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。     

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.     

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。     

环嵩山地区史前聚落群划分研究

以环嵩山地区史前聚落为研究对象,以GIS技术为支撑,考虑聚落间的空间关系及地形与水系对聚落群的影响,改进K-medoids方法,利用聚落的加权距离代替欧氏距离,将环嵩山地区史前聚落划分为三大聚落群。伊河、洛河、涧河流域的聚落群从裴李岗到龙山时期古人的生产活动越来越活跃,从龙山到夏商时期,有可能受到不可抗拒的自然环境变化的影响而逐渐走向衰退。沙河、汝河流域聚落群4个时期的聚落数量均较少,说明不太适合古人类居住。贾鲁河、双洎河、颍河流域的聚落群从裴李岗到夏商时期,聚落数量不断增加,说明该地区古人类的生产活动越来越活跃。通过聚落群划分研究,揭示史前聚落空间分布特征,更深入地了解史前人类的社会组织形式。     

环嵩山地区9000-3000aBP聚落分布与区域构造的关系

利用GIS叠置分析与统计分析,按照裴李岗、仰韶、龙山、夏商四个时期对环嵩山地区9000-3000 aBP 聚落分布特征与区域构造及地貌的之间关系进行分析。结果显示,早期聚落分布与区域构造存在密切的关系,构造活动深刻影响着区域地形的高低起伏与地势的陡峭和缓,而早期聚落选址对于平坦地形的偏好使得聚落分布时空特征形成过程中与区域构造密切相关。由于主要受正断层控制,环嵩山地区东部华北坳陷与嵩箕台隆地带呈整体抬升与下降特征,区域发育有大量断块山地丘陵、断陷盆地、平原等地势平坦的地貌单元,大量早期聚落分布于这一区域,甚至一些海拔较高、顶部平坦的山地、丘陵顶部也有早期聚落分布。而边缘地带的熊耳山、外方山、伏牛山等区域,由于多为褶皱控制的褶皱构造山地,区域平坦地形较少,早期聚落则分布较少。环嵩山地区9000-3000 aBP聚落分布与区域构造关系研究表明,早期人类与自然环境的交互作用中,环境起到基础性作用,其为人类活动提供了不同自然条件的多种舞台。而人类活动在这一过程中具有主观能动性,其通常依据自身的文化特征,选择适合自身发展的自然环境栖息、生活。     

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。     

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。     

河南裴李岗文化聚落空间集聚分析

聚落空间分布是聚落考古和环境考古研究的重要内容之一,利用空间模型分析区域聚落分布,可以揭示区域内聚落空间分布形式和聚落之间的空间关系,为重新认识和理解聚落文化提供参考。利用GIS技术的空间模型分析功能对河南裴李岗文化聚落的空间分布特征进行分析,认为河南裴李岗文化时期聚落在空间上具有集聚型分布特征,并且具有双中心集聚结构,即具有两个空间分布中心聚落,分别为登封市唐庄乡的向阳遗址与舞阳县马村乡的阿岗寺遗址。最后从区域聚落规模对比角度对该两处遗址成为空间中心聚落的可能性进行了分析,从模型分析和区域聚落规模对比分析结果,可以认为向阳遗址与阿岗寺遗址是河南裴李岗文化时期聚落分布中心。     

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。     

基于GIS的4kaB.P.气候事件前后甘青史前遗址分布分析

甘青地区齐家文化较前期的马家窑分布北界南缩,整体海拔变低,是对4 ka B.P.事件中气候干旱和气温降低的响应。齐家遗址较马家窑分布更为稀疏,遗址最短距离变大,对河流的依赖性降低,这一变化与齐家文化时期畜牧业比重的增加相关。密度分析表明4 ka B.P.前后,马家窑聚落的单核心凝聚模式演变为齐家的多核心模式,极端气候事件使得农业生产能力和资源状况恶化,部落间战争频发,战争可能对父权制度的形成和冶炼技术的进步产生了一定的促进作用,在一定程度上导致甘青史前社会向复杂化发展。     

The study of size-grade of prehistoric settlements in the Circum-Songshan area based on SOFM network

Choosing site area, cultural layer thickness, significant relics and significant remains as the variables, we applied cluster analysis to the ancient settlements of four cultural periods, respectively, which were Peiligang, Yangshao, Longshan and Xiashang, in 9000–3000 a BP, around Songshan Mountain. Through application of the SOFM (self-organizing feature map) networks, every type of ancient settlements was classified into different size-grades. By this means, the Peiligang settlements were divided into two grades, Yangshao and Longshan settlements were divided into three grades, respectively, and Xiashang settlements were divided into four grades. The results suggested that the size-grade diversity of ancient settlements was not significant during the Peiligang period in this area. Around the middle-late Yangshao period (5000 a BP), the size-grade diversity of ancient settlements began to appear, a process that continued during the Longshan period and finally matured in the Xiashang period. Moreover, the results reflected the regional differences in cultural characteristics in a particular period, which were mainly represented in that there were three Peiligang cultural systems distributed in different areas. Such differences also existed in the spatial distributive characteristics between the Xia and Shang cultures. Based on the size-grade study of ancient settlements in the Circum-Songshan area, it was found that the SOFM networks method was very suitable for size-grade classification of ancient settlements, since, using this method, adjacent cells would compete and learn from each other, a benefit that reduced the effect on classification by the inaccuracy of site acreages.     

4.2~3.5kaBP嵩山南麓聚落的时空特征及其演化模式

用GIS方法和既有的考古资料研究了嵩山南麓颖河上游和双洎河上游龙山晚期和夏商期聚落的时空特征。受距今4000年前降温事件影响,嵩山南麓地区的史前聚落在夏商期对地貌的选择与龙山晚期有显著差异,而且两个时期聚落的R-S分布也从多要素竞争型向单因素支配型转变;对聚落在龙山晚期和夏商期的域面进行的泰森分析表明,环境变迁对聚落域变化幅度的影响在颍河上游大于双洎河上游。根据影响聚落分布的自然和文化因子,文章认为龙山晚期的聚落空间结构演化表现为文化选择型模式,反映了人本主义的规划法则,而夏代早期的聚落结构则表现出环境选择型的某些特征。基于此演化序列,文章最后归纳了气候转折期史前聚落演化的两种模式。     

渭河流域全新世环境演变对人类文化发展的影响

通过对渭河流域10000 多年来环境资源演变的高分辨率实验数据资料和考古文献资料的分析, 探讨了全 新世以来, 渭河流域人类文化的演进与环境演变之间的耦合关系。分析表明:在8 500～3 100 a B.P.全新世大暖期, 渭河流域水、土、生物资源条件优越, 人类逐步形成了原始定居旱作农业类型文化, 从而奠定了渭河流域农业文明 的基础; 其间4 000～3 000 a B.P., 渭河流域北部的农牧交错带, 由于气候的逐渐冷干化, 导致水、土、生物资源退化, 造成旱作农业土地利用方式由游牧业取而代之; 在3 100 a B.P, 由于季风格局的突变, 整个渭河流域进入了一个相 对干旱缺雨、成壤环境的恶化时期, 环境的恶化导致了水土资源的退化, 大大动摇了旱作农业和游牧业的经济基 础, 影响了先周和西周社会的发展。     

渭河流域东部全新世环境演变与古文化发展的关系研究

 在对渭河流域东部全新世黄土剖面磁化率、粒度、Rb/Sr、CaCO3等气候指标测定分析的基础上,结合已测定的光释光（OSL）年龄和古文化研究的最新成果,探讨了该区环境演变与人类古文化演进的历史及其相互关系。研究发现,在9.34~6.77 ka BP全新世最适宜的气候条件下,在7.80~7.30 ka BP出现了老官台文化,之后发育了仰韶早期文化;在全新世中期6.77~5.48 ka BP干冷气候初期出现了仰韶文化最繁荣的庙底沟类型文化;中后期随资源环境的持续恶化,该区出现了仰韶文化衰落的西王村类型文化;在全新世中晚期的5.48~3.12 ka BP气候再次发生好转推动了该区龙山文化的发展;4.60~3.76 ka BP期间频繁发生的洪水事件可能进一步强化了人地关系,并进而推动了该区文化进入夏商人类文明时期;3.12 ka BP以来趋于干冷的气候在推动该区人类文明进一步发展的同时,人类活动对环境影响的强度和范围也日益加大。渭河流域古文化得以延续发展至今,一方面说明气候环境的变化并未超越先民适应能力的范围,另一方面也说明渭河流域具有先民维持生存和发展的优越资源环境条件。     

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。