式。我将在下面重新讨论这些想法。

库存和地理空间数据库管理

地理信息系统是管理考古数据,包括解释遥感数据的最有效工具(Kvamme1999:155;Kvamme和Ahler2007)。美国许多州现在都有考古遗址的地理空间数据库。例如,佛罗里达总遗址档案载有关于3万多个考古遗址的地理空间信息。大多数其他州已经完成或正在创建类似的全州地理空间数据库。必须指出,这些数据库中所载的数据往往需要核查,因为许多地点是从历史地图上的手绘图数字化的。尽管如此,全州范围的考古遗址地理空间数据库对于管理和保护遗址免受开发、掠夺和自然灾害的影响仍然很重要。利用地理信息系统对考古资料进行清查和管理,对考古资料的实践具有重要影响实地工作也是如此。利本斯(2003)在佛罗里达州彭萨科拉的圣迈克尔公墓的工作表明,在项目的规划阶段对地理信息系统的透彻理解如何有利于整个项目。充分了解地理信息系统可以极大地改变实地的数据收集。圣。迈克尔公墓项目记录了详细的信息,并在较短的时间内准确地绘制了3,200个有标记的坟墓的位置。实地测绘需要三人小组20天的时间才能完成,并且制作地理信息系统、硬拷贝地图和基于网络的地理信息系统(lt;http://sde3.gis.uwf.EDU/SMC/gt;)还需要8天。Tzortzopoulou-Gregory(2010年)最近的一个项目也同样表明了对地理信息系统的透彻理解如何有助于实地工作。Tzortzopoulou-Gregory的项目收集了希腊25个不同墓地中2295座坟墓的详细资料。该数据库支持关于家庭照料坟墓的时间长短的复杂讨论。同样,Smith等人(2003年)在南卡罗来纳州内战战场上的工作表明,实地工作和地理信息系统的结合可以阐明南方联盟在内战期间保护其运输资源的方式。利用地理信息系统清查考古数据的另一个好处是该技术能够将实地数据与其他数据集,特别是环境数据联系起来。Wurst和Ridarsky(2014:233)和Wurst和Mrozowski(本期)在芬格尔湖国家森林的工作使用GIS来比较新政时期的土地分类、美国农业部最近的土壤调查评估和考古调查。这一比较突出了新政时期土地分类的不准确和匆忙的性质,反过来又支持了作者对历史神话及其对当前的微妙影响的调查。

目前大多数历史考古项目都利用地理信息系统进行清查。文化资源管理(CRM)尤其如此,地理信息系统在很大程度上因为联邦和州客户的需要而成为支柱(Gray1999),他们在制定数据库管理政策方面投入了大量时间。当考古学家不能跟上地理空间数据库管理的变化时,这就成为一个问题。除了不了解管理地理空间数据的最佳做法外,许多人未能将测量仪器(如全站仪)和全球定位系统接收器的数据库能力充分纳入实地工作。这些仪器能够对外地的属性数据进行数字记录,大大减少了数据输入所需的时间。虽然这种方法在项目规划阶段需要额外的时间,但收集的总数据和节省的时间的回报是相当可观的。这一方法的采用使一个由20人组成的多国小组能够在2004年为期两周的野外季节记录挪威斯瓦尔巴两个煤矿城镇的地表考古。该项目成功地利用了两个全站仪,三个TrimbleGPS接收器,摄影和计划图纸,记录了近80个结构的特征,在两个可追溯到19世纪末的不同城镇地点(图1)。纳入测量设备和全球定位系统接收器数据库能力的强有力的数据收集战略的好处是,实地工作和数据处理不到一个月。来自八个不同国家的小组成员带着完整的地理信息系统离开了实地,包括现场数据、环境数据和地理参考计划图纸。

利用地理信息系统进行库存和地理空间数据库管理将在历史考古学中继续增长。然而,如果没有适当格式的数据和指导方针来生产和长期管理,那么考古地理信息系统的以下使用就变得困难或不可能。简单的事实是,许多考古学家不尊重考古实践的这一方面,拒绝投入所需的时间来理解甚至基本的数据管理程序。相反,这项工作大部分留给了专家,更常见的是研究生,他们很少参与项目的全部。因此,关于历史考古学中地理空间数据库管理最佳做法的讨论尚未出现-作为一个例外,见Tennant(2007)-学生对该技术潜力的理解不完全,项目根据数据收集、分析和展示被重新发明。

地理空间分析

理论上,GIS的多功能性使考古学家能够以无数种方式对数据进行建模和分析(Delle等人。2003:2)。在实践中,考古数据的地理空间分析可以整齐地分为三个大类:位置建模、成本表面分析和可见性分析。位置建模将文化和环境数据结合起来进行预测建模,并计算站点捕获量,以便更好地理解地域性。成本表面分析,许多人认为是一种地点分析(Kvamme1999:174-176),是一种迅速扩大的地理空间分析形式,它决定了穿越景观的旅行成本。由于近年来此类研究的激增,我将其作为一个单独的类别(White和Surface-Evans,2012年)。最后,能见度分析涉及利用高程数据确定景观上单个点或多个点的可见面积。

这些类型的分析是保护站点免受气候变化影响的重要工具,包括海平面上升(SLR)和风暴上升水平恶化的影响。Westley等人(2011年)对受到海岸侵蚀威胁的地点进行了这种形式的分析,例如加拿大纽芬兰的Llsquo;AnseauxMeadows。该项目将基于桌面的地理信息系统建模与濒危沿海地区实地调查相比较,同时纳入了从当地数字高程模型(DEM)和土壤图得出的特定区域单反模型。由此产生的脆弱性指数表明,基于桌面的建模与有针对性的实地调查相结合,对研究领域进行了更全面的分析,而不仅仅是有限的抽查或基于桌面的分析。一个类似的项目,研究改变城市土地使用模式对佛罗里达州东北部考古资源的影响,表明在地点分析和实地工作之间移动的重要性(Sassaman等人。2003)。这些研究是地理信息系统通过将清查工作与地理空间分析相结合来支持考古遗址管理和保护的能力的重要例子。

位置分析为历史考古学家提供了一种强有力的方法去参与公众对遗产和政策有关的话题。这通常与地图制作和数据可视化的重要性交叉。图2可视化了风暴潮对佛罗里达州墓地潜在影响的分析结果。风暴潮的估计是基于国家海洋和大气管理局的海洋、陆地和陆地飓风(SLOSH)模型并建立了基于大气压、风暴大小和当地地貌的风暴潮高度估计模型。这一分析的初步结果表明,目前有800多个公墓(约占该州所有墓地的四分之一)面临风暴潮的风险。研究人员正在利用这一数字和类似数字来提高人们对该州海岸线沿线历史资源脆弱性的认识。

另一种常见的地点分析形式侧重于定居模式。虽然对史前聚落模式的调查仍然很普遍,但历史考古学家的类似分析仍然很少。I.Williams等

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