ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΓΙΑ ΑΡΧΑΙΟ ΜΝΗΜΕΙΟ ΚΑΙ ΑΠΟΤΙΜΗΣΗ ΤΟΠΟΘΕΣΙΑΣ, ΣΤΗΝ ΙΤΑΝΟ ΤΗΣ Α. ΚΡΗΤΗΣ

Από RemoteSensing Wiki

Εισαγωγή – Αντικείμενο εφαρμογής

Οι τεχνικές τηλεπισκόπησης εφαρμόστηκαν στον αρχαιολογικό χώρο της Ιtανoύ (Ερμούπολη) στην βορειοανατολική Κρήτη. Η περιοχή καλύπτει πάνω από 16,000 m2. Αρχαιολογικές εκσκαφές κάλυψαν μίοα περιοχή μικρότερη από 1% της περιοχής αυτής. Ο σκοπός ήταν η χαρτογράφηση των υπόγειων αρχαίων καταλοίπων (relics). Ένας επιπρόσθετος στόχος της έρευνας ήταν η χαρτογράφηση μιας ανοιχτής περιοχής νότια της ακρόπολης, όπου ένα αρχαίο λιμάνι υποστηρίζεται πως βρέθηκε.

Στόχος εφαρμογής

Ο στόχος της έρευνας στην Ερμούπολη είναι η ολοκλήρωση των αρχαιολογικών, επιφανειακών και χωρικών τηλεπισκοπικών τεχνικών, με στόχο την επανακατασκευή του περιβαλλοντικού τοπίου και την μεγιστοποίηση της αρχαιολογικής πληροφορίας με την χρήση μη καταστροφικών μέσων για καταγραφή.

Είδη δορυφορικών ή αερομεταφερόμενων συστημάτων Η συνολική αποτίμηση των αρχαιολογικών και περιβαλλοντικών χαρακτηριστικών έγινε με τη χρήση Landsat και SPOT δορυφορικών εικόνων.

Μεθοδολογία και αποτελέσματα

Η κατακόρυφη μαγνητική μεταβολή, η εδαφική αντίσταση (Twin Probe array) και ηλεκτρομαγνητικές τεχνικές αξιοποιήθηκαν για χαρτογράφηση των κοντινών στην επιφάνεια αρχαιολογικών καταλοίπων. Η καταγραφή των ίδιων περιοχών από διαφορετικές τεχνικές αύξησαν το επίπεδο βεβαιότητας για την ερμηνευτική διαδικασία. Η επεξεργασία γεωφυσικών δεδομένων συνεχίζεται με την εφαρμογή αριθμού τεχνικών φιλτραρίσματος και πακέτων επεξεργασίας (Spyglass, Geosoft, Surfer, ErMapper κ.α.) και αποδείχθηκε σημαντικό στο να τονιστούν εσωτερικές λεπτομέρειες των γεωφυσικών χαρτών και στην στην ενίσχυση των αντίστοιχων εικόνων. Βαθμωτές μαθηματικές εξισώσεις που αξιολογούν απότομες μεταβολές των μετρήσεων, καθοδηγητικοί παράγωγοι που δίνουν έμφαση γραμμικών χαρακτηριστικών και τάσεων και φίλτρα Laplace υπήρξαν επιτυχείς μέθοδοι για την ενίσχυση των τοπικών ανωμαλιών – κάποιες φορές εις βάρος της αύξησης των επιπέδων θορύβου. Το δεύτερο προϊόν της διαδικασίας φιλτραρίσματος ελαχιστοποιείται από ανοδικό συνεχόμενο φιλτράρισμα μέσω FFT τεχνικών. Τέλος, χαρτογράφηση shaded relief και 3D παρουσιάσεις προσθέτουν μία διαφορετική προοπτική στα 2-διάστατα δεδομένα. Λόγω της πολυπλοκότητας των υπογείων στρωμάτων (layers), η ηλεκτρική τομογραφία και το δυισδυτικό radar εδάφους εφαρμόστηκαν προκειμένου να βελτιωθεί η ακρίβεια των συμβατικών τεχνικών και να προστεθεί περαιτέρω πληροφορία στη γεωφυσική απογραφή. Χρησιμοποιήθηκε το σύστημα Sting / Swift για τη συλλογή δεδομένων πεδίου με στόχο το resistivity imaging. Ηλεκτρική τομογραφία εφαρμόστηκε με δίπολο-δίπολο και με σχηματισμούς Wenner. Η 2-διάστατη αναστροφή των υπολογισμένων φαινομενικών δεδομένων αντίστασης (resistivity data), μέσω finite-difference forward modelling και τεχνικών μη γραμμικών ελαχίστων τετραγώνων ήταν απαραίτητη για ακριβή προσδιορισμό και ερμηνεία των δεδομένων. Μία σειρά από ηλεκτρικών τομογραφικών πειραμάτων, κάτω από ελεγχόμενες συνθήκες, πραγματοποιήθηκαν στην περιοχή του καννάβου H, όπου οι εκσκαφές επαληθεύουν την ύπαρξη ενός αριθμού από δομές τειχών όπως αναγνωρίστηκαν από γεωφυσικές τεχνικές. Χρησιμοποιήθηκε ένα παλμικό radar (pulse EKKO 1000 ground penetrating radar) ως συμπληρωματικό των παραπάνω ερευνών. Μία δειγματοληψία των 10cm ήταν κατάλληλη, δεδομένων των διαστάσεων των αναμενόμενων στόχων (εύρος 25-70cm). Προεπεξεργασία των σημάτων του radar περιλάμβαναν signal saturation correction, και DC level removal. Ένα φίλτρο gain control, ήταν κατάλληλο για την εξίσωση όλων των σημάτων διαφορετικών χρονικών φάσεων. Ένα horizontal average φίλτρο εφαρμόστηκε στα δεδομένα με στόχο την κατανόηση του είδους (manner), ώστε να δοθεί έμφαση στους flat-lying/slowly μαγνητικούς ανακλαστήρες (dipping reflectors) του εδάφους. Οι παραπάνω μέθοδοι εφαρμόστηκαν επίσης στην περιοχή του αρχαίουο λιμανιού με στόχο την διερεύνηση την συσχέτηση τους με τα αποτελέσματα των σεισμικών καταγραφών. Seismic και coring μέθοδοι (refraction και reflection) εφαρμόστηκαν για τη χαρτογράφηση της κορυφής του υπογείου (basement) και τον υπολογισμό της πυκνότητας (thickness) του υπερκείμενου υλικούμ το οποίο αποτελείται από αλούβιες εναποθέσεις.

Τεχνικές seis-gun και hammering, ήταν υπεύθυνες για τη δημιουργία σεισμικών κυμάτων τα οποία καταγράφηκαν από 48 μονάδες γεωφώνων των 48 Hz.Οι σεισμικές εγκάρσιες τομές (seismic traverses) τοποθετήθηκαν περίπου κατά νότο προς βορρά και ανατολή προς δύση. Σε όλες τις ενότητες, η επεξεργασία των δεδομένων κατέληξαν σε τρία layers των υπογείου εδάφους. Επιπλέον των seismic refraction τεχνικών, πραγματοποιήθηκε μία υψηλής ανάλυσης seismic reflection καταγραφή με τη χρήση seisgun, αποδεκτών των 100Hz και διαχωρισμό γεωφώνου στα 0,5m. Επεξεργασία των seismic reflection δεδομένων, συμπεριλαμβανομένων γεωμετρικών διορθώσεων, trace muting, AGC, stacking, deconvolution και migration. Η επεξεργασία των refraction δεδομένων μας έδωσε το πρώτο 3-διάστατο μοντέλο του αρχαίου λιμανιού το οποίο αναγνωρίστηκε δυτικά των δύο ακροπόλεων. Το μοντέλο συμφωνεί με τις θεωρητικές υποθέσεις. Χρησιμοποιήθηκε ένας σταθμός Ashteck total και ένα κινητό εργαλείο για τη γεωδετική καταγραφή. Η τεχνική Stop & Go εφαρμόστηκε για την κινηματική καταγραφή της ευρύτερης περιοχής μελέτης, λαμβάνοντας έναν αριθμό σημείων του εδάφους (ground control points-G.C.P.) υψηλής ακρίβειας, για να χρησιμοποιηθούν για γεωμετρική διόρθωση εναέριων και δορυφορικών εικόνων. Ένας αριθμός πειραμάτων στατικής καταγραφής πραγματοποιήθηκε για τον έλεγχο της ακρίβειας του συστήματος και εγγραφής γεωφυσικών καννάβων (grids) στο γενικό τοπογραφικό layout της περιοχής. Οι καταγραφές πραγματοποιήθηκαν σε UTM και μετασχηματίστηκαν στ ελληνικό σύστημα γεωδεσίας (Greek Geodesy System of Axes ('87)).

Τελικά αποτελέσματα

Η ψηφιοποίηση της μοντέρνας τοπογραφίας βρίσκεται σε εξέλιξη, με στόχο την ολοκλήρωση των παραπάνω δεδομένων σε 3-διάστατο ψηφιακό μοντέλο της περιοχής. Τα πανχρωματικά SPOT δεδομένα βρίσκονται σε εξελικτικό στάδιο, όπου οι τεχνικές των συνδυασμών των pixel, εφαρμοσμένες σε εικόνες διαφορετικών εποχών, θα προσπαθήσουν να μειώσουν τη χωρική ανάλυση σε 5m. Μελλοντικές δράσεις περιλαμβάνουν την κατασκευή ενός GIS, το οποίο θα ολοκληρώσει την πληροφορία που αποκτάται από εναέριες και δορυφορικές εικόνες, γεωφυσικοί χάρτες (2-D και 3-D) και άλλες αρχαιολογικές πληροφορίες από μία ευρύτερη περιοχή, παρέχοντας την υποδομή για την προστασία και τη διαχείριση των πολιτισμικών και περιβαλλοντικών πόρων της περιοχής.

Πηγή:

Remote Sensing Techniques & Computer Applications for Archaeological Monument & Site Assessment of Itanos in Eastern Crete, Greece.

A. Sarris1, A. Vafeidis2, St. Mertikas2 , M. Guy3, Th. Kalpaxis1

1. Laboratory of Geophysical - Satellite Remote Sensing & Archaeoenvironment, Institute of Mediterranean Studies, Foundation of Research & Technology - Hellas, PO. Box. 119, Rethymnon 74100, Crete, Greece (asaris@ret.forthnet.gr)

2. Department of Mineral Resources Engineering, Technical University of Crete, Chania, Crete, Greece (vafidis@mred.tuc.gr)

3. 28 Montcalm, Ramonville, France 31520.