基于赤足迹度量分析的方法研究*

张建功，汤澄清，王 东

（中国刑事警察学院，辽宁 沈阳 110035）

1 研究背景

足迹是犯罪现场最常见的痕迹物证之一，在确定一个人的身份方面起着重要作用，因此，对其检验至关重要。按足迹造痕客体分类可以分为赤足足迹，穿鞋足迹和穿袜足迹，赤足足迹在夏季出现概率较高，且南方多于北方，室内多于室外，通过观察和比较现场赤足足迹与行凶者足迹的形态特征，可以建立联系。这些足迹可能会以二维或三维的形式出现，这取决于足迹所在的承痕客体，因此会采用不同的方法和技术来识别可疑的足迹[1-3]。

本文重点讨论了用于分析足迹的不同方法，所有这些方法的适用性取决于可利用的犯罪现场证据类型。度量足迹分析方法侧重于对犯罪现场可用的赤足迹证据进行一些几何测量，包括长度、宽度和角度。将这些测量值和距离与特定案件中嫌疑人的相同测量值进行比较，对测量值的评估和比较可能决定是否将嫌疑人排除在犯罪现场之外。足迹的度量分析也可以进一步用于建立足迹测量值与其他身体参数之间的联系，如身高、体重和性别等，为利用已知足迹进行分析比较和确定嫌疑人信息提供了基础。

2 评估足迹的不同分析方法

2.1 古恩方法

20 世纪70 年代的加拿大医生诺曼·古恩博士制定了一种涉及对足迹进行某些线性测量的方法，以协助破案。他设计了一个系统，在醋酸薄片上画六条线，薄片放在样品上，利用其中五条线测量从每个脚趾点到足跟的长度，第六条线测量足跖部分的宽度，然后用标准比例尺仔细测量这些测量值，并进一步与嫌疑人的脚印进行比较。

但只有足迹清晰完整时，古恩方法才适用，如果足跟部分丢失或损坏，那么用于分析整个脚印的技术将不适用。因此，建立了一个扩展版本对残缺足迹进行测量，从作为测量足迹的长度和宽度的参考点的任何一点勾勒出相同的6 条线，然后进行上述操作。

2.2 罗宾斯的对角线和平行轴法

罗宾斯在1978 年设计了一种分析测量足迹的方法，通过使用平行线和对角线来确定足迹不同部分的长度。该方法包括对二维和三维足迹的分析测量，测量数据包括长度、宽度和角度。她遵循不同的方法来分析测量足迹，例如，对于二维足迹，制作透明公制网格用于测量平行轴向长度和对角线轴向长度，网格的底部作为零点，用于标记其左侧和右侧，中心有一条垂直线作为指定纵向轴，并被视为零点。在分析足迹时，网格的位置会使网格的中心、足跟的两侧和第一足趾的最外侧边缘排列成一条垂直直线。然后画一条垂直于纵轴的基线，测量出每个脚趾的长度。

在没有网格的情况下，可以使用直尺和量角器手动绘制纵轴和基线：为了计算平行轴向长度，从每个脚趾的末端到基准线，作了一系列与纵轴平行的5 条线。同样，为了计算对角线轴向长度，从脚趾两侧到每个脚趾的尖端绘制对角线，除此之外，还对足迹某些数据进行长度测量和宽度测量，以下分别予以介绍。

2.2.1 长度测量

1） 趾垫长度。

2） 脚趾长度。

3） 足跟到足跖的长度。

4） 足跟到足弓的长度。

5） 足跟长度。

2.2.2 宽度测量

1） 脚趾宽度（脚趾最内侧和最外侧之间的距离）。

2） 足跖宽度。分为两部分，即水平宽度和对角线宽度。这两个测量值都是从足跖的内侧跖骨点开始测量的。前一个宽度垂直于纵轴，后一个宽度标记到外侧跖骨点。

3） 足跟宽度。分为两个部分，即水平宽度和对角线宽度。这两个测量值都是从足跟的外侧跟骨结节处开始测量的。前一个宽度垂直于纵轴，后一个宽度标记到跟骨凹处。

2.3 叠加方法

斯梅雷基和洛夫乔伊在1985 年描述了一种定性技术，法医专家在现场发现的指纹上盖了一张透明的纸，用笔仔细地标记出指纹的轮廓，然后将在纸上获得的指纹轮廓形态转移到样本指纹上，以找出两者的相似点和不同点。这种方法可用于比较在犯罪现场发现的任何类型的指纹（完整或部分）。

2005 年，约翰·迪马乔对这一技术进行了改革，他引入了一些描述性术语，如形态识别线和足区。这些术语被进一步添加，作为描述赤足迹印痕上形态特征的代表。这种方法不使用线性测量或角度测量，而是依赖于足迹周围轮廓的标记。随着足迹的形状和大小，还可以观察到足迹的更多细节特征，比如脚趾的形状、，足迹的损伤或疤痕等。

2.4 光学中心法

1987 年，温克尔曼在一个案例研究中说明了一种手动将画在透明纸上的同心圆覆盖在足迹上的方法。直接画圆的方法没有使用，因为它可能会损坏所发现的足迹。肯尼迪在2003 年进一步修订了这种方法，用光学中心代替连接足趾和足跟顶点的线条。肯尼迪将足迹扫描到AutoCAD 软件中，这些光学中心是通过数字化方式施加的。从足趾的这些光学中心点到足跟的中心点，形成了几条线。由于在足跖内侧和外侧都不可能有圆圈，因此，它们就只有一条直线测量宽度。

2.5 罗西的足部测量系统

罗西在1992 年发明了一种方法，其重点是在测量足迹的同时确定足跟的最后侧，以保持方法的可靠性。该过程包括绘制两个切线，即一个从足跟的内侧到足跖的内侧，另一个从足跟的外侧到足跖的外侧，这些切线相交于一点，为其他线性测量提供了参考点。

2.6 卷轴方法

莎拉在2012 年开发了一种更有效、更可靠的方法来测量足迹。她认为，由于现在存在的所有方法都存在差异，因此需要开发一种有助于识别的方法，为未来的研究提供一个模型。在这个系统中，一个“无墨水鞋印套件”被用来实现足迹的二维静态打印和动态打印，所获得的打印结果将被扫描并使用爱普生扫描仪进行数字化，并进一步转移到软件“GNU 图像处理程序（GIMP） 2.2.17 版”进行评估。利用先前的文献，对扫描打印图进行不同的长度、宽度和角度测量。将足迹的内外切线平分线作为中心轴，使用软件将网格叠加在打印图上，足迹的中心轴与网格的垂直轴对齐。打印对齐后，在足跟的底部和它的交集中心轴标记一条水平线作为其他测量数据的参考点。从扫描打印图中提取的长度、宽度和角度测量值如下。

2.6.1 线性测量

1） 从足跟底部到第一个趾尖的长度线。

2） 从足跟底部到第二个趾尖的长度线。

3） 从足跟底部到第三个趾尖的长度线。

4） 从足跟底部到第四个趾尖的长度线。

5） 从足跟底部到第五个趾尖的长度线。

6） 跖趾关节的宽度（前脚印最宽的部分）。

7） 跟骨的宽度（横跨足跟最宽的部分）。

2.6.2 角度测量

1） 足迹角（内切线、跖骨区域最内侧点与足弓凹陷顶点之间的角度）。

2） 远端跖骨角（分隔跖骨和脚趾印的跖骨脊的偏斜角）。

3） 2～4 个底角（从第二趾底部到第四趾底部的倾斜角）。

4） 2～5 个脚趾角（从第二个趾尖到第四个趾尖的倾斜角）。

5） 1～5 个脚趾角（从第一个脚趾尖的顶端到第五个脚趾尖的顶端的倾斜角度）。

表1 简要描述了不同研究者评估足迹的不同分析方法。

表1 不同研究者评估足迹的不同分析方法

3 方法的可靠性与差异性分析

对犯罪现场足迹进行不同的测量分析，并在比较和评估过程中与多个嫌疑人进行比较，在这个过程中，每一个几何维度都是根据犯罪现场足迹从各个方面与嫌疑人进行比较。据了解，这些方法可能没有100%的足迹重现率，但这些方法可以帮助鉴定人员排除或确定犯罪现场的嫌疑人。

通过对这些方法进行比较分析，除了光学中心法和卷轴方法之外，其他所有方法都是手动或直接对墨迹进行计算分析的，这可能会导致不同鉴定人员对其分析计算时产生人工误差。而由于光学中心法和卷轴方法分析的是足迹的扫描图像，因此，它们的可靠性比其他方法高一个等级。但是，当比较光学中心法和卷轴方法的时候，后者在可靠性和有效性方面处于领先地位，这是因为光学中心法涉及到的光学中心的绘制从而可能每个鉴定人员在观察时都不相同[4-6]。

4 结束语

随着社会的发展和科技的进步，犯罪行为呈现出新的特点和规律，为了有效识别犯罪个体、提升破案效率，许多利用足迹识别人身的方法和技术已经被设计出来，这也有助于更好地理解个体足迹的形态差异。在许多用于足迹分析的方法中，卷轴方法被发现是最广泛使用和比较足迹证据的技术。然而，其他分析足迹的方法也各有优势，因此有必要建立一种官方的标准方法，可供现场勘察人员工作时使用，以便提高现场足迹的重现率。