Εφαρμογές Δορυφορικής Τηλεπισκόπησης για έρευνα και διαχείριση κληρονομιάς της Ινδικής προϊστορίας
Από RemoteSensing Wiki
Πρωτότυπος τίτλος: Applications of satellite remote sensing for research and heritage management in Indian prehistory
Συγγραφείς: Shanti Pappu, Kumar Akhilesh, Sudha Ravindranath, Uday Raj
Έτος δημοσίευσης: 2010
Πηγή: Journal of Archaeological Science 37 (2010) σελ 2316-2331 (science direct)
1. Δορυφορική τηλεπισκόπηση στην Ινδική αρχαιολογία
Οι εφαρμογές δορυφορικής τηλεπισκόπησης στην ινδική αρχαιολογία είναι σχετικά περιορισμένες σε σύγκριση με τις μελέτες σε άλλες περιοχές του κόσμου. Στην Ινδία, αυτές οι μελέτες σε μεγάλο βαθμό διεξάγονταν από γεωλόγους ή ειδικούς στην τηλεπικόπηση, με μικρή συμμετοχή αρχαιολόγων. Οι μελέτες αυτές αφορούσαν κυρίως παλαιά δίκτυα, εκτροπές ποταμών, γεωμορφολογία των ακτών και των τεκτονικών πλακών και προσπαθούσαν να συνδέσουν όλα τα παραπάνω με την κατανομή στο χώρο των αρχαιολογικών τοποθεσιών. Από διαθέσιμες δημοσιευμένες εφαρμογές δορυφορικής τηλεπισκόπησης υπάρχουν ελάχιστες, με σημαντικές εξαιρέσεις τις μελέτες που έγιναν στο Hampi και το Taj Mahal. Οι προσεγγίσεις που συνδυάζουν τις μεθόδους δορυφορικής τηλεπισκόπησης και GIS με εντατικές εργαστηριακές μελέτες είναι σπάνιες. Η Παλαιολιθική αρχαιολογία ποτέ δεν ήταν στο επίκεντρο αυτών των μελετών. Η συγκεκριμένη εργασία προσπαθεί να διερευνήσει τη δομή, τη φύση και την ηλικία των Παλαιολιθικών χώρων κατά μήκος των νοτιοανατολικών ακτών της Ινδίας, αναπτύσσοντας μια μεθοδολογία που συνδυάζει δορυφορικά δεδομένα, επιτόπιες έρευνες και GIS για τη διαχείριση ερευνών και διαχειριστικών θεμάτων. Το άρθρο αυτό επίσης εξετάζει την ανάπτυξη ενός μοντέλου που θα εντοπίζει τις εν δυνάμει περιοχές όπου μπορούν να βρεθούν νέες αρχαιολογικές τοποθεσίες, πριν η εκβιομηχάνιση τις καταστρέψει.
2. Η περιοχή μελέτης
Επιλέχθηκε μια περιοχή περίπου 8000τ.χλμ. κατά μήκος των νοτιοανατολικών ακτών της Ινδίας, στην πολιτεία Tamil Nadu, που περιλαμβάνει τις λεκάνες των ποταμών Arani, Kortallaiyar, Cooum, Adyar, Palar και Cheyyar. (Εικ.1) Στην περιοχή αυτή υπάρχουν αποδείξεις για εκτεταμένη κατάληψή της από προϊστορικούς πληθυσμούς, από μελέτες, έρευνες και εκσκαφές που έγιναν στα τέλη του 19ου αιώνα. Η περιοχή εκτείνεται από τα Ανατολικά Ghats στην ενδοχώρα, μέχρι την παράκτια ζώνη του κόλπου της Βεγγάλης. Χαρακτηρίζεται από διαφορετικά και διακριτά γεωμορφολογικά και γεωλογικά χαρακτηριστικά, τα οποία μπορούν χαρτογραφηθούν με τη βοήθεια της δορυφορικής τηλεπισκόπησης και των επιτόπιων ερευνών και να προκύψουν συμπεράσματα σχετικά με τις εκτροπές των ποταμών, τις διαφορές στη στάθμη της θάλασσας και την επιρροή αυτών στην κατανομή των Παλαιολιθικών πληθυσμών, οι οποίοι χρησιμοποιούσαν τις πρώτες ύλες από τις ιζηματογενή αυτή περιοχή, για την κατασκευή λίθινων αντικειμένων.
3. Μέθοδοι
Α. Εφαρμογές δορυφορικής τηλεπισκόπησης
Χρησιμοποιήθηκαν 3 επίπεδα προσέγγισης, για να δημιουργηθεί η βάση δεδομένων της περιοχής. Το γενικό χωρικό πλαίσιο μελετήθηκε βάσει μέτριας ανάλυσης δορυφορικών δεδομένων, με το δορυφορικό σύστημα IRS 1D LISS-III (με ανάλυση 23μ.)[Νοέμβριος 2004], ενώ για την καταγραφή των τοπικών δομών χρησιμοποιήθηκε το δορυφορικό σύστημα IRS 1D PAN + LISS-III (με ανάλυση 5.8μ.) [Νοέμβριος 2004]. Τέλος, για λεπτομερείς καταγραφές στο χώρο ανασκαφών Attirampakkam και τον περιβάλλοντα χώρο αυτού, χρησιμοποιήθηκε υψηλής ανάλυσης IKONOS (ανάλυση 1μ.) [Απρίλιος 2005].
Β. Κλίμακες ανάλυσης και δημιουργία θεματικών χαρτών
Ξεκινώντας με το δορυφορικό σύστημα IRS 1D LISS-III (23μ.), χρησιμοποιήθηκε το ERDAS IMAGINE 9.2 για την ανάλυση των ψηφιοποίημένων των εικόνων, ενώ χρησιμοποιήθηκαν χάρτες για γεωαναφορά των δορυφορικών δεδομένων σε προβολικό σύστημα UTM-44 βόρεια και WGS-84. Αυτά τα δεδομένα χρησιμοποιήθηκαν ως βάση και μαζί με επιτόπιες έρευνες βοήθησαν στη δημιουργία θεματικών χαρτών, οριοθετώντας τις εν δυνάμει περιοχές για περαιτέρω έρευνα. Ήδη από το 1997 το Τμήμα Χωρικών μελετών, υπό την αιγίδα του Εθνικού Συστήματος Διαχείρισης Φυσικών Πόρων, είχε ήδη συντάξει θεματικούς χάρτες για τη χώρα, σε κλίμακα 1:50.000, χρησιμοποιώντας οπτική φωτοερμηνεία, για να υποδηλώσει μεγέθη, υφές, πρότυπα, συσχετίσεις κλπ. Με την παρούσα μελέτη χρησιμοποιούνται οι χάρτες αυτοί που αφορούν χρήσεις γης, δίκτυα μεταφορών, δίκτυα επιφανειακών υδάτων, γεωλογία, γεωμορφολογία και λιθολογία, και επικαιροποιούνται, ενημερώνονται και τελειοποιούνται οι διάφορες τάξεις σε κάθε ένα από αυτά τα θεματικά επίπεδα. (Εικ.2,3)
Γ. Ειδικές τοπικές μελέτες
Το δορυφορικό σύστημα IRS 1D PAN + LISS-III (με ανάλυση 5.8μ.) ένωσε δορυφορικές εικόνες για να γίνουν λεπτομερείς μελέτες προτύπων χρήσεων γης γύρω από τις περιοχές μελέτης. Με τεχνικές επεξεργασίας εικόνας όπως ρύθμιση έντασης, απόχρωσης και κορεσμού, επιτυγχάνεται συνένωση των δορυφορικών εικόνων μέτριας ανάλυσης IRS 1D LISS-III (23μ.) με υψηλής χωρικής ανάλυσης παγχρωματικά δεδομένα, για τη λήψη πολυφασματικών εικόνων ανάλυσης 5.8μ. Επιπλέον, χρησιμοποιούνται τεχνικές γραμμικής ενίσχυσης και φίλτρα για ενίσχυση ακμών και γραμμικών στοιχείων. Οι εικόνες που προκύπτουν φωτοερμηνεύονται οπτικά και ψηφιοποιούνται με το ArcGIS 9.2 για να τελειοποιηθούν τα γεωμορφολογικά και τα γεωλογικά χαρακτηριστικά της περιοχής και οι θεματικοί χάρτες χρήσης γης και εδαφοκάλυψης.
Δ. Έρευνες γύρω από την περιοχή Attirampakkam
Οι περιοχές γύρω από το Attirampakkam είναι πολύ σημαντικές τόσο από επιστημονική όσο και από ιστορική άποψη. Πολλές ανακαλύψεις σχετικά με την Ινδική προϊστορία έγιναν περί το 19ο και 20ο αιώνα και μια σειρά σύγχρονων ανασκαφών αποκάλυψε μια σειρά Παλαιολιθικών ευρημάτων τα οποία προσφέρουν πολύτιμες πληροφορίες αν συσχετιστούν με τα γειτονικά τους. Πολλές από αυτές τις περιοχές καταστρέφονται με γοργό ρυθμό και χρήζουν άμεσης διατήρησης. Για τη μελέτη αυτών των περιοχών επιλέγεται δορυφορική εικόνα IKONOS (1μ.), για περιοχή 121 τ.χλμ., με την οποία ορίζονται λεπτομερώς τα γεωμορφολογικά και γεωλογικά στοιχεία τους και με τους χάρτες χρήσης γης και κτηματολογικών δεδομένων παρέχονται ιδιοκτησιακά στοιχεία, με τα οποία μπορεί να αναπτυχθούν αναπτυξιακά προγράμματα. (Εικ.4,5)
Ε. Δημιουργία βάσης δεδομένων GIS
Δημιουργήθηκε μια βάση δεδομένων με το πρόγραμμα ArcMap 9.2, όπου κάθε ιστορικός χώρος έχει ξεχωριστή αλφαριθμητική τιμή. Επιπλέον σχεδιάστηκαν στρωματογραφικά οι ξεχωριστές ιστορικές φάσεις, για να διευκολυνθεί η ανάλυση. Δημιουργήθηκαν ξεχωριστά επίπεδα για γεωσυντεταγμένες, υψόμετρα, εμβαδά, πυκνότητα ευρημάτων, χρήση γης και εδαφοκάλυψη. Δημιουργήθηκε μια σχετική βάση δεδομένων με πίνακες, με σχέση ένα προς πολλά, και στη συνέχεια οι πίνακες αυτοί ενώθηκαν με ξεχωριστούς αριθμούς και αλληλουχίες. Όλη η εργασία συνδέθηκε με τη γεωχωρική βάση δεδομένων για προγνωστική ανάλυση. Έτσι, στο σύστημα συσσωματώθηκαν οι τοπογραφικοί χάρτες του 1917 και του 1972 (με αντίστοιχες κλίμακες 1:63.360 και 1:50.000).
ΣΤ. Επιτόπιες έρευνες
Οι μέθοδοι έρευνας και δειγματοληψίας που ακολουθήθηκαν διέφεραν μεταξύ τους σε σχέση με το ανάγλυφο της περιοχής και με το πόσο επηρέασαν την περιοχή οι σύγχρονες χρήσεις γης. Οι έρευνες ξεκίνησαν από τις περιοχές εκείνες που χαρακτηρίζονταν από ιζήματα Πλειστόκενου. Τα δεδομένα από τον IKONOS βοήθησαν στη χαρτογράφηση λατομείων και περιοχών που περιείχαν χαμηλής, μέτριας ή υψηλής πυκνότητας συμπλέγματα ευρημάτων, που συνήθως εμφανίζονταν σε περιοχές μέχρι 50.000τ.χλμ. (όπως η υπό μελέτη περιοχή, το Attirampakkam, 43.262τ.χλμ.) Πολλές τέτοιες περιοχές μαζί δημιουργούν συμπλέγματα “Προϊστορικών ζωνών” και χρησιμεύουν ως διαχειριστικά εργαλεία. Σε τοποθεσίες που θεωρούνται μεγάλης επιστημονικής σημασίας, και που βρίσκονται υπό το πρίσμα της άμεσης καταστροφής, όλα τα ευρήματα συλλέγονται. Σε δασώδεις περιοχές, αντίθετα, δεν μπορεί να διεξαχθεί αυστηρή διαδικασία δειγματοληψίας, εξαιτίας της μειωμένης ορατότητας. Στην περιοχή μελέτης δημιουργήθηκε ένας χάρτης με υψομετρικές καμπύλες ανά 1μ., όπου σημειώθηκαν τα ευρήματα και οι τύποι των ιζημάτων. Τα ευρήματα διαχωρίστηκαν σε 4 κύριες χρονολογικές φάσεις (Αχίλλεια, Μέση και Ύστερη Παλαιολιθική και Μικρολιθική). (Εικ.6,7)
Ζ. Χαρτογράφηση πηγών πρώτων υλών
Οι επιτόπιες έρευνες επέτρεψαν προκαταρκτική αναγνώριση πρώτων υλών (χαλαζίτη, γνευσίτη, κερατόλιθου, χαλκηδόνιου λίθου κ.α. Σε συνδυασμό με τους γεωλογικούς σχηματισμούς και τα ιζήματα, δημιουργήθηκαν θεματικοί χάρτες, όπου γίνεται φανερή η προτίμηση των προϊστορικών πληθυσμών σε περιοχές όπου μπορούσαν να έχουν αφθονία και άμεση πρόσβαση σε πρώτες ύλες. (Εικ.8)
Η. Αξιολόγηση μεθόδου
Οι δορυφορικές εικόνες χρησιμοποιήθηκαν για να ποσοτικοποιήσουν τις πρακτικές χρήσης γης, με ζώνες επιρροής 50μ., 500μ. και 1χλμ. ακτινωτά γύρω από τις περιοχές και γύρω από “Προϊστορικές ζώνες”. Αυτό αποτελεί ένα πρώτο βήμα για την ανάπτυξη ενός σχεδίου διαχείρισης. Δόθηκαν τιμές βαρύτητας από 0 (καμία επιρροή), έως 1 (μέγιστη επιρροή) για την εκτίμηση του μεγέθους και τη σοβαρότητα των επιπτώσεων. (Εικ.9)
Θ. Ανάπτυξη ενός μοντέλου για τον εντοπισμό νέων τοποθεσιών
Ο εντοπισμός νέων χώρων αρχαιολογικού ενδιαφέροντος αποτελεί προτεραιότητα, καθώς η εκβιομηχάνιση των αστικών κέντρων όλο και γιγαντώνεται. Οι επιτόπιες έρευνες και η μελέτη των θεματικών χαρτών που δημιουργήθηκαν από τα δορυφορικά δεδομένα, υπογραμμίζουν τη σημασία της επιλογής των κατάλληλων γεωμορφολογικών και γεωλογικών μεταβλητών (σε συνδυασμό με τα φυσικά διαθέσιμα), στην ανάπτυξη του επιθυμητού μοντέλου. Από τη διαδικασία αυτή εξαιρούνται μεταβλητές όπως η απόσταση των τοποθεσιών αυτών από υδάτινες πηγές, εξαιτίας της έλλειψης κατάλληλου χρονολογικού ελέγχου στις εδαφικές μεταβολές, καθώς και περιοχές που βρίσκονται σε υψόμετρο <20μ. (επειδή την περίοδο του Ολόκενου χαρακτηρίζονταν ως παραθαλάσσιες). Ένας συνδυασμός όλων των μεταβλητών μεταφέρθηκε στο περιβάλλον του GIS όπου, κάνοντας συνδυασμούς 10 μεταβλητών κάθε φορά προσεγγίζουμε με μεγάλη ακρίβεια τις πιθανές περιοχές. Αυτοί οι συνδυασμοί παίρνουν τιμές από 0 έως 1, ανάλογα με την πιθανότητα εύρεσης τοποθεσίας αρχαιολογικού ενδιαφέροντος (0=καμία πιθανότητα, 1=μέγιστη πιθανότητα) (Εικ.10)
4. Συμπεράσματα
Αυτή η εργασία εξέτασε 165 προϊστορικές τοποθεσίες, εντός 138 συμπλεγμάτων, συμπεριλαμβανομένων νέων περιοχών, περιοχών που προέκυψαν ως αποτέλεσμα της μοντελοποίησης και αυτών που επανεξετάστηκαν.
Για να δοκιμαστεί το μοντέλο που προτάθηκε, επιλέχθηκαν 4 περιοχές δοκιμών. (Εικ.11) Παρά την απλότητά του, το μοντέλο αποδείχτηκε ικανοποιητικό και αναμένεται να χρησιμοποιηθεί και σε άλλες περιοχές των ανατολικών ακτών της Ινδίας, όπου κυριαρχούν παρόμοια εδαφικά χαρακτηριστικά. Ανάλογα με την εποχή και τις διαφορετικές ανάγκες για φυσικά διαθέσιμα και εγγύτητα σε αυτά, αλλά και λόγω περιβαλλοντικών παραγόντων, παρατηρούμε ότι σε κάθε προϊστορική περίοδο οι κατανομή των ευρημάτων στο χώρο μεταβάλλεται. Στην Αχίλλεια και τη Μέση Παλαιολιθική περίοδο έχουμε σχετικά όμοιες κατανομές πληθυσμών, ενώ Στην Ύστερη Παλαιολιθική και τη Μεσολιθική περίοδο οι κατανομές είναι σπάνια σε ίδιες θέσεις με τις προηγούμενες. (Εικ.12,13,14)
Οι σύγχρονες χρήσεις γης σε αυτές τις περιοχές επηρεάζουν την ανακάλυψη προϊστορικών περιοχών με διάφορους τρόπους. Οι σύγχρονες μέθοδοι μηχανικής καλλιέργειας στη γεωργία, η ανάπτυξη των υποδομών στις πλήρως βιομηχανοποιημένες πόλεις, καθώς και η εξάπλωση των λατομείων αποτελούν σημαντικούς παράγοντες καταστροφής προϊστορικών περιοχών. Περιοχές σε δάση και ερήμους είναι πιο προστατευμένες, όμως κινδυνεύουν από καταπάτηση. Με την τοποθέτηση του κτηματολογικού χάρτη πάνω από τις εικόνες του IKONOS είναι εφικτό να λάβουμε μέτρα εξυγίανσης για ορισμένες περιοχές, τα οποία, σε συνδυασμό με την εκπαιδευτική αφύπνιση, θα οδηγήσουν σε ένα Ολοκληρωμένο Διαχειριστικό Σχέδιο για την Προϊστορική Αρχαιολογία.
5. Επίλογος
Σύμφωνα με τη συγκεκριμένη έρευνα, τα τρία επίπεδα δορυφορικής τηλεπισκοπικής προσέγγισης που χρησιμοποιήθηκαν (ανάλυση 23μ., 5.8μ. και 1μ.), σε συνδυασμό με τους επιτόπιους ελέγχους και τη χρήση GIS αποδείχτηκαν σημαντικά εργαλείά για τον εντοπισμό Προϊστορικών Αρχαιολογικών ευρημάτων στις νοτιοανατολικές ακτές της Ινδίας. Η χρησιμοποίηση των αποτελεσμάτων αυτής της έρευνας θα καθορίσει νέες μεθοδολογίες για έρευνα και προστασία των περιοχών αυτών.
