基于空间分析的史前郑洛地区连续文化聚落研究

运用空间分析方法,对郑洛地区的史前聚落位置与河流关系的距离进行分析,可知郑洛地区史前四个文化时期60%以上的聚落遗址都在水系4 km半径的缓冲区之内。对该地区四个文化时期聚落遗址的高程分析,发现大部分聚落遗址的高程位于100 m到400 m之间,而高程值小于100 m的遗址点不足10%,并且四个文化时期遗址的平均高程值都在280 m左右。对该地区史前四个文化时期的聚落数量进行增长分析,得出了郑洛地区聚落数量具有由早到晚呈几何状不断攀升的趋势。     

郑洛地区史前聚落遗址环境驱动因子分析

在史前聚落遗址研究中,不同研究区的聚落遗址在空间和时间尺度上差异较大,较难获取一致性的分级评定标准。该文使用K均值聚类法代替专家打分过程,辅以图像分析和SPSS数据探索百分位法并加以调整,对郑洛地区史前聚落遗址所在的地貌、土壤、坡向、坡度和高程因子进行分析,确定各因子分级标准和等级值。研究结果表明:地貌、土壤、坡向、坡度、高程5个因子在4个文化时期分别基于遗址数高低的自然K均值聚类形成适宜度高、较高、中、较低、低5个等级。地貌、土壤的偏好顺序在3个相邻时期的相关性系数逐渐升高并放缓,即史前人类遗址对其优先选择度逐渐产生固化;史前人类对丘陵地貌类型的选择度不断下降,对黄土梁塬、褐土、东南坡向的选择由少变多,对黄土台塬、两合土、缓坡的偏向度一直处于较高水平。该文成果对于用现代的地貌、土壤数据研究史前聚落遗址分布以及对新遗址发掘具有参考价值。     

基于指数模型的郑州—洛阳地区史前聚落遗址空间分布

为了探究郑州—洛阳地区史前人类聚落遗址空间分布规律,在GIS 支持下,主要使用高程分析、坡度坡向分析和缓冲区分析等空间数据分析方法,分别获取4个史前文化时期聚落遗址分布与高程、坡度、坡向、离水距离4种环境因子的关系。在此基础上构造适宜性指数评价系统,建立聚落遗址指数模型,将模型结果与遗址具体分布情况进行比较,阐述遗址分布的特征和原因,并据此解读史前人地关系演变。研究结果表明:① 史前人类遗址选址对上述4 因子具有强烈的选择倾向:地势较低的地区更有利于人类生活、交通和农作物种植;坡度较小的平原地带受地表径流势能作用相对较小,有利于建造房屋和抵御自然灾害;阳坡(朝南)不仅可在一定程度上抵挡风寒,也适宜植被和作物生长,有利于人类获得更多的生产、生活资料;而河流湖泊则可为人类提供充足的水源。② 在4个史前文化时期中,裴李岗时期的人类生存能力较弱,对环境依赖性较强,为谋求生存,必须尽可能占据环境最优区域;在仰韶前期和仰韶后期,人类适应和改造自然的能力逐步提高,不仅能够选择条件较优的居住点,还开始扩展新的生存领域;龙山时期人类按自由意志活动的能力进一步增强,体现在遗址数量大幅增长,并开始出现社会分化现象,部分人群凭借某种特权得以优先占据条件最好的区域。     

基于对象时空模型的郑洛地区史前聚落遗址群时空演变分析

依据面向对象的思想,建立聚落群对象时空数据模型,对聚落遗址群分别求取中心点和面积,进而得到中心点的演变速度、轨迹和聚落群遗址密度,在此基础上分析郑洛地区史前聚落群时空演变规律。结果表明:1)从聚落群合解历程看,裴李岗时期、仰韶前期几乎无分化,仰韶后期东西对峙,龙山时期分级明显,中央聚落群初现规模;2)4个时期聚落群中心点先向西南快速移动,然后向东北移动,速度由慢到快;3)聚落群遗址密度呈上升趋势,前3个时期上升缓慢,龙山时期上升明显。     

洛阳地区史前聚落遗址空间形态研究

史前聚落与聚落之间按照一定的社会组织原则,在空间上近距离相聚而形成的各种聚落群聚形态,不仅是当时人类一种普遍生活方式的反映,而且还为窥探和研究史前社会的历史演变提供了一个视窗与平台。以中原核心地区洛阳地区(以洛阳盆地为主)为例,作为史前聚落群聚形态和社会演变的代表与典范展开研究。以仰韶文化时期与龙山文化时期的洛阳盆地为研究重点,基于GIS技术对该地区已发现的史前聚落遗址的数量、规模、空间分布、空间相互关系、以及与地形、地貌的空间关联等进行可视化的表达分析,并充分挖掘空间及属性信息,揭示"聚落群"与"聚落群团"的组织形态特点,辅助分析该地区聚落形态和社会演变规律,为史前文明进程的研究提供空间分析支撑。     

安徽淮北平原史前文化遗址Thiessen多边形分析

通过生成遗址点的Thiessen多边形,结合应用小多边形的概念及理论,综合分析了安徽淮北平原地区史前文化遗址的聚集状况以及该地区在石山子文化时期、大汶口文化时期和龙山文化时期的农业状况、生存环境及交通等特征。结果表明:用Thiessen多边形空间分析方法可以有效确定聚落中心,并合理推测史前时期农业、生存环境和交通等人地关系状况。从石山子到龙山文化时期,小多边形数量不断增加反映出聚落聚集程度和文化交流水平的提高,大汶口和龙山文化时期淮北平原中部明显是区域内聚落的中心,且多边形中心到边的距离逐渐减小说明先民对农业的依赖程度及农业发展水平也在不断提高。淮北平原史前文化发展受环境变化影响,从石山子到龙山文化时期,气候条件逐渐趋于干旱,沼泽萎缩,气温变化不大,这种环境条件十分有利于先民的生产生活,不仅遗址和小多边形数量不断增多,而且在平原中部和淮河干流沿岸地区出现了多个遗址群和聚落中心,史前文化蓬勃发展,人类适应自然和改造自然的能力提高。从小多边形的分布方向也可以推断出西北—东南向古水系对淮北平原史前遗址之间的交通起控制作用。     

基于多源数据的新疆人居环境质量评价

针对区域人居环境质量缺乏从自然和人文因子组合综合评价分析的现状,利用遥感影像、站点监测、交通网络等多源数据,获取与人居环境质量密切相关的自然和人文因素共17个影响因子。应用熵权法、GIS空间分析及现代大数据等方法,定量研究新疆人居环境质量综合评价指数的空间分异及其与经济、人口分布的协调性关系。结果表明：① 新疆自然环境本底受水资源及植被覆盖情况影响较大,自然环境本底评价指数高值区域的空间分布特征与绿洲分散分布的特点具有极大的相似性,县域尺度的高质量区聚集分布在天山北坡的伊犁河谷等地,低质量区和一般质量区大面积集中连片地分布在新疆南部和东部。② 人文环境受交通通达程度及基础支撑完善度影响较大,地级市、县级市优于其他县级地区,人文环境质量基本呈现以各地级市、县级市为中心向外辐射递减的空间分异规律。③ 人居环境质量综合评价指数空间分异显著,呈现出以乌鲁木齐、昌吉市等点为中心的局部圈层式递减的空间分异规律。木垒?皮山分界线东南部与西北部人居环境质量的平均水平相差悬殊。④ 整体人居环境质量水平较低,人口分布与人居环境质量综合评价指数空间分布的匹配度不足,一般质量区和低质量区的县域土地面积占比高达84.90%,分布了47.74%的人口,低质量区仍有较大的提升潜力。⑤ GDP水平与人居环境质量保持较高的匹配性,环境经济协调型县市数量较少,环境经济滞后型县市数量最多,经济发展与人居环境相互掣肘,制约着新疆的可持续性发展。     

环嵩山地区史前聚落分布与环境三维可视化分析

利用GIS技术实现了环嵩山地区史前聚落分布与环境的三维可视化,制作了环嵩山地区史前聚落分布与环境三维效果图.依据三维效果图与区域环境演化特征,将环高山地区划分为河水(古黄河)、淮水与济水(古济水)3个水系区,并统计分析了3个水系区裴李岗、仰韶、龙山、夏商4个时期的遗址分布特征,以此探讨了该区域史前人类迁移的环境背景.希望能为区域聚落考古研究提供依据,并能为其他区域聚落考古三维可视化与空间分析研究提供参考与借鉴,从而推动这一研究领域的深入发展.     

常用水环境质量评价方法分析与比较

为比较水环境质量评价方法的适用性和局限性, 在分析几种常用评价方法的基础上, 利用2008 年长江流域和淮河流域190 个国控断面水质监测数据对单因子评价法、平均污染指数法、内梅罗指数法、灰色关联分析、模糊综合评价、物元可拓评价法、综合水质标识指数法等7 种方法进行实证研究。结果表明:①指标权重的选择对评价结果影响有限, 73.7%的断面评价等级没有因权重发生变化, 但物元可拓法对权重变化较为敏感。②当评价指标污染程度相当时, 平均污染指数法较为适合;当某指标污染程度较为突出时, 内梅罗指数更为恰当。但两者评价结果吻合程度较高, 相关系数达0.94, 且水质越差, 结果越接近。③分级评分法和单因子评价法评价结果差异较大, 仅有10%左右的断面评价等级一致, 且水质越差, 各种方法所得的评价等级差别越大。④各种评价方法具有一定的关联性和互补性, 评价等级相关系数在0.7 左右。综合各种评价方法理论上的优缺点并结合环境管理需求, 单因子评价法和综合水质标识指数法是两种优选方法, 在水环境质量评价中可以组合使用。     

基于GIS的人居环境自然适宜性研究——以关中—天水经济区为例

选取地形、气候、水文、植被等自然因子,建立1 km×1 km栅格单元的人居环境基础数据库,构建了基于人居环境指数的关中-天水经济区人居环境自然适宜性评价模型,采用GIS技术,定量评价了该地区的人居环境自然适宜性,揭示了关中-天水经济区人居环境的自然格局与地域特征.研究表明:关中-天水经济区人居环境指数整体呈现由东南向西北递减趋势,人居环境指数可以综合反映区域人居环境的自然适宜程度;关-天地区人口明显集中分布于人居环境适宜程度较高的地区.评价结果显示,关-天地区人居环境-般适宜区和比较适宜区面积最大,接近全区总面积的95.09%,相应人口最多,占全区总人口的96.19%.     

郑州-洛阳地区史前连续文化聚落的 K-means聚类挖掘研究

利用K-means聚类算法和GIS组件SuperMap Objects,开发了基于连续文化序列的空间数据挖掘系统,运用该系统对郑州—洛阳地区史前3个连续文化时期的聚落进行数据挖掘,提取聚落遗址群的聚类规则。通过对聚类规则的分析可知,在仰韶文化后期和龙山文化时期,那些靠近聚落群中心且面积较大的高等级聚落,在位置和交通方面都具有很大的优越性,具备中心聚落的特点,成为中心聚落的潜力大,有发展成为王都的趋势。     

环嵩山地区史前聚落分布时空模式研究

本文利用GIS空间分析、模型分析,按照裴李岗（9000-7000 aBP）、仰韶（7000-5000 aBP）、龙山（5000-4000 aBP）、夏商（4000-3000 aBP）4个时期对环嵩山地区史前（9000-3000 aBP）聚落的空间分布形态、演化特征及其形成机制进行研究与分析,提出了一套适应于史前聚落时空分布模式研究的分析方法。结果表明：① 环嵩山地区裴李岗、仰韶、龙山、夏商4个时期史前聚落均具有集聚型空间分布特征,其中裴李岗和夏商时期聚落分别具有2个集聚中心,仰韶和龙山时期聚落分别具有3个集聚中心;② 区域史前聚落空间分布重心具有由南向北迁移的特征。裴李岗时期聚落以分布于南部地区为主,仰韶聚落分布重心开始向北部迁移,这种态势在龙山时期仍在持续。夏商时期,聚落分布形成了以嵩山北部为重心的东西分异特征;③ 史前聚落空间分布总体形态及演化特征的形成与自然环境条件与人类文化演进关系密切。以狩（渔）猎采集为主的经济形态使得裴李岗聚落主要分布于近山丘陵岗地与近水高台地两种地貌单元。全新世中期温暖湿润的气候条件对于南部平原地区影响较大,近山地区地势较高、顶面平坦的地貌单元成为仰韶、龙山时期聚落营建与开展农业生产理想的场所。夏商时期社会形态的复杂化使得聚落具有围绕都邑性中心聚落集中分布的趋势,嵩山北部也成为聚落分布的核心区域。     

地理探测器在史前聚落人地关系研究中的应用与分析

遗址—河流距离是史前聚落遗址人地关系研究的重要内容。本文以河南省卢氏县为例,引入地理探测器模型,采用基于P_D,H 值计算的连续性地理数据最优离散法,获取遗址—河流相关性定量数值,讨论和总结模型中等间距(EI)、百分位(QV)、自然断点(NB)、几何间隔(GI)4 种分类方法,分别在裴李岗时期、仰韶前期、仰韶后期、龙山时期所表现的性能及适用情况;并在此基础上揭示聚落的结构、发展规律、分布和范围规律。研究结果表明:①4个文化时期分别采用NB、QV、NB、GI及其分类数分别为8,8,8,6 时,为离水距离因子的最优离散。该因子对遗址密度分布的决定力分别为39.5%、70.8%、73.0%和59.8%;②洪水切割作用导致河岸两旁的阶地逐渐崩塌,阶地的面积越来越小,古人类为了赢得更多的生存空间,将遗址沿河散开呈条带装分布。当阶地面积小到一定程度,聚落沿河流长度扩展的成本过高,便开始向远离河流部分扩张,因此离河距离因子呈先升后降;③从Q 值提升强度看,NB/EI>GI>QV;从提升效率看,EI/GI>NB>QV;从决定力大小来看,GI>QV/NB>EI;④聚落结构由裴李岗时期的简单、稀疏和松散不断发展,分别在仰韶前、后期和龙山时期出现两极化、三段式,聚落发展影响因素由人口数量增长变为社会内部结构变化,聚落的分布和古人类活动范围距河流约正常人步行1~2.5 h 的距离,且不断扩大。     

环嵩山地区史前时期聚落选址与水系关系研究

采用GIS空间分析方法,按照裴李岗、仰韶、龙山、夏商4个时期对环嵩山地区史前时期聚落选址与水系关系进行分析。结果表明:聚落选址与水系存在密切的关系:(1)聚落选址偏好最强的地区位于距河流水平距离为200~300 m的地区,聚落分布数量随着距离水系水平距离的增大而减少,而且聚落选址距离水系的水平距离基本不超过3 km。(2)距离水系垂直距离为20 m的范围内是聚落选址偏好程度最强的地区,聚落分布数量随着距离河流垂直距离的增加而减少,距离水系垂直距离太大,不利于古人取水,垂直距离超过40 m无聚落分布,说明聚落选址对距离水系垂直距离的偏好度在40 m以内。(3)聚落选址偏好随着水系级别的增大而降低,裴李岗时期、龙山时期、夏商时期3级水系附近聚落密度最大,而仰韶时期1级水系附近聚落密度最大。有可能因为在仰韶时期,气候属于暖湿期,相对于其他3个时期来说,降水较多,3级水系水流量可能较大,没有1级水系附近的居住环境稳定。     

无定河流域全新世中期人类聚落选址的空间分析及地貌环境意义

以无定河流域的数字高程模型为主要研究对象,利用地理信息系统软件进行空间分析,与陕西北部无定河流域龙山时期遗址的分布位置叠置和聚类分析,讨论聚落选址与地貌类型、距河流水平距离、河网等级等6个地形地貌因子之间的关系。结果发现,全新世中期无定河流域人类在聚落选址时,对水文条件、地貌和地面坡度条件有较强的倾向性,而对地面朝向无明显倾向性。选址时选择地形地貌影响因子的优先顺序为:地貌类型、遗址距河流距离、遗址处地面坡度、遗址处河流等级、遗址处地面朝向。     

河南省史前人类遗址的时空分布及其驱动因子

基于ArcGis10.0 平台分析了河南省史前时期的仰韶文化遗址和龙山文化遗址的空间分布、濒河性、空间集聚度等指标。结果显示,18.8%的仰韶期遗址分布在河流的1 km缓冲区内,而龙山期遗址只有16.5%,其濒河性呈减弱趋势。豫西山区、南阳盆地、颍河-淮河地区龙山期遗址的空间集聚度比仰韶期分别增加了0.006,0.016 和0.021,暗示龙山时期的自然条件逊色于仰韶期导致人类活动范围受到局限。遗址密度3-D分析表明,河南地区史前人类活动格局从仰韶期的“单核型”演化为龙山时期的“多核型”。这种空间格局的变化可能与5.4 kaBP降温事件相关,而且龙山期的气候特征与仰韶时期相比显得温凉、干燥,加之农业生产技术的进步和人口增加促使史前人类活动核心区从豫西山区向豫东平原和豫北平原地区扩散。同时4.0 ka BP前后河南地区的干旱、洪水、低温等自然灾害频发亦加速了人类活动范围的快速扩展,并且石家河、大汶口、关中等史前文化类型向河南地区的渗透,造成河南龙山文化类型的多元化和空间分布的复杂化。而全新世早期的裴李岗遗址和晚期的二里头遗址数目较少且均匀分布于嵩山两翼,初步推测环嵩山地区是河南史前文化的肇源地区。