[發明專利]一種適用于超淺水域的無人化考古勘探方法

在審

• 申請號: 202010583896.6
• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN111538106A
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發明（設計）人: 臧凱;王澤冰;司久玉;趙法強;陳騰;張寧;吳治國
• 申請（專利權）人: 山東省物化探勘查院;山東省水下考古研究中心
• 主分類號: G01V11/00
• 分類號: G01V11/00;G01V3/08
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 王楠

本發明公開了一種適用于超淺水域的無人化考古勘探方法，屬于考古勘探及地球物理勘查技術領域，包括如下主要步驟：同步開展低空無人機航空攝影測量和航磁測量，獲得場地地形模型及區域磁場背景；規劃測網，并按照先空后地的順序，依次開展超低空無人機航磁及無人艇磁測，獲得多個不同高度層上的同源磁場數據；生成水表及超低空多種飛行高度上的磁測成果資料，結合區域磁場背景，定性分析磁異常成因；利用地形及當地磁參數約束條件，建立地下磁性異常體的反演模型，定量判定考古結果。本方法可高效地對具有磁物性差異的人文古跡進行大面積勘查。

技術領域

本發明涉及一種適用于超淺水域的無人化考古勘探方法，屬于考古勘探及地球物理勘查技術領域。

背景技術

中國的考古工作源遠流長，它既是古文化保護的重要手段，也是文化建設事業的重要組成部分。傳統陸地田野考古及水下考古體系均已較為成熟，一般通過前期多參數的面積性地球物理及測繪勘查手段發現局部可疑點，然后通過洛陽鏟或水下蛙人潛水等方式排查作業。這在第四紀地層覆蓋陸域和具有一定水深的近淺海發揮了很大作用，并取得了良好成效。但是，在水深小于1m的超淺水域(如大面積池塘、湖泊、河流等)，一般的地球物理、測繪及考古設備均不能通行并完成勘探任務，影響了可能存在的考古發現。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種適用于超淺水域的無人化考古勘探方法。

發明原理

存在人文活動的古跡，往往受殘存鐵器、夯土、煅燒遺址的影響，有微弱的磁異常存在，磁異常強度一般在幾nT(10^-9T)～幾百nT范圍內，這是利用地球物理勘查進行考古勘探的物性差異基礎。本方法利用低空無人機航空攝影配合超低空無人機航磁測量，外加水上無人艇磁測的系統方案，提供一種適用于池塘、湖泊、小型河流等超淺水域的前期磁法考古勘探方法，它在建立地表三維模型的基礎上，利用不同探測高度取得的同源磁測數據對比分析解譯，推斷可能存在的文物古跡遺址目標范圍，解決上述背景技術中提出的問題。

本發明的技術方案如下：

一種適用于超淺水域的無人化考古勘探方法，包括步驟如下：

(1)步驟一：同步開展低空無人機航空攝影測量和航磁測量(現有技術)，獲得場地地形模型及區域磁場背景；

(2)步驟二：以步驟一中獲得的場地地形模型為底圖，按照5m～100m等測線間隔規劃測網，并按照先空后地的順序，依次開展超低空無人機航磁及無人艇磁測(現有技術)，獲得2個以上不同高度層的同源磁場數據，所述高度層分布于水表及超低空；

(3)步驟三：根據步驟二獲得的水表及超低空多種飛行高度上的同源磁場數據，利用軟件生成水表及超低空不同高度層的磁測成果資料，所述磁測成果資料包括每個高度上的等值線平面圖、剖面平面圖、化極等值線平面圖，結合步驟一得到的區域磁場背景，確定磁異常區域，由工作人員對磁異常區域進行定性分析，所述定性分析為判斷磁異常區域為由潛在目標體引起或由自然地質體引起；

(4)步驟四：以步驟一獲得的場地地形模型及該地區理論磁參數約束條件，利用人機交互反演軟件建立地下磁異常體的反演地質模型，所述磁異常體是引起磁異常的客觀存在，而反演就是通過軟件由工作人員建立的去擬合磁異常體的人為模型，由該反演地質模型逼近磁異常體的形態，由工作人員判斷考古結果；

所述理論磁參數約束條件為該地區的地球磁場強度、磁偏角、磁傾角。這幾個參數是公開的，網上輸入地球上任何一點的經緯度和查詢時間，就能查到；一般的磁測綜合處理軟件也能計算。

所述“反演地質模型”是地球物理專有名詞，不存在固定模型和判別方式，每個地區有每個地區的反演模型，某個地區也可能有不同的反演模型。舉例而言，A地區的磁場反演模型是a，那么a是一個滿足A的擬合結果；也可能是b，那么b也是一個滿足A的擬合結果，有很多種結果可能都滿足A，所以不存在一一對應關系。