GIS וגילוי של אתרים ארכיאולוגיים נסתרים ברחבי העולם

מערכות מידע גיאוגרפיות (GIS) הפכו את הארכיאולוגיה באופן יסודי, מה שמעביר את המשמעת מהסתמכות על סקרי פני השטח וסגנית למדע המונע נתונים המסוגל לזהות אתרים נסתרים על פני שטחים עצומים ובלתי נגישים. על ידי שכבת וניתוח נתונים מרחביים, GIS מאפשר לחוקרים לזהות דפוסי קרקע עדינים, לחזות מיקומים, לנהל לוגיה מורכבת.

ההסתברות של GIS בארכיאולוגיה

בפשוטו ביותר, GIS היא מסגרת לאיסוף, ניהול וניתוח נתונים מרחביים וגיאוגרפיים.בארכיאולוגיה, זה אומר שילוב של שכבות מרובות של מידע למפה יחידה, אינטראקטיבית.התועלת העיקרית היא היכולת לראות מערכות יחסים בין תכונות שאינן נראות לעין העירומה, כגון הקורלציה בין כבישים עתיקים מקורות מים, או ההבדלים העדין בצמחייה המעידים על קירות תת-קרקעיים.

אינטגרציה נתונים ממקורות מרובים

ארכיאולוגים מאכילים את GIS עם נתונים:

  • (FLT:0)Satellite Imagery:FLT:1, תמונות אופטיות ורב-ספקטרום של לווינים כמו Landsat, Sentinel ו- WorldView חושפים וריאציות בלחות אדמה, בריאות צמחייה ומיקרו-טופוגרפיה כי לעתים קרובות מצביעים על מבנים קבורים.
  • (ב) ⁇ :0) LiDAR (Light Detection and Ranging): ⁇ FLT:1 A Air LiDAR יוצר מפה תלת-ממדית מפורטת של פני הקרקע, אפילו דרך תעלות יער צפופה, ביעילות "לראות דרך" כיסוי עץ לחשוף את קווי המתאר של חורבות ועבודות אדמה.
  • (FLT:0Ground-Penetrating Radar (GPR) & מגנטומטריה: ⁇ FLT:1 סקרים גיאופיזיקה אלה מייצרים נתונים נקודה כי GIS יכול להתנגש במפות רציפות של אנומליות תת-קרקעיות, כגון קירות, שמיעות, או בורות קבורה.
  • מפות עתיקות:0 (המפות והמסמכים: FIRLT:1) מפות ישנות, יומני חוקר ותצלומים אוויריים מעשרות שנים בעבר יכולים להיות מוזנים גיאוגרפיים בהשוואה לנתונים מודרניים כדי לעקוב אחר שינויים ולזהות אתרים שלא תועדו קודם לכן.
  • מודלים מאובנים ומודלים הידרולוגיים: FLT:1 (DEMs) עוזרים לחוקרים להבין כיצד תכונות טבעיות כמו מדרונות, נהרות, ומחסניות השפיעו ככל הנראה על התיישבות אנושית.

השילוב של פורמטים מגוונים אלה הוא הבסיס לכל הניתוח הבא.

מודלים חיזוי

מודלים חיזוייים משתמשים באתרים ארכיאולוגיים ידועים ומשתנים סביבתיים כדי להעריך היכן אתרים אחרים, שאינם מחוסנים, ככל הנראה קיימים.

  1. (ב) ,0) , עיין בנתוני האתר הידועים (איור 1) (מיקום, גיל, סוג).
  2. (ב) ,0) זיהוי משתנה נוף משתנה (מעלה, מדרון, היבט, קרבה למים, סוג אדמה).
  3. (FLT:0) הפעלת מודלים סטטיסטיים FLT:1 (לעתים קרובות תוקפנות לוגיסטית או אלגוריתמי למידת מכונה) כדי לחשב את ההסתברות של אתר המתרחש בכל נקודה נתונה באזור המחקר.
  4. (ב) ,0 מתוך "מפת חום" 1 (FalveLT) אשר מדרגת אזורים מפוטנציאל ארכיאולוגי נמוך עד גבוה.

מודלים אלה מאפשרים לארכיאולוגים לתעד סקרי שדה, לחסוך זמן ומשאבים.לדוגמה, ב-FLT:0 Maya lowlandssphFLT:1, מודלים חיזוי המבוססים על גסות קרקע וגישה למים זיהו נכון עשרות התנחלויות לא ידועות אשר אושרו מאוחר יותר באמצעות הכרזה על הקרקע.

ניתוח נתונים מרחוק

GIS הוא הבית הטבעי לעיבוד וניתוח נתונים מרחוק ארכיאולוגים משתמשים בו כדי לזהות סימני יבול, סימני אדמה וסימנים צל המציינים תכונות קבורות:

  • (FLT:0Crop Marksrea:) 1 הבדלים בצמיחת הצמח על קירות אבן קבורים (שיבשה מהר יותר) מול תעלות (אשר לשמור לחות) יוצרים דפוסים גלויים מלמעלה.
  • (ב) ⁇ :0) , Soil Marksreas: FLT:1 שדות מפוזרים חושפים את ההבדלים שבהם כהה, עשיר אורגני למלא ניגודים של בורות עתיקות עם תת-קרקעית בהירה יותר.
  • (FLT:0)Shadow Marks:FLT:1ir , זווית השמש הנמוכה מדגישה תכונות מיקרו-טופוגרפיה כמו פלטפורמות הרים או כבישים בהירים. LiDAR-derived DEMs ניתחו ב GIS יכול לדמות זריחה תאורה שקיעה כדי לשפר את הצללים האלה.

היכולת להשוות במהירות סצנות לוויין רב-זמניות (תוך שנים) בתוך סביבת GIS מסייעת הארכיאולוגים לפקח על בזיעה ושחיקה באתרים ידועים תוך ציון תכונות חדשות שמופיעות לאחר כל עונת הגשמים.

מחקרים: GIS חושף אתרים נסתרים

הדוגמאות הבאות מראות את התרומות המוחשיות של GIS לתגלית ארכיאולוגית על פני סביבות מגוונות.

אנגקור ואט, קמבודיה: לראות דרך הג'ונגל

העיר העתיקה של אנגקור, המשתרעת על פני 400 קילומטרים רבועים, ידועה כבר זמן רב במקדשים האיקוניים שלה.אבל היקף אמיתי של הרשת העירונית שלה היה בלתי אפשרי למפות ברגל.

that the team began with a basin-wide analysis of hydrology, overlaying ancient water management features. This approach uncovered an entire grid of earthen mounds, reservoirs, and roads that had been swallowed by vegetation. The GIS analysis revealed a low-density urban sprawl far larger than previously imagined, fundamentally changing our understanding of Khmer civilization.

פרויקט הנוף הנסתר של סטונהנג, בריטניה

סביב מעגל האבן המפורסם, פרויקט רב שנתי בשילוב LiDAR, מגנטיות, ו מכ"ם חודר קרקע, הכל משולב ב- GIS יחיד.התוצאה הייתה גילוי טבעת מסיבית של בורות (FLT:0 The Durrington PitsFLT:1), ואנדרמנט לא ידוע בעבר ב-FLT:2stonegeFhen: 3Ds LTI הוא מותר לחלק גדול יותר של אבן מקודמת, אשר לא ידוע זה, אשר היה מסוגל ל- 3 עיגול, אשר היה ערפילית, אשר היה ערפילית, אשר היה ידוע, אשר היה מכלול של ערפילית, אשר היה מכלול של ⁇ , אשר היה ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ , אשר היה ⁇ , אשר היה ידוע, אשר היה ⁇ , אשר היה ידוע, ו- 3, אשר היה ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ , אשר היה ידוע, אשר היה ידוע, אשר היה ידוע, אשר היה ⁇ ⁇ ⁇ , עם 3, אשר היה ידוע, אשר היה ידוע, אשר היה ידוע, אשר היה ידוע, אשר היה ידוע, אשר היה ידוע, אשר היה ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

ערים אבודות ב-Amazon Rainforest

במשך עשרות שנים, אמזון נחשבה "גן עדן סופרפי" לא מסוגל לתמוך בחברות מורכבות. סקרים אחרונים של לידאר, מעובד וניתח ב GIS, ביטלו את הנוף הזה.בעמק של אקוודור:0Upano עמק של אקוודורFLT:1, החוקרים הוכיחו את GIS לשלב נתונים LiDAR עם צמחייה, סינון של ה-GLTopyssss הצפופים, אשר זוהו רשת של 2, אשר תוכנן מחדש, ו-F2 שנים, אשר היו קיימים עם מרפסות חקלאיות, אשר היו מרפסות, ו-GIS.

נמלי המדבר והמבנה הניאוליתית במזרח התיכון

(באמצעות תמונות לוויין ברזולוציה גבוהה וניתוח מרחבי GIS, הארכיאולוגים פינו מאות "חתכים גבוהים" - מלכודות ציד אבן מסיביות היכרויות Neolith. מבנים אלה, לעתים קרובות מתיחה במשך עשרות קילומטרים, כמעט בלתי נראים ברמה הקרקעית אבל נפתר בבירור בתמונות לוויין. GIS אפשרה לחוקרים לסווג אותם על ידי צורה (בצורה, שרשרת בצורת כוכבים) ותואם את הכיוון שלהם עם מבט עתיק של גללאה של שנים (Feded) לעתים קרובות חשפו מחדש של שיטות בנייה).

טכניקות מפתח לגילוי אתרים נסתרים

מעבר ליכולות הכלליות, נהלי GIS ספציפיים אחראים ישירות למציאת תכונות נסתרות.

ניתוח ספאטי ו- Viewshed Analysis

ארכיאולוגים משתמשים ב- GIS כדי לחשב נקודות מבט - האזורים גלויים מנקודת מבט מסוימת.זה עוזר לפרש את הפונקציה של גבעות, שעונים, או מרכזי טקסים.לדוגמה, להתאים את התצפיות של כמה אתרים יכול לחשוף רשת תקשורת המבוססת על אותות עשן או מראות. בדומה, ניתוח נתיבי נתיב בעלות נמוכה, פונקציה הליבה GIS, מודלים היעילים ביותר בין אתרים, לעתים קרובות חשיפת נתיבים עתיקים שניתן להגדיר כעת נתיבים שדהיים.

אינטגרציה למידת מכונות

התפתחויות אחרונות בלמידה של מכונות (ML) יש תגלית מבוססת-על GIS. Algorithms שהוכשרו על אלפי תכונות דוגמאות מתוויות מתוויות (למשל, אולמות ידועים, ביזה של בורות או פלחי קיר) יכולים לסרוק terabytes של לוויין או דחיסות LiDAR כדי לאתר תכונות דומות עם מהירות גבוהה ועקביות.

Multi-Spectral ו- Hyperspectral Imaging

פלטפורמות GIS יכולות להתמודד עם נתונים רב-band, המאפשרים לארכיאולוגים ליישם אינדיקציות ספקטרליות כמו NDVI (מדד הבדלי משיכה Normalized) כדי לזהות צמחייה מתוחה מעל קירות קבורים.חיישנים מתקדמים יותר לאסוף חתימות מינרלים ייחודיים מלבנים Adobe או אדמה קומפקטית, גם כאשר קבורים 50 ס"מ עמוק.

אתגרים ומגבלות

GIS אינה פאןאצ'ה. מכשולים אחדים מעצימים את יעילותה בארכיאולוגיה בעולם האמיתי.

דרישות אמת

כל חיזוי מבוסס GIS הוא השערה כי יש לאמת על הקרקע.אנומליות מזוהה על ידי לווין או LiDAR יכול להיגרם על ידי תכונות טבעיות (זריקת עץ, בורולים מוטטים, פגמים גיאולוגיים) ללא סקרי שדה, ולעתים קרובות, חפירות מבחן, הפלט GIS נשאר טבילה.

החלטה וכיסוי נתונים

לא לכל האזורים יש רזולוציה גבוהה LiDAR או תצלום לווייני. במדינות מתפתחות רבות, הנתונים הזמינים הטובים ביותר עשויים להיות קוהרזה (10-30 מטר החלטה), אשר אינו מספיק לגילוי תכונות קטנות או עדינות. בדומה, כיסוי ענן באזורים טרופיים יכול להגביל את תמונות לוויין ניתנות לעצימה, אם כי חיישנים מכ"ם (Sentinel-1) להפחית באופן חלקי את זה.

מודלים חיזוי

מודלים חיזוייים הם רק טוב כמו נתוני קלט.אם אתרים ידועים נמצאים בעיקר במיקומים טופוגרפיים מסוימים (למשל, גבעה), המודל יתעלמו סוגים אחרים של נופים, מה שמוביל להטיה מבוססת-עצמית.זה יכול להחמיץ באופן שיטתי אתרים בצפות, מערות, או ארכיאולוגים נמוכים.

עתידו של GIS בארכיאולוגיה

המסלול של טכנולוגיית GIS מבטיח אפילו יכולות גדולות יותר לגילוי אתרים נסתר.

אינטגרציה של נתונים בזמן אמת מ Drones

ארכיאולוגים משתמשים יותר ויותר ברחפנים קטנים מצוידים במצלמות רב-ספקטרום.אלה יכולים לעוף נמוך ואט, איסוף תמונות ברזולוציה של 5 ס"מ או טוב יותר.עם יישומי GIS ניידים (כמו QField או איסוף), ארכיאולוגים יכולים להעלות נתונים ישירות לתוך GIS מבוסס ענן בעוד עדיין בתחום, יצירת מפות חיים של אנומליות שניתן לחקור באופן מיידי.

AI-Powered Modeling

מודלים למידה עמוקה משולבים כעת ישירות לתוך פלטפורמות GIS. בשנים הקרובות, ארכיאולוגים יוכלו להזין כל סצינה לווינית ולקבל אוטומטית מפה של תכונות ארכיאולוגיות חזו, להשלים עם ציוני אמון.זה יגרום ניתוח מתוחכם נגיש לצוותים קטנים יותר וסוכנויות מורשת באזורים של נתונים-poor.

מודל משנה עם 3D GIS

אמת 3D GIS, ולא 2.5D משטחים, הופכת לזרם המרכזי של תוכנה כמו cc-ArcGIS ProFLT:1 ו-FLT:2GIS GISFLT 3 יכול עכשיו לייצג שכבות גיאולוגיות, קבור אופקים ארכיאולוגיים, ויחידות חפירות בשלושה ממדים מלאים.

מדע האזרח ו Crowdsourced GIS

פלטפורמות כמו FLT:0 ,Xplorererph1 (המבוססות על ידי ד"ר שרה פרקאק) הראו כי אלפי לא- ⁇ , מונחה על ידי אימון פשוט, יכולים למצוא בוזות ומיקומים פוטנציאליים בדמיון לווייני. תצפיות אלה מצטברות לתוך מסד נתונים מרכזי GIS. כמו למידת שיפור, נקודות קוד המונים אלה ניתן להשתמש כדי להכשיר, יצירת מחזור חזק של תגליות רחבות של מסד נתונים פתוח.

מסקנה

מערכות מידע גיאוגרפיות הפכו לעדשה הכרחית שבאמצעותה הארכיאולוגים רואים את העבר.על ידי שילוב תמונות לוויין, LiDAR, גיאופיזיקה ונתונים היסטוריים, GIS מגלה דפוסים ותכונות שאחרת יישארו בלתי נראות תחת קאנוכיות ג'ונגל, חול המדבר, או החקלאות המודרנית.ההצלחות בקמבודיה, האמזונס, והמזרח התיכון מדגישים כיצד הטכנולוגיה הזו משחזרת את מפת ההיסטוריה האנושית, אך GIS אינה מהווה תחליף לתחומים נסתרים יותר, כפי שעדיין לא יהיו מעצמה, כמו גם כן, כמו גם כן, כמו גם כן, כמו גם כן, כמו גם מאמצי מחשוב נסתרים, ומזרח תיכון, אשר ממשיכים להיות מפותחים, כמו גם כן, כמו גם כן, כמו גם כן, והופכים לנתיבים, והופכים לנתיבים יותר, והופכים לנתיבים, ומזרח תיכון, כך, כך שעדיין לא יהיו חזקים יותר, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך שימשיכו לנתיבים יותר, כך שעדיין לא יהיו חזקים יותר, כך, כך שעדיין לא יהיו יותר, כך שעדיין לא יהיו מסוגלים להבטיח שימשיכו לתחומים מתקדמים יותר, כך שעדיין לא יהיו מסוגלים להבטיח שעדיין לא יהיו מסוגלים להבטיח שעדיין לא יהיו יותר, כך,

(ב) [האגודה לארכיאולוגיה] מספקת סקירה של יישומי GIS, ואילו ה-FLT:2Archaeology MagazineveFLT 3: 3 לעתים קרובות תכונות סיפורים על תגליות חדשות שניתנות על ידי חישה מרחוק ו- GIS. עבור הדרכה טכנית, מומלץ להתייעץ עם התיעוד המקוון החופשי של FLT:4GISLT5:5, מוביל את פלטפורמת הקוד הפתוח של RUSL.