在宏观考古学与文化遗产调查中，大范围、小比例尺地形图是揭示古代人类活动与自然环境互动关系的关键基础资料。传统实地测绘方法在该尺度下存在耗时久、成本高、效率低的固有局限。随着对地观测技术的飞速发展，利用全球公开数字高程模型（DEM）已成为解决此问题的高效可行途径。其中，由日本经济产业省（METI）与美国国家航空航天局（NASA）联合发布的ASTER GDEM V2数据，凭借其30米分辨率、全球覆盖、免费获取及良好的地形分析适用性等优势，在考古学领域展现出显著应用价值。本文系统阐述基于ASTER GDEM V2数据生成适用于考古学研究的大范围小比例地形图的技术方法。
在常规考古调查、发掘及研究工作中，小区域地形图通常可由项目方提供。但在涉及大范围区域或流域尺度的考古调查时，地形图资源的匮乏往往成为制约因素，不仅影响对遗迹分布范围的准确判断，还可能干扰考古工作报告的规范性与科学性。为有效解决这一实际问题，本研究提出一种基于公开ASTER GDEM V2卫星数据（"30米分辨率高程数据"）的地形图制作方法。该方法通过对原始高程数据进行重新提取与平滑处理，生成符合考古研究需求的等高线，并结合高分辨率卫星影像作为底图进行地物要素绘制，最终完成小比例地形图的制作。
ASTER GDEM数据是由日本METI和美国NASA联合研制并免费向公众分发的数字高程模型产品。其数据生成基于“先进星载热发射和反辐射计（ASTER）”传感器获取的遥感数据，是目前全球唯一覆盖所有陆地表面的高分辨率高程影像数据。
自2009年6月29日V1版ASTER GDEM数据发布以来，该数据在全球范围内的对地观测研究中得到了广泛应用。然而，ASTER GDEM V1原始数据在部分区域存在数据异常问题，导致基于V1版加工的数字高程产品也出现个别区域的数据偏差。为解决这些问题，ASTER GDEM V2版本采用了先进的优化算法对V1版GDEM影像进行全面重处理。此次重处理共涉及1,500,000幅影像，其中包括250,000幅在V1版发布后新获取的影像，显著提升了数据的空间分辨率和高程量测精度。日本METI和美国NASA对V2版GDEM数据进行了严格的精度验证，结果表明V2版有效矫正了V1版中存在的诸多错误。ASTER GDEM V2全球数字高程数据于2015年1月6日正式对外发布。
值得注意的是，在ASTER GDEM V2之后，NASA与METI于2019年8月5日共同发布了ASTER GDEM V3版本。V3版在V2版的基础上新增了36万对光学立体像对数据，主要改进目标是减少高程值空白区域以及优化水域区域的数值异常问题，进一步提升了数据质量。但考虑到数据发布时间、应用成熟度及本研究方法的普适性，本文仍聚焦于应用广泛且获取稳定的ASTER GDEM V2数据。
基于ASTER GDEM V2数据生成大范围小比例考古地形图的技术流程主要包括以下关键步骤。
（一）数据获取与预处理
从NASA或METI指定的官方数据分发平台免费下载研究区的ASTER GDEM V2数据。预处理阶段主要包括数据格式转换、研究区范围裁剪、坐标系统统一，以及对数据中可能存在的少量异常值进行初步识别与标记。
获取高程数据并导入奥维互动地图的具体操作方法：
1. 地理数据空间云：http://www.gscloud.cn
注册网站的账户并登录账户后，点击【高级检索】
设置数据集，展开“DEM数字高程数据”，选择【GDEMV2 30M分辨率高程数据】，点击【确认】。
空间位置，可以选择行政区域和自己绘制下载区域，以行政区-重庆市为例，时间范围、月份、云量等不需要设置。点击【搜索】，即可搜索出该区域的高程数据，点击每条数据右侧的下载即可。下载的数据都是.zip压缩包，不用解压，直接导入奥维互动地图。
2. 导入奥维互动地图
（1）切换高程数据源
点击【系统】→【系统设置】→【高级】→【高程数据源】，即可切换。
下载的是ASTER GDEM V2数据源，因此选择【ASTER GDEM V2】。
设置完后，点击【确定】。
（2）导入高程
点击【系统】→【数据管理】→【高程数据管理】→【批量导入】
（3）查看等高线
导入后，您可以在奥维中查看等高线。
点击【地图切换】→【高程叠加】。
将地图放大，即可显示等高线（图中黄色线段即为等高线）。
（二）卫星影像底图制备与配准
选取与研究区范围一致、分辨率适宜的高分辨率光学卫星影像作为地形图的底图。并将其精确配准到与高程数据相同的坐标系统中，确保影像与等高线的空间位置精确对应。
等高线及卫星影像底图导出具体操作方法：
点击【矩形区域】或【多边形区域】框选出需要导出的区域
点击【下载该区域地图数据】
点击【高级】→【导出成图片】，需要设置地图级别、仅显示区域内图片和在地图上显示奥维对象。
地图级别：如果您只导出等高线，不需要设置地图级别；如果需要导出底图，级别越高，地图越清晰，数据量越大，根据需求导出级别。
仅显示区域内图片：建议勾选，不勾选时会导出绘制区域范围外的地图。
在图片上显示奥维对象：若需要将区域内调查、发掘的遗址分布范围、遗迹、遗物等对象导出，请勾选此项。
【CAD坐标设置】→【横轴墨卡托】→（根据当地的经度确定投影为高斯三度带中央子午线为108°，如果有转换参数就用转换参数转换，如果没有就用固定参数）【确定】→【导出】→点击【保存成.dxf】
根据实际需要选择坐标系，可设置为横轴墨卡托投影坐标（CGCS2000、西安80、北京84平面坐标）、经纬度坐标、UTM坐标等。
一般导出CGCS2000投影坐标的CAD文件（北京54、西安80坐标系存在明显偏差，需要提供公共点才能导出正确坐标）：
①CAD坐标，选择【横轴墨卡托投影坐标】，点击【设置】。
坐标系选择原则：导出的等高线，如果要复制叠加到其他CAD图纸中，那么要和CAD图纸的坐标系保持一致，否则无法叠加配合使用。
②坐标类型：您可以根据实际需要选择【经纬度<——>北京54】【经纬度<——>西安80】【经纬度<——>CGCS2000】【经纬度<——>UTM】或者【经纬度<——>自定义】，本文以【经纬度<——>CGCS2000】为例。
③转换参数：根据您CAD图纸的测量参数选择，奥维互动地图提供七参数、三参数、四参数、全参数、固定参数等选项。本文以固定参数为例。
固定参数的【参数类型】：根据等高线所在的投影带（3°分带或6°分带）、中央经线选择。
在设置的路径下，导出会生成一个文件夹和一个.dxf文件,.dxf文件为等高线数据，文件夹存放.dxf文件关联的影像底图。
在【CAD文件选项】对话框，需要设置文件类型、文件存放路径、图片分块方式、奥维对象以及等高线导出设置。
图片分块：建议保持默认为【图片最大化】，此时导出是一整张图片；当设置为【图片固定大小】，导出时会被分成多个固定大小的图片，根据电脑配置建议一整张图片，如果太大就分成多个小块。
奥维对象：建议保持默认。
等高线：您可以选择系统提供的10米等高线、50米等高线或100米等高线，也可以手动输入一个大于0的整数，一般建议整数米。点击【…】按钮，可以设置字体颜色及等高线颜色。
（三）高程数据平滑与等高线生成
针对ASTER GDEM V2数据，尽管其已较V1版有显著改进，但为适应小比例尺地形图对地形概括性的要求，并减少微观地形起伏对宏观地貌形态表达的干扰，需对高程点数据进行重新提取与平滑处理。平滑参数的选择需根据研究区地形特征和目标比例尺进行试验优化，以在保留主要地貌特征的前提下，使等高线形态更为圆滑美观。随后，基于处理后的高程数据，按照小比例尺地形图的规范要求（如1:5万、1:10万或1:25万），设定合适的等高距，利用测绘软件的等高线生成工具生成初步等高线。
导出等高线及卫星影像底图，并在南方CASS、3DReshaper中进行编辑绘图的操作方法：
南方CASS软件在打开地形图时存在等高线交错、等高线生硬等问题。
在3DReshaper中的处理方法如下:
南方CASS发送到3DReshaper→云→提取云→地面提取器→构建3D网格→平滑网格→构建轮廓线（等高线）
提取后的点云
地面提取器→构建3D网格
平滑后的网格
网格生成等高线并平滑
直接导出等高线（左）处理后等高线（右）
（四）地物要素判读与绘制及地形图整饰与输出
以配准后的卫星影像为基础，结合考古调查资料和其他辅助数据，在GIS或专业制图软件中，参照地形图图示规范，判读并绘制考古研究关注的主要地物要素。这包括但不限于：河流、湖泊、水库等水系要素；公路、铁路、乡村道路等交通要素；居民点、城镇等居民地要素；以及已知的重要考古遗址点、遗迹区等。对于小比例尺地形图，地物要素的选取应遵循“取主舍次、突出重点”的原则，重点表达对理解古代人类活动有重要影响的地理环境要素。
在南方CASS软件中，完善考古地形图所需的地形、地物、地貌等要素的具体操作如下：
1. 地物编辑→复合线处理→3D复合线转2D复合线。
2. 任意绘制一条等高线，高程为0→全选刷属性为等高线→计曲线识别。
3. 绘制多线段→等高线注记→沿直线高程注记。
4. 在3DReshaper中点云抽稀→导出高程点→南方CASS→导入高程点。
5. 根据卫星影像底图绘制主要交通、水系、标志性的建筑等。
处理后的等高线地形图（局部）
完成等高线和地物要素绘制后，按照国家或行业地形图制图标准，进行地形图的整饰工作。包括添加图名、图廓、经纬度或方里网、比例尺、图例、指北针、坐标系统说明、数据来源说明、制图单位、制图日期等要素。最终，将制作完成的地形图输出为常用的图像格式（如TIFF、JPEG）或矢量格式（如PDF、DWG），以便于存档、分发和在考古报告中使用。
基于ASTER GDEM V2数据生成大范围小比例地形图的方法，有效突破了传统测绘手段的局限，为地形图资料匮乏的偏远或广域考古调查区域提供了一种经济、高效且切实可行的技术路径。该方法不仅拓展了考古学研究的空间视野和分析深度，更彰显了数字技术赋能传统人文科学的发展趋势。通过充分利用ASTER GDEM V2数据的高精度优势，并结合科学的数据处理与制图流程，该方法能够生成满足宏观考古学研究需求的地形图，为深入探究古代人类活动与自然环境的互动关系提供了有力的空间信息支撑。
文稿：张镇山
