Αρχαιολογία και μέθοδοι Τηλεπισκόπησης

Από RemoteSensing Wiki

1.Εισαγωγή

Η αρχαιολογική έρευνα είναι διεπιστημονική -βοτανική, η δασοκομία, η επιστήμη του εδάφους, την υδρολογία συμβάλλουν στην πληρέστερη κατανόηση της γης, μεταβολές του κλίματος, και πως οι άνθρωποι προσαρμόζονται στις μεγάλες περιφέρειες.

Εάν το γνωστό ηλεκτρομαγνητικό φάσμα ήταν κλιμακωμένο να τεντώσει γύρω την περιφέρεια της Γης, το ανθρώπινο μάτι, θα έβλεπε μια μερίδα ίση με τη διάμετρο ενός μολυβιού.Η ικανότητά μας να οικοδομήσουμε ανιχνευτές που βλέπουν για μας που δεν μπορούμε να δούμε, και οι υπολογιστές που φέρουν το αόρατο πληροφορίες πίσω στην όρασή μας, θα οδηγήσει εν τέλει στη επιβίωσή μας στη Γη και στο διάστημα.

Το φάσμα του ηλιακού φωτός αντανακλάται από την επιφάνεια της Γης, περιέχει πληροφορίες σχετικά με τη σύνθεση της επιφάνειας, και μπορεί να αποκαλύψει τα ίχνη του παρελθόντος ανθρώπινες δραστηριότητες, όπως η γεωργία. Δεδομένου ότι καλλιεργείται το έδαφος, τη βλάστηση, και όλα τα είδη των βράχων ,τις διαφορετικές θερμοκρασίες που εκπέμπουν θερμότητα σε διαφορετικούς ρυθμούς, αισθητήρες μπορούν να «βλέπουν» τα πράγματα πέρα από κοινού οράματος ή φωτογραφικές μηχανές. Οι διαφορές στην υφή του εδάφους προκύπτουν από την κλασματικές διακυμάνσεις της θερμοκρασίας.Έτσι, είναι δυνατόν να προσδιορίσουν το χαλαρό χώμα που είχε προϊστορικές χρονολογίες ο γεωργικός τομέας, ή η κάλυψη που εξακολουθεί να είναι θαμμένη στο έδαφος. Η Causeway Μάγια ανιχνεύθηκε μέσω των εκπομπών της υπέρυθρης ακτινοβολίας σε διαφορετικό μήκος κύματος από την γύρω βλάστηση. Πιο εξελιγμένες εκδόσεις αυτής είναι οι πολυφασματικοί σαρωτές (Visible & IR), που μπορούν να ανιχνεύουν αρδευτικούς τάφρους γεμάτους με ιζήματα επειδή κατέχουν περισσότερη υγρασία και, συνεπώς, να έχει θερμοκρασία διαφορετική από άλλες εδάφους. Ο λόγος που θάφτηκε πάνω από ένα πέτρινο τοίχο, για παράδειγμα, μπορεί να είναι θερμότερο από το άγγιγμα του περιβάλλον έδαφος, επειδή η πέτρα απορροφά περισσότερη θερμότητα.Το Ραντάρ μπορεί να διαπεράσει το σκοτάδι, νεφοκάλυψη, ζούγκλα, και ακόμη και το έδαφος.

2.Τηλεπισκόπηση

Η τηλεπισκόπιση μπορεί να είναι μια τεχνική ανακάλυψη, δεδομένου ότι ο υπολογιστής μπορεί να προγραμματιστεί να αναζητήσουμε διακριτικό "υπογραφές" της ενέργειας που εκπέμπεται από μια γνωστή τοποθεσία ή να περιέχεται σε περιοχές όπου έρευνες δεν έχουν διεξαχθεί. Αυτές οι «υπογραφές» χρησιμεύουν ως χαρακτηριστικά αναγνώρισης ή τα δακτυλικά αποτυπώματα.Τέτοια χαρακτηριστικά είναι όπως η ανύψωση, η απόσταση από το νερό,η απόσταση μεταξύ των χώρων ή των πόλεων, διαδρόμους, και των διαδρομών μεταφοράς μπορεί να βοηθήσει στην πρόβλεψη της θέσης του δυναμικού αρχαιολογικούς χώρους. Υπολογιστικές τεχνικές που χρησιμοποιούνται για την ανάλυση των δεδομένων: 1. Κυρ-γωνία διόρθωση 2. πυκνότητα σε φέτες 3. ratioing μπάντα 4. εξάρτημα άκρη 5. συνθετικό εκχώρηση χρώμα 6. φιλτράρισμα 7. πολυκαναλικό ανάλυση

3.Τηλεπισκόπηση και Όργανα

α) Αεροφωτογράφηση: Πολλά χαρακτηριστικά που είναι δύσκολο ή αδύνατο να δούμε στο έδαφος μπορεί να γίνουν πολύ σαφής όταν φαίνονται από τον αέρα. Αλλά, η ασπρόμαυρη φωτογραφία καταγράφει μόνο περίπου είκοσι δύο αισθητές αποχρώσεις του γκρι στο ορατό φάσμα.Επίσης, οι οπτικές πηγές έχουν ορισμένες υποχρεώσεις, πρέπει να λειτουργούν στο φως της ημέρας , κατά τις ημέρες με ελάχιστη ατμοσφαιρική ομίχλη.

β) Χρώμα Υπέρυθροφιλμ (CIR): Ανιχνεύει πλέον μήκη κύματος και λίγο μετά το κόκκινο άκρο του φάσματος φωτός.Το φιλμ CIR εργάστηκε αρχικά κατά τη διάρκεια του Β 'Παγκοσμίου Πολέμου για να διαφοροποιήσει τα αντικείμενα που είχαν καλυμμένο με τεχνητό τρόπο. Υπέρυθρη φωτογραφία έχει τα ίδια προβλήματα που έχει και η συμβατική φωτογραφία, χρειάζεστε φως και ξαστεριά. Ακόμα και έτσι, η CIR είναι ευαίσθητη σε πολύ μικρές διαφορές στη βλάστηση. Επειδή θάφτηκε αρχαιολογικά χαρακτηριστικά μπορεί να επηρεάσουν τον τρόπο τα φυτά αναπτύσσονται πάνω τους, σε τέτοιες λειτουργίες να γίνονται ορατές στο χρώμα με υπέρυθρη φωτογραφία.

γ) Θερμική Υπέρυθρες Πολυφασματικοί Scanner (TIMS): Έξι σαρωτές- κανάλι μέτρα της θερμικής ακτινοβολίας που εκπέμπεται από το έδαφος, με ακρίβεια στο 0,1 βαθμό Κελσίου. Το pixel (στοιχείο εικόνα) είναι η πλατεία περιοχή που ένιωσα, και το μέγεθος του pixel είναι ευθέως ανάλογη με το ύψος του αισθητήρα. Για παράδειγμα, pixels από τους δορυφόρους Landsat είναι περίπου 100 πόδια (30 μ.) σε μια πλευρά, και ως εκ τούτου έχουν περιορισμένες αρχαιολογικές εφαρμογές. Ωστόσο, στο μέτρο των pixels TIMS δεδομένα μόνο μερικά μέτρα την πλευρά, και ως τέτοια μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αρχαιολογική έρευνα. TIMS δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν για τον εντοπισμό αρχαίων Anasazi στους δρόμους Chaco Canyon, NM.

δ) Αερομεταφερόμενος Ωκεανογραφικό Lidar (ADI): Μια συσκευή λέιζερ που κάνει "προφίλ" της επιφάνειας της γης. Οι παλμοί ακτίνα λέιζερ στο έδαφος 400 φορές το δευτερόλεπτο, προσκρούει στην επιφάνεια κάθε τρεις και ίντσες μισό, και αναπηδά πίσω στην πηγή του. Στις περισσότερες περιπτώσεις, η δέσμη αναπηδά από το επάνω μέρος της φυτοκάλυψης και από την επιφάνεια του εδάφους.Η διαφορά μεταξύ των δύο παρέχουν πληροφορίες σχετικά με το ύψος των δασών, ή ακόμη και το ύψος του χόρτου των βοσκοτόπων. Καθώς η lidar περνά πάνω από ένα μονοπάτι που εξακολουθεί να πλήττει την τοπογραφία, την οδόντωση οδού καταγράφεται από την ακτίνα λέιζερ. Τα lidar δεδομένα μπορούν να υποβάλλονται σε επεξεργασία για να αποκαλύψει σε ύψος δένδρων, καθώς και ανύψωση, κλίση, πτυχή, καθώς και το μήκος κλίση των χαρακτηριστικών του εδάφους.Το Lidar μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για να εισχωρήσει νερό για να μετρηθεί η μορφολογία των παράκτιων υδάτων, τον εντοπισμό των μορφών του πετρελαίου, φθορίζουσα χρωστική ίχνη, σαφήνεια το νερό, καθώς και οργανικές χρωστικές συμπεριλαμβανομένων χλωροφύλλη. Στην περίπτωση αυτή, μέρος του παλμού αντανακλάται από την επιφάνεια του νερού, ενώ το υπόλοιπο ταξιδεύει προς τα κάτω νερό και αντανακλάται. Ο χρόνος που μεσολάβησε μεταξύ επιτρέπει τον προσδιορισμό του βάθους νερού και υπόγειας τοπογραφία.

ε) Ραντάρ συνθετικού διαφράγματος (SAR): Τα SAR δοκάρια κύματα ενέργειας προς το έδαφος και τα αρχεία της ενέργειας αντικατοπτρίζονται.Τα Ραντάρ είναι ευαίσθητα στις γραμμικές και γεωμετρικά χαρακτηριστικά, για τον λόγο, ιδίως όταν χρησιμοποιούνται διαφορετικά μήκη κύματος ραντάρ και διαφορετικοί συνδυασμοί των οριζόντιων και κάθετων στοιχείων. Διαφορετικά μήκη κύματος είναι ευαίσθητα σε βλάστηση ή σε έδαφος φαινόμενα επιφάνεια. Στην ξηρά, πορώδη εδάφη, με το ραντάρ μπορεί να διεισδύσει στην επιφάνεια. Το 1982, από το ραντάρ του διαστημικού λεωφορείου, διείσδυσαν στην άμμο της ερήμου του Σουδάν και αποκάλυψε αρχαία υδάτινα ρεύματα. Χρησιμοποιώντας εναέριο ραντάρ στην Κόστα Ρίκα, έχουν βρεθεί προϊστορικά μονοπάτια.

στ) Μικροκυμάτων Radar: Τα ραντάρ ακτινοβολούν παλμούς στο έδαφος και τη μέτρηση της ECHO και είναι ένας καλός τρόπος για την εξεύρεση θαμμένων αρχαιοτήτων σε ξηρές περιοχές (νερό απορροφά τα μικροκύματα). Τεχνητές αντικείμενα τείνουν να αντικατοπτρίζουν τα μικροκύματα, δίνοντας μια "εικόνα" του τι είναι υπόγειες και να μη διαταραχθεί το site.

Εικόνα : Ναοι στο Tikal, Γουατεμαλα

Πηγή: Dr James L. Smoot (James.L.Smoot @ nasa.gov)- Tom Sever- Diane Samuelson (diane.samuelson @ msfc.nasa.gov- http://www.ghcc.msfc.nasa.gov/archeology/remote_sensing.html