Μέθοδοι Τηλεπισκόπησης στην αρχαιολογία στην περιοχή της ανατολικής Μακεδονίας

Από RemoteSensing Wiki

Μέθοδοι Τηλεπισκόπησης στην αρχαιολογία στην περιοχή της ανατολικής Μακεδονίας

Μια εκτενής και εκτεταμένη έρευνα έγινε στα πλαίσια της τηλεπισκόπισης στην περιοχή της Μακεδονίας για τον εντοπισμό νέων αρχαιολογικών χώρων. Ο στόχος ήταν ο εντοπισμός των σημαδιών χάραξης της «via Εγνατία» που διερχόταν ανάμεσα από δύο μεγάλες αρχαίες πόλεις της περιοχής: την Αμφίπολη και τους Φίλλιπους. Τα δεδομένα της έρευνας αποτελούνταν από ιστορικές και σύγχρονες αεροφωτογραφίες, διαχρονικές δορυφορικές απεικονίσεις Quickbird-2 και WordView-1καθώς επίσης και σύγχρονους και ιστορικούς χάρτες. Ένα Γεωγραφικό Σύστημα Πληροφοριών (GIS) δημιουργήθηκε για τη διαχείριση, μελέτη και ανάλυση των στοιχείων της έρευνας και των σημαδιών των επικαλυπτόμενων κατασκευών. Το σύστημα GIS παρέχει διαχείριση εργαλείων χωρικής και περιγραφικής πληροφορίας που ακόμα και οι επιστήμονες με πιο χαμηλή γνώση υπολογιστών μπορούν να το χρησιμοποιήσουν.

Το 2003 είχε γίνει μια έρευνα βορειοδυτικά των Φιλλίπων όπου είχαν εντοπιστεί ίχνη του αρχαίου δρόμου. Οι τομές των εκσκαφών που ακολούθησαν (2003 και 2004) επιβεβαίωσαν τις αρχικές υποθέσεις. Η θετική αυτή έκβαση ήταν το κίνητρο για μία συστηματικότερη έρευνα για τον εντοπισμό της «Via Egnatia» από την αρχαία Αμφίπολη έως τους Φιλλίπους, που είναι συνολικά μια περιοχή μελέτης 500 τ.χλμ. Για το σκοπό αυτό, χρησιμοποιήθηκαν:

1. Έξι χάρτες συγκεντρώθηκαν της κλίμακας 1:50.000 του έτους 1970 από την Ελληνική Γεωγραφική Υπηρεσία Στρατού (Ε.Γ.Υ.Σ.), έξι από το Ινστιτούτο Γεωλογίας και Εξερεύνησης Μεταλλευμάτων της κλίμακας 1:50.000 και 49 χάρτες κλίμακας 1:5000 του 1982 από την Γ.Υ.Σ.

2. Τρεις ιστορικοί χάρτες του: 1901,1910 και 1925 κλίμακας 1:200.000

3. Τέσσερις σύγχρονοι χάρτες κλίμακας 1:50.000 που καλύπτουν όλη την περιοχή μελέτης και σχεδιάστηκαν από τον Αμερικάνικο στρατό το 1945

4. Οκτώ ιστορικοί χάρτες που χρονολογούνται από το 1916 έως το 1928 κλίμακας 1:20.000 έως 1:100.000

5. 76 χάρτες διανομής των αστικών ιδιοκτησιών κλίμακας 1:5.000

Η επικάλυψη των ιστορικών χαρτών με τους σύγχρονους οδήγησε σε σημαντικά συμπεράσματα. Οι ιστορικοί χάρτες της διανομής των αστικών ιδιοκτησιών ήταν ένα σημαντικό εργαλείο για την αποδοχή ή την απόρριψη των μεταφράσεων των ιχνών που προέκυψαν από τη φωτοερμηνεία των τηλεσκοπικών εικόνων. Η συλλογή 319 κάθετων αεροφωτογραφιών κλίμακας 1:6.000 έως 1:42.000 χρονολογίας από 1945 έως το 1996 ψηφιοποιήθηκε με ανάλυση 1200 dpi (grayscale, 8bit). Η μεσαία τους ποιότητα ( φωτεινότητα και χαμηλή αντίθεση) έκανε απαραίτητη την ψηφιακή τους επεξεργασία (Ιστόγραμμα ισοδυναμοποίησης, φωτεινότητα/κοντράστ, οξύτητα, Μάσκα μη οξύτητας, φίλτρα), μια διαδικασία που βελτίωσε τα φωτομετρικά τους χαρακτηριστικά. Συμπεριλαμβανομένου της γεωμετρικής τους διόρθωσης χρησιμοποιήθηκε ένα Ψηφιακό Μοντέλο Εδάφους (Ψ.Μ.Ε.) όπως επίσης και επίγεια σημεία ελέγχου με Χ,Υ,Ζ συντεταγμένες. Το αποτέλεσμα ήταν η παραγωγή ορθοφωτοχαρτών διαφορετικών κλιμάκων από 1:1.00 έως 1:20.000 με αναλογική ακρίβεια. Με αυτόν τον τρόπο προσφέρεται μια πιο εποπτική ματιά της περιοχής μελέτης καθώς επίσης και η δυνατότητα συσχέτισης διαφορετικών ιχνών.

Πέντε παλιές διαφορετικές δορυφορικές εικόνες από το σύστημα Quickbird συλλέχθηκαν (χωρική ανάλυση παγχρωματικής εικόνας 0,6μ. και πολυχρωματικής εικόνας 2,4μ.) και μία δορυφορική εικόνα από το σύστημα WordView (χωρική ανάλυση παγχρωματικής εικόνας 0,5μ.) όπου και οι δύο μαζί κάλυπταν μια περιοχή περίπου τα 2/3 της περιοχής μελέτης. Η υπόλοιπη περιοχή λήφθηκε ύστερα από τη συστηματική μελέτη τεσσάρων (4) διαφορετικών δορυφορικών εικόνων σε μια ζώνη περιορισμένης επιφάνειας. Κατά τη διάρκεια της έρευνας, οι διάφοροι παράγοντες λήφθηκαν υπόψη, όπως η αύξηση του κύκλου των καλλιεργειών, της φυσικής βλάστησης, τα στοιχεία ότι το έδαφος αποτελείται από λεπτομερείς και κλιματολογικές και οι μετεωρολογικές συνθήκες, σε συνδυασμό με τη σαφήνεια και τον αριθμό των σημάτων που παρατηρήθηκαν. Τα συμπεράσματα αυτής της ειδικής μελέτης για την εξεύρεση της βέλτιστης ημερομηνίας οδήγησαν σε μια δορυφορική εικόνα που επιτρέπει τον επιτυχή εντοπισμό δεκάδων νέων ενδείξεων.

Για τη βελτίωση της χωρικής ανάλυσης των πολυφασματικών δεδομένων, εφαρμόστηκε η τεχνική της σύνθεσης της παγχρωματικής και της πολυχρωματικής εικόνας με το μετασχηματισμό των κυρίων στοιχείων (Principal Component Analysis, PCA). Στις νέες εικόνες έγινε γεωμετρική ανάλυση των εικόνων με τη χρήση γνωστού Ψηφιακού Μοντέλου Εδάφους (Ψ.Μ.Ε) και με τη χρήση επίγειων σημείων ελέγχου (Χ,Υ,Ζ) επιτρέποντας έτσι την παραγωγή ορθοεικόνων με χωρική ακρίβεια περίπου 1μ.

Για την καλύτερη διαχείριση, ανάλυση και συσχέτιση του μεγάλου όγκου των δεδομένων δημιουργήθηκε ένα νέο Γεωγραφικό Σύστημα για τη διαχείριση των ιχνών.

Στη μεθοδολογία που προτείνεται και ακολουθείται, τονίζεται ότι οι παραδοσιακές μέθοδοι της ιστορικής τοπογραφίας είναι πολύ σημαντικές. Οι χάρτες της Διανομής των αστικών ιδιοκτησιών κλίμακας 1:5.000-που για την περιοχή ελέγχου χρονολογούνται από το 1928- είναι πολύ σημαντική πηγή πληροφοριών μιας και βοηθάνε στην ερμηνεία πολλών ιχνών. Η χρήση ιστορικών και σύγχρονων αρχείου αεροφωτογραφιών διαφορετικών κλιμάκων που απεικονίζουν την περιοχή μελέτης είναι διαχρονικά. Τα ίχνη εντοπίζονται σε αυτές τις φωτογραφίες με τυχαίο τρόπο αφού οι φωτογραφίες αυτές είχαν ληφθεί για χαρτογραφικούς σκοπούς και πιθανών κατά τη διάρκεια μιας περιόδου που δεν ταιριάζει για τον εντοπισμό ιχνών. Το ίδιο ισχύει κα για το αρχείο των δορυφορικών εικόνων. Για αυτούς τους λόγους προτείνεται μια πιο συστηματική έρευνα που θα βοηθήσει στο να επιλεγεί το βέλτιστο χρονικό πλαίσιο για τη λήψη νέων φωτογραφιών για τον εντοπισμό των ιχνών. Το νέο Γεωγραφικό Σύστημα για τη διαχείριση των ιχνών που η ερευνητική ομάδα χρησιμοποιεί αποδεικνύεται ότι είναι ένα πολύτιμο και απαραίτητο εργαλείο για διαχείριση, ανάλυση και συσχέτιση των δεδομένων.

Εικόνα 1: α. Αεροφωτογραφία του 1945, HMGS, κλίμακας 1:42,000, β. 1965, H.M.C.O., κλίμακας 1:15,000, γ. 1996, H.M.C.O., κλίμακας 1:15,000, δ. Quickbird-2 δορυφορικής εικόνας του 2004, ε. Quickbird-2 του 2005, στ. Quickbird-2 του 2005 (κατά τη διάρκεια της περιόδου βέλτιστη για τη θέση των ενδείξεων). Γραμμικό σχήμα της «via Εγνατία» από 6m πλάτος και μήκος 300μ.

Εικόνα 1: Αριστερά: Δορυφορική εικόνα του 2002. Σημάδια ενός πιθανού αρχαίου οικισμού. Δεξιά: Η κατανομή των γεωργικών ιδιοκτησιών του 1928 δεν επιτρέπει τη σύμπτωση των σημαδιών-ενδείξεων με τα όρια των αγροτεμαχίων της εποχής εκείνης.

Πηγή: D. Kaimaris, O. Georgoula, G. Karadedos, P. Patias,AERIAL AND REMOTE SENSING ARCHAEOLOGY IN EASTERN MACEDONIA, GREECE, 22nd CIPA Symposium, October 11-15, 2009, Kyoto, Japan