Προσδιορισμός των ορίων της ιστορικής τοποθεσίας της Περσέπολης χρησιμοποιώντας μεθόδους ψηφιακής τηλεπισκόπησης
Από RemoteSensing Wiki
Προσδιορισμός των ορίων της ιστορικής τοποθεσίας της Περσέπολης χρησιμοποιώντας μεθόδους ψηφιακής τηλεπισκόπησης
Πρωτότυπος τίτλος : AIdentifying the boundaries of the historical site of Persepolis using remote sensing
Πηγή : Behnaz Aminzadeh, Firuzeh Samani, Remote Sensing of Environment 102 (2006) 52–62 [1]
Περίληψη
Η Περσέπολη που βρίσκεται 70 χιλιόμετρα βορειοανατολικά της σύγχρονης πόλης Σιράζ στο Ιράν, είναι μια από τις γνωστές αρχιαολογικές περιοχές παγκόσμιων κληρονομιών που χρονολογούνται από την αχαιμενική περίοδο (560-330 Π.Χ.). Ο χαρακτηρισμός της περιοχής και η σημασία της ως διεθνής παγκόσμια κληρονομιά διακρίθηκε από την UNESCO ως πρώτη μεταξύ των πέντε επιλεγμένων ιστορικών περιοχών στο Ιράν και καταχωρήθηκε το 1979. H περιοχή είναι ελκυστική για τους εθνικούς και διεθνείς τουρίστες καθώς επίσης και τους αρχαιολόγους και τους ιστορικούς από τον κόσμο. Παρότι θεωρείται από τις σημαντικότερες ιστορικές και αρχαιολογικές περιοχές, καμία έρευνα μέχρι τώρα δεν έχει εστιάσει στην ακριβή οριοθέτηση αυτής της περιοχής ενώ ταυτόχρονα βρίσκεται υπό αμφισβήτηση η ύπαρξη ενός τοίχους και πύργων για την προστασία αυτού του σημαντικού κέντρου. Προκειμένου να εξεταστεί το πρόβλημα αυτό, χρησιμοποιείται μια ανάλυση στοιχείων τηλεπισκόπησης, μια φωτογεωλογία, και μια μελέτη πεδίου. Για το χαρακτηρισμό του αρχαιολογικού τοπίου και των θέσεων της καταρρέουσας δομής οι αεροφωτογραφίες και οι δορυφορικές εικόνες έχουν αποδειχθεί ιδιαίτερα πολύτιμο εργαλείο. Η κατασκευή της Περσέπολης άρχισε από το Δαρείο, συνεχίστηκε από το γιο του Ξέρξη και τον εγγονό του Αρταξέρξη και καταστράφηκε από το Μέγα Αλέξανδρο. Αποτελούσε έναν εθνικό ιερό τόπο και είχε ως πρωτεύουσα πόλη την Parse. Το γενικό πλάνο των παλατιών και ο περιβάλλων χώρος παρουσιάζονται στην εικόνα 1. Είναι τοποθετημένη σε μία φυσικά προστατευμένη περιοχή, καθώς περιβάλλεται από τη λίμνη Tashk από τα ανατολικά και από κορυφογραμμές από τα βόρεια. Βάσει των δεδομένων τηλεπισκόπισης και της φωτογεωλογίας, η περιοχή αυτή διαθέτει ειδική γεωμορφολογία με μεγάλες καλλιεργήσιμες εκτάσεις και διασκορπισμένα χωριά που περιβάλλονται ανατολικά από το όρος Rahmat, δυτικά από τον ποταμό Kor, βόρεια από το όρος Hossein και νότια από την οροσειρά Zarghan (βλ. εικόνα 2).
Μεθοδολογία
Προκειμένου να επιτευχθεί ο στόχος αυτός, χρησιμοποιήθηκαν διάφορα ενσωματωμένα θεματικά σύνολα. . Η πλειοψηφία αυτών ήταν μη διαθέσιμα από τις παραδοσιακές πηγές. Αυτή η έρευνα επιτυγχάνει μια επεξεργασία συνδιασμού των ETM+ δεδομένων ψηφιακής τηλεπισκόπησης παράγοντας θεματικές εικόνες, ενισχύει σημαντικά την κατανόηση των αρχαιολογικών πόρων, των τοποθεσιών και των ιστορικών εξελίξεων από τις περιβαλλοντικές αλλαγές. Για την έρευν χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα ΕΤΜ+, ασπρόμαυρες αεροφωτογραφίες και τοπογραφικοί χάρτες κλίμακας 1:50000 και 1:25000. H Διεθνής Εγκάρσια Μερκατορική Προβολή UTM [2] οι προβολές, και το στοιχείο WGS84 έχουν χρησιμοποιηθεί για την προβολή, τη διόρθωση, και τις διαδικασίες συλλογής δεδομένων. Η διόρθωση έχει γίνει με τη χρησιμοποίηση της γεωδιαμόρφωσης. Το GPS έχει καθοριστεί από GPS χειρός που μεταλλάσσει τους τοπογραφικούς χάρτες των 1:50000 και 1:25000 που διορθώνονται από το λάθος μέσης τετραγωνικής τιμής (RMSE) 4 έως 10 μέτρων. Έχει επίσης καθοριστεί ένας συνδυασμός γεωλογίας τηλεπισκόπησης, τφωτογεωλογίας, και η αξιολόγηση πληροφοριών έχουν γίνει για τον καθορισμό των αρχαιολογικών χαρακτηριστικών γνωρισμάτων και τα υπόλοιπα της πιθανής ύπαρξης του τοίχου και των παρατηρητηρίων φρουράς. Η επεξεργασία εικόνας περιλαμβάνει τους διάφορους ραδιομετρικούς αλγορίθμους διορθώσεων και αφαίρεσης θορύβου. Περιλαμβάνει επίσης την εγγραφή της εικόνας, ή τη βαθμολόγηση γεω-κωδικοποίησης και στοιχείων καλιμπρρίσματος. Συνήθως, η ζώνη του αριθμητή επιλέγεται βάσει ποιό υλικό είναι ιδιαίτερα αντανακλαστικό και ένα κανάλι που καλύπτει ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα απορρόφησης για εκείνο το υλικό επιλέγεται ως παρονομαστής. Το TM 5/7 κάνει διακρίσεις τα υλικά που περιέχουν τα υδροξύλια μεταλλεύματα (argillic υλικά) και το ανθρακικό άλας με την απορρόφηση χαρακτηρίζει στην περιοχή 2.2 έως 2.3 μm. Η αναλογία του TM 5/4 χρησιμοποιήθηκε για να διακρίνει τους βράχους και τα χώματα για να ενισχύσει το αρχαιολογικό υπόλειμμα στις καλλιεργημένες ζώνες. Αυτή η αναλογία έχει χρησιμοποιηθεί για να δώσει έμφαση στο αρχαιολογικό υπόλειμμα μέσα στις καλλιεργημένες περιοχές, όπου εμφανίστηκαν ως ελαφριά σημεία στο γκρίζο υπόβαθρο. Αυτά τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα έχουν ενισχυθεί επίσης στις RGB (b5/b7, b5/b4, b3/b2) σύνθετες εικόνες χρώματος. Η μετατροπή IHS χρησιμοποιείται επίσης για τη RGB σύνθετη εικόνα (b5/b7, b3/b2, b5), η οποία αντικαθιστώντας to b5 αναγκάζει την ένταση να κάνει διακρίσεις στους δείκτες βλάστησης. Αυτή η λειτουργία έχει χεησιμοποιηθεί για να μειώσει την εδαφική φωτεινότητα και τις ατμοσφαιρικές παραλλαγές. Η συνέλιξη ενός υψιπερτού φίλτρου (3x πίνακα) έχει εφαρμοστεί στα κανάλια TM b5, b4, b7, και προστέθηκν στην αρχική εικόνα ώστε να παραχθεί η ενίσχυση των ακμών. Έχουν εφαρμοστεί επίσης φιλτραρίσματα διαφορετικών κατευθύνσεων για την ενίσχυση των χωρικών χαρακτηριστικών γνωρισμάτων. Η ανάλυση κύριων τμημάτων έχει εφαρμοστεί για να καθορίσει την collapsed clayey matrix, allocthonous carbonate rock fragments, και τα χαρακτηριστικά των καλλιεργειών. Οι διαφορές στην εδαφολογική σύσταση αποκαλύπτονται από τις κλασματικές παραλλαγές της θερμοκρασίας. Κατά συνέπεια, είναι δυνατό να προσδιορίσει χαλαρά το χώμα που ήταν ενδεχομένως προϊστορικός γεωργικός τομέας ή που καλύπτει τώρα τις θαμμένες καταστροφές. Σε πολλές περιπτώσεις, οι θαμμένες δομές μπορούν να ανιχνευθούν στις υπέρυθρες φωτογραφίες και τις εικόνες που καθορίζουν καλύτερα τα σχέδια τοπίων και τη ζωτικότητα της βλάστησης. Οι πολυφασματικοί αισθητήρες μπορούν να ανιχνεύσουν τάφροι γεμάτους με τα ιζήματα, δεδομένου ότι τα ιζήματα στις τάφρους περιέχουν περισσότερη υγρασία και οι θερμοκρασίες τους είναι διαφορετικές στο γειτονικό χώμα. Το έδαφος επάνω από έναν θαμμένο τοίχο πετρών μπορεί για παράδειγμα να είναι ελαφρώς θερμότερη από την περιβάλλουσα έκταση επειδή η πέτρα απορροφά περισσότερη θερμότητα. ο κρυμμένος ή καταρρεσμένος τοίχος μπορεί να έχει μια ζώνη μολυσμένου υλικού, όπως το κονίαμα, ο άργιλος, και τα τεμάχια βράχου ανθρακικού άλατος και τα τούβλα που έχουν τη διαφορετική ηλεκτρομαγνητική διασπορά αντανάκλασης, και οι ιδιότητες απορρόφησης που θα ανιχνευθούν από τα φάσματα που καταγράφονται στα δορυφορικά συστήματα. Στην περίπτωση των θαμμένων τοίχων, οι συμπαγή πέτρες και το κονίαμα χαρακτηριστικά δεν αποθηκεύουν οποιοδήποτε νερό και το χώμα ξεραίνεται πολύ εύκολα. Αυτοί που περιτοιχίζουν τη διαμόρφωση των υλικών μπορούν να εκτεθούν με το όργωμα, οπότε σ'αυτή την περίπτωση απορροφούν και απεικονίζουν την ακτινοβολία από τον ήλιο, ο οποίος κάνει τους θαμμένους τοίχους να φανούν φωτεινότερους από τις περιβάλλουσες περιοχές μέσα από τιςδορυφορικές εικόνες και τις αεροφωτογραφίες. Το ETM+ πανγχρωματικό κανάλι 8 (0.52-0.90 μm) από την υψηλή ανακλαστικότητα στην ορατή και υπέρυθρη φασματική περιοχή έχει υποβληθεί σε επεξεργασία για την αύξηση των υπολειμμάτων. Λόγω της πυκνής καλλιέργειας και της εκτενούς βλάστησης, δεν είναι δυνατό να ενισχυθούν οι αρχαιολογικές περιοχές με τη χρησιμοποίηση της κανονικής σύνθεσης RGB και της αναλογίας-καναιών ψευδοχρωματικών εικόνων. Για να εξεταστεί αυτό το πρόβλημα, η ανάλυση κύριων τμημάτων (PCA), που ομαλοποιείται ο δείκτης βλάστησης διαφοράς (NDVI) και οι διαφορές μεταξύ PC2 και NDVI έχουν χρησιμοποιηθεί για να ενισχύσουν τις αρχαιολογικές περιοχές σε αυτήν την περιοχή. Λόγω του χαμηλού χωρικού ψηφίσματος ETM+ των στοιχείων για τη μεγάλης κλίμακας μελέτη και του απρόσιτου των υψηλότερων χωρικών στοιχείων ανάλυσης, έχουν χρησιμοποιηθεί σε αυτήν την μελέτη διαφορετικής ηλικίας αεροφωτογραφίες. Οι αεροφωτογρααφίες σκαναρίστηκαν σε μορφή jpg. Αυτά τα στοιχεία έχουν υποβληθεί σε επεξεργασία από τη χρησιμοποίηση υψιπερατού φίλτρου Laplacian , το τέντωμα ιστογράμμων, τα υπολείμματα χρώματος, και τα ημι-κρυμμένα χαρακτηριστικά γνωρίσματα.
