3D multiscale curvature analysis of tool edges as an indicator of cereal harvesting intensity
3D multiscale curvature analysis of tool edges as an indicator of cereal harvesting intensity
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工具边缘的 3D 多尺度曲率分析作为谷物收割强度的指标
DOI：
10.1016/j.jasrep.2020.102523
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发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Stemp, W. James
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Macdonald, Danielle A.;Bartkowiak, Tomasz;Stemp, W. James
农业生活方式的采用被认为是史前时期最重要的文化事件之一。对采石工具进行微磨损分析是记录近东向农业过渡的众多方法之一。传统上，这些微磨损分析依赖于光学显微镜的使用和磨损标准的视觉语言描述。除了传统的光学显微镜之外，正在进行的表面计量学应用用于表征微磨损痕迹的研究也促进了定量微磨损方法的发展。尽管对石磨微磨损抛光剂的量化进行了大量研究，但对工具刃口角度的量化以了解功能的研究相对较少。在本文中，我们使用焦点变化显微镜收集的数据测试了一种新方法，用于在多个尺度上量化采石工具边缘的面积曲率。这些计算基于沿工具边缘横截面测量的表面形貌的曲率张量。该方法允许计算每个位置和比例的最大和最小曲率。在本文中，我们分析了一组用作谷物收割工具的实验性微石，利用多标量区域边缘曲率的变化以数学方式记录收割强度（使用持续时间）。这项实验研究提出了一种记录使用过的石器边缘的新方法，这将有助于我们了解过去如何使用、整理和丢弃收割工具，从而深入了解早期农民的食物收集实践。
The adoption of an agricultural lifeway is considered one of the most significant cultural events in prehistory. Microwear analysis of stone harvesting tools is among the many approaches used to document the transition to agriculture in the Near East. Traditionally, these microwear analyses rely on the use of optical microscopy and visual-verbal descriptions of wear criteria. In addition to traditional optical microscopy, ongoing research into the applications of surface metrology for the characterization of microwear traces has contributed to the development of quantitative microwear methods. Despite significant research into the quantification of lithic microwear polishes, there has been comparatively little research on the quantification of tool edge angles to understand function. In this paper, we test a new method for the quantification of areal curvature of stone harvesting tool edges at multiple scales using data collected with focus variation microscopy. These calculations are based on curvature tensors of the measured surface topographies along tool edge cross sections. This method allows calculation of maximal and minimal curvatures at each location and scale. For this paper, we analyze a set of experimental microliths used as cereal harvesting tools using changes in multiscalar areal edge curvature to mathematically document harvesting intensity (duration of use). This experimental research presents a new method for documenting used stone tool edges that will contribute to our understanding of how harvesting tools were used, curated, and discarded in the past, giving insight into the food collection practices of early farmers.
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