基于赤足跡度量分析的方法研究*

張建功，湯澄清，王 東

（中國刑事警察學院，遼寧 沈陽 110035）

1 研究背景

足跡是犯罪現場最常見的痕跡物證之一，在確定一個人的身份方面起著重要作用，因此，對其檢驗至關重要。按足跡造痕客體分類可以分為赤足足跡，穿鞋足跡和穿襪足跡，赤足足跡在夏季出現概率較高，且南方多于北方，室內多于室外，通過觀察和比較現場赤足足跡與行兇者足跡的形態特征，可以建立聯系。這些足跡可能會以二維或三維的形式出現，這取決于足跡所在的承痕客體，因此會采用不同的方法和技術來識別可疑的足跡[1-3]。

本文重點討論了用于分析足跡的不同方法，所有這些方法的適用性取決于可利用的犯罪現場證據類型。度量足跡分析方法側重于對犯罪現場可用的赤足跡證據進行一些幾何測量，包括長度、寬度和角度。將這些測量值和距離與特定案件中嫌疑人的相同測量值進行比較，對測量值的評估和比較可能決定是否將嫌疑人排除在犯罪現場之外。足跡的度量分析也可以進一步用于建立足跡測量值與其他身體參數之間的聯系，如身高、體重和性別等，為利用已知足跡進行分析比較和確定嫌疑人信息提供了基礎。

2 評估足跡的不同分析方法

2.1 古恩方法

20 世紀70 年代的加拿大醫生諾曼·古恩博士制定了一種涉及對足跡進行某些線性測量的方法，以協助破案。他設計了一個系統，在醋酸薄片上畫六條線，薄片放在樣品上，利用其中五條線測量從每個腳趾點到足跟的長度，第六條線測量足跖部分的寬度，然后用標準比例尺仔細測量這些測量值，并進一步與嫌疑人的腳印進行比較。

但只有足跡清晰完整時，古恩方法才適用，如果足跟部分丟失或損壞，那么用于分析整個腳印的技術將不適用。因此，建立了一個擴展版本對殘缺足跡進行測量，從作為測量足跡的長度和寬度的參考點的任何一點勾勒出相同的6 條線，然后進行上述操作。

2.2 羅賓斯的對角線和平行軸法

羅賓斯在1978 年設計了一種分析測量足跡的方法，通過使用平行線和對角線來確定足跡不同部分的長度。該方法包括對二維和三維足跡的分析測量，測量數據包括長度、寬度和角度。她遵循不同的方法來分析測量足跡，例如，對于二維足跡，制作透明公制網格用于測量平行軸向長度和對角線軸向長度，網格的底部作為零點，用于標記其左側和右側，中心有一條垂直線作為指定縱向軸，并被視為零點。在分析足跡時，網格的位置會使網格的中心、足跟的兩側和第一足趾的最外側邊緣排列成一條垂直直線。然后畫一條垂直于縱軸的基線，測量出每個腳趾的長度。

在沒有網格的情況下，可以使用直尺和量角器手動繪制縱軸和基線：為了計算平行軸向長度，從每個腳趾的末端到基準線，作了一系列與縱軸平行的5 條線。同樣，為了計算對角線軸向長度，從腳趾兩側到每個腳趾的尖端繪制對角線，除此之外，還對足跡某些數據進行長度測量和寬度測量，以下分別予以介紹。

2.2.1 長度測量

1） 趾墊長度。

2） 腳趾長度。

3） 足跟到足跖的長度。

4） 足跟到足弓的長度。

5） 足跟長度。

2.2.2 寬度測量

1） 腳趾寬度（腳趾最內側和最外側之間的距離）。

2） 足跖寬度。分為兩部分，即水平寬度和對角線寬度。這兩個測量值都是從足跖的內側跖骨點開始測量的。前一個寬度垂直于縱軸，后一個寬度標記到外側跖骨點。

3） 足跟寬度。分為兩個部分，即水平寬度和對角線寬度。這兩個測量值都是從足跟的外側跟骨結節處開始測量的。前一個寬度垂直于縱軸，后一個寬度標記到跟骨凹處。

2.3 疊加方法

斯梅雷基和洛夫喬伊在1985 年描述了一種定性技術，法醫專家在現場發現的指紋上蓋了一張透明的紙，用筆仔細地標記出指紋的輪廓，然后將在紙上獲得的指紋輪廓形態轉移到樣本指紋上，以找出兩者的相似點和不同點。這種方法可用于比較在犯罪現場發現的任何類型的指紋（完整或部分）。

2005 年，約翰·迪馬喬對這一技術進行了改革，他引入了一些描述性術語，如形態識別線和足區。這些術語被進一步添加，作為描述赤足跡印痕上形態特征的代表。這種方法不使用線性測量或角度測量，而是依賴于足跡周圍輪廓的標記。隨著足跡的形狀和大小，還可以觀察到足跡的更多細節特征，比如腳趾的形狀、，足跡的損傷或疤痕等。

2.4 光學中心法

1987 年，溫克爾曼在一個案例研究中說明了一種手動將畫在透明紙上的同心圓覆蓋在足跡上的方法。直接畫圓的方法沒有使用，因為它可能會損壞所發現的足跡。肯尼迪在2003 年進一步修訂了這種方法，用光學中心代替連接足趾和足跟頂點的線條。肯尼迪將足跡掃描到AutoCAD 軟件中，這些光學中心是通過數字化方式施加的。從足趾的這些光學中心點到足跟的中心點，形成了幾條線。由于在足跖內側和外側都不可能有圓圈，因此，它們就只有一條直線測量寬度。

2.5 羅西的足部測量系統

羅西在1992 年發明了一種方法，其重點是在測量足跡的同時確定足跟的最后側，以保持方法的可靠性。該過程包括繪制兩個切線，即一個從足跟的內側到足跖的內側，另一個從足跟的外側到足跖的外側，這些切線相交于一點，為其他線性測量提供了參考點。

2.6 卷軸方法

莎拉在2012 年開發了一種更有效、更可靠的方法來測量足跡。她認為，由于現在存在的所有方法都存在差異，因此需要開發一種有助于識別的方法，為未來的研究提供一個模型。在這個系統中，一個“無墨水鞋印套件”被用來實現足跡的二維靜態打印和動態打印，所獲得的打印結果將被掃描并使用愛普生掃描儀進行數字化，并進一步轉移到軟件“GNU 圖像處理程序（GIMP） 2.2.17 版”進行評估。利用先前的文獻，對掃描打印圖進行不同的長度、寬度和角度測量。將足跡的內外切線平分線作為中心軸，使用軟件將網格疊加在打印圖上，足跡的中心軸與網格的垂直軸對齊。打印對齊后，在足跟的底部和它的交集中心軸標記一條水平線作為其他測量數據的參考點。從掃描打印圖中提取的長度、寬度和角度測量值如下。

2.6.1 線性測量

1） 從足跟底部到第一個趾尖的長度線。

2） 從足跟底部到第二個趾尖的長度線。

3） 從足跟底部到第三個趾尖的長度線。

4） 從足跟底部到第四個趾尖的長度線。

5） 從足跟底部到第五個趾尖的長度線。

6） 跖趾關節的寬度（前腳印最寬的部分）。

7） 跟骨的寬度（橫跨足跟最寬的部分）。

2.6.2 角度測量

1） 足跡角（內切線、跖骨區域最內側點與足弓凹陷頂點之間的角度）。

2） 遠端跖骨角（分隔跖骨和腳趾印的跖骨脊的偏斜角）。

3） 2～4 個底角（從第二趾底部到第四趾底部的傾斜角）。

4） 2～5 個腳趾角（從第二個趾尖到第四個趾尖的傾斜角）。

5） 1～5 個腳趾角（從第一個腳趾尖的頂端到第五個腳趾尖的頂端的傾斜角度）。

表1 簡要描述了不同研究者評估足跡的不同分析方法。

表1 不同研究者評估足跡的不同分析方法

3 方法的可靠性與差異性分析

對犯罪現場足跡進行不同的測量分析，并在比較和評估過程中與多個嫌疑人進行比較，在這個過程中，每一個幾何維度都是根據犯罪現場足跡從各個方面與嫌疑人進行比較。據了解，這些方法可能沒有100%的足跡重現率，但這些方法可以幫助鑒定人員排除或確定犯罪現場的嫌疑人。

通過對這些方法進行比較分析，除了光學中心法和卷軸方法之外，其他所有方法都是手動或直接對墨跡進行計算分析的，這可能會導致不同鑒定人員對其分析計算時產生人工誤差。而由于光學中心法和卷軸方法分析的是足跡的掃描圖像，因此，它們的可靠性比其他方法高一個等級。但是，當比較光學中心法和卷軸方法的時候，后者在可靠性和有效性方面處于領先地位，這是因為光學中心法涉及到的光學中心的繪制從而可能每個鑒定人員在觀察時都不相同[4-6]。

4 結束語

隨著社會的發展和科技的進步，犯罪行為呈現出新的特點和規律，為了有效識別犯罪個體、提升破案效率，許多利用足跡識別人身的方法和技術已經被設計出來，這也有助于更好地理解個體足跡的形態差異。在許多用于足跡分析的方法中，卷軸方法被發現是最廣泛使用和比較足跡證據的技術。然而，其他分析足跡的方法也各有優勢，因此有必要建立一種官方的標準方法，可供現場勘察人員工作時使用，以便提高現場足跡的重現率。