三维重建技术背景下的克什克腾旗吉日边堡调查与初步研究

李志鹏　郭天祎　滕玉磊　周伟　李鹏

摘 要：通过运用三维重建技术，结合吉日边堡与金界壕遗址的位置关系，可知其是金代时期界壕边堡遗址。吉日边堡选址位置优越，体现出军事防御功能，其与周边的色尔崩堡址、敖伦诺尔堡址、阿尔默勒黑图诺尔等沿线堡址共同构成克什克腾旗界内金界壕防御体系，吉日边堡为研究金代界壕边堡遗迹及其防御体系提供了良好研究范例。

关键词：三维重建技术;吉日边堡;金界壕

吉日边堡（旧称“石门子堡址”）位于内蒙古自治区赤峰市克什克腾旗白音查干苏木吉日嘎查东北2千米处，距金界壕遗址直线距离1.9千米。堡址中心地理坐标：东经117.24870786°，北纬43.70857476°，海拔高度1472.4米。该堡址于1988年克什克腾旗博物馆配合第二次文物普查时首次发现，并命名为“石门子堡址”，2001年改为“吉日边堡”（图1）。当年调查报告记，“堡址平面呈方形，边长326米。夯筑土墙，基宽6米，顶宽1.5米，高2米。南墙正中开门，宽10米，外加筑瓮城。四角有角台。四面墙上各有马面2个。堡外掘有两道壕，间距4米，壕宽4米，深2米。堡内中南部有建筑址多处”①，为金界壕防御体系中较为典型的一座边堡。

2021年7月，内蒙古民族大学西辽河流域历史文化研究中心前往内蒙古赤峰市克什克腾旗，运用多视角影像三维重建技术对克什克腾旗境内数座现存金代时期界壕边堡遗址进行了航拍数据采集，并依据采集数据进行3D数字建模，又获得了关于克什克腾旗金代界壕边堡遗址的最新数据信息，现简报如下。

1 城址调查

1.1 数据采集

本次数据采集，使用大疆精灵4RTK航拍器进行低空飞行拍摄，飞行高度80米，焦距长度8.8毫米，分辨率为5472×3648，地表覆盖600米×600米。此次航拍飞行路线为南北交替依次飞行，飞行轨迹成网格状。后期将所采集数据传输至地面工作站进行数据整合、加工及处理，运用DJI Terra和AgisoftPhotoScan Professional软件建立吉日边堡三维影像数字模型，堡址模型生成后，通过Global Mapper软件生成高程图和等高线图，最终建立城址三维数字模型（图2、图3）。

1.2 数据分析

边堡形制和规格：城址平面呈菱形，整座堡址结构清晰，保存情况较好。该堡址为黄土夯筑，城内部有建筑遗址多处，现存城墙基宽6～7米，上宽约1.5～1.8米，城墙高2～3米;堡址功能区保存较好，现存马面8个，每个城墙各存有2个，并对称分布;角楼4个，分布在堡址四个城墙拐角衔接处;堡址南开一城门，宽约10米，外加筑半圆形瓮城;堡址外侧沿城墙存有环壕，围绕堡址一周而成。

经过数据采集及后期数据处理，通过DJI Terra软件测绘可得知，吉日边堡东城墙长324.16米，南城墙长332.55米，西城墙长324.99米，北城墙长323.95米，堡址周长1305.65米，面积约99707平方米，该堡址城门外侧筑有一半圆形瓮城，瓮城东西长约46.37米，南北长约32.14米。边堡共有马面8个，均匀分布在四个城墙之中，东城墙两马面距离84.57米，南城墙两马面距离116.94米，西城墙两马面距离78.52米，北城墙两马面距离84.23米，就周长、面积等各项数据而言，该堡址属于中大型城址。

环壕：在吉日边堡外围清晰可见两道凸起，围绕堡址一周交接而成，是为环壕。通过后期对边堡三维模型的测量可得出环壕与城墙、环壕与环壕之间距离的准确数值。环壕边长数据分别如下：东壕南段部分城墙损毁，边长剩余332.74米，南壕东段少部分受河流侵蚀，部分城墙损毁，边长剩余297.84米，西壕边长358.19米，北壕边长344.51米。堡址外所筑内壕与堡址城墙之间距离如下（顺时针计算）：①内壕距东城墙距离：距东城墙马面位置（北侧）23.91米、（南侧）29.74米。②内壕距南城墙距离：距南城墙马面位置（东侧）23.59米、（西侧）27.08米，距南城墙瓮城位置31.43米。③内壕距西城墙距离：距西城墙角楼（南侧）25.45米、（北侧）23.64米，距西城墙马面（南侧）29.62米、（北侧）26.97米。④内壕距北城墙距离：距北城墙马面（西侧）25.39米、（东侧）27.42米，距北城墙角楼（东侧）27.42米，整体数值在23.59米至31.43米之间。堡址外所筑外壕与堡址城墙之间距离如下（顺时针计算）：①外壕距东城墙距离：距东城墙马面位置（北侧）35.82米、（南侧）40.56米。外壕距南城墙距离：距南城墙马面位置（东侧）34.13米、（西侧）37.53米，距南城墙瓮城位置51.44米。②外壕距西城墙距离：距西城墙角楼（南侧）35.86米、（北侧）42.15米，距西城墙马面（南侧）40.05米、（北侧）37.75米。③外壕距北城墙距离：距北城墙马面（西侧）39.35米、（东侧）36.25米，整体数值在34.13米至51.44米之间;内、外壕之间存有一定间隙，以东城墙为始，距离分别为：3.96米，4.59米，4.13米，4.27米，6.62米，整体数值在3.96米至6.62米之间（图4）。

此外，堡址外环壕围绕堡址一周，形状规格大体与堡址相似，围绕马面、瓮城略有凸起，经测量其之间数据如下，外壕：东城墙一侧为59.36米，南城墙一侧为101.96米，西城墙一侧为57.33米，北城墙一侧为65.06米，整体数值在57.33米至101.96米之间。内壕：东城墙一侧为71.89米，南城墙一侧为117.43米，西城墙一侧为72.6米，北城墙一侧为78.34米，整体数值在71.89米至117.43米之间。

2 初步结论

基于地表调查与三维数字模型结果分析，我们可以初步得出以下结论。

2.1 形制和规格

通过本次数据采集及处理，对吉日边堡数据有了新的发现。形制上，该堡址呈菱形，整体北偏西约13°，纠正了二普资料中堡址呈方形的说法，补充了二普资料中堡址的方位及角度。规格上，该堡址四道城墙长度不一，东城墙长324.16米，南城墙长332.55米，西城墙长324.99米，北城墙323.95米，周长1305.65米，面积约99707平方米，纠正了二普资料中堡址边长均为326米的说法，补充了堡址的周长及面积数据。堡址外现存有环壕，以东城墙为始，间距分别为：3.96米、4.59米、4.13米、4.27米、6.62米，整体数值在3.96米至6.62米之间，补充纠正了二普资料中环壕间距4米、宽4米的说法。对环壕现存长度及内外环壕距各城墙之间的距离进行了测量并得出准确数据，补充了二普资料中的空白。

2.2 选址及与周边城址的关系

吉日边堡距金界壕遗址1.9千米，从地理位置可判断出隶属于金界壕防御体系之中，此堡当属金代界壕边堡无疑。该边堡地处山地、平原及河流交错地带，其以东2千米为地势较为突出的山脉，行人、车辆不易通行，堡址以南为查干河，水流湍急，地势险峻，在选址上具有明显的军事防御作用。此外在吉日边堡周边还分布有其他数座边堡遗址，其西南方向为敖伦诺尔堡址、阿尔默勒黑图诺尔堡址、乌兰苏堡址等，东北方向为色尔崩堡址、沙胡筒堡址等，諸多堡址彼此相互协防，构成一道强有力的防御体系。

3 结语

吉日边堡是内蒙古赤峰市克什克腾旗地区目前所发现的结构形制保存完好、规模较为大型的边堡遗址，为研究金代界壕边堡遗迹及其防御体系提供了良好研究对象，具有较高的学术研究价值。三维重建是目前城址调查研究中最为便捷且耗时短、成本低的一项技术，对古代遗迹三维影像重建，可使我们更为直观系统地了解遗迹本身的特点及其与周边遗迹的内在联系，现代技术与古代遗存相结合，可使我们更科学地获得关于古代遗迹本身真实、准确的数据信息，提高了我们对古代遗存认知的准确度，开拓了古代城市遗址研究的新视野，同时也可提供研究的新方法，该技术本身具有操作简单、成本低廉、效果突出的特点和优势，为古代城市遗址调查与研究提供了良好的范例。