צילומי לוויין הפכו את הארכיאולוגיה מדיסציפלינה לעתים קרובות מוגבל סקרים ברמה הקרקעית וחפירה יקרה למדע חוקר בקנה מידה עולמי.על ידי לכידת נתונים ממאות קילומטרים מעל פני כדור הארץ, לווייני מודרני מאפשרים לחוקרים להתחבר דרך תעלות יער צפופות, לזהות פערי אדמה עדינים, ולמפות את הפריסה העירונית העתיקה ללא חפץ בודד.

התפתחותם של נזירים מרוחקים ארכיאולוגיים

השימוש בדימוי אווירי בארכיאולוגיה עבר את עידן החלל.החוקרים המוקדמים צילמו בלונים אוויריים חמים, ולאחר מכן, ממטוסים במהלך מלחמת העולם הראשונה, תמונות אלה חשפו סימני יבול ודפוסי אדמה שרמזו בקירות קבורה והתעלות. עם זאת, המהפכה האמיתית החלה עם שיגור לווייני שימור של כדור הארץ האזרחי, כגון לנדsat (1972) ו- SPOT אלה (1986).

מתוך בלונים ללוויינים: היסטוריה קצרה

בשנות ה-20, צילום אווירי עזר למפות את העיר העתיקה של אור במסופוטהמיה.בשנות ה-50, נעשה שימוש בסרט אינפרא אדום כדי לזהות תכונות תת-קרקעיות.המעבר לחיישנים המבוססים על לווייני בשנות ה-70 אפשר למדענים לעבור ממחקרים ספציפיים לאתר לניתוח נוף אזורי.היום, קבוצת לוויינים – כולל לנדsat של נאס"א, SUSSSSSStinel2, ופלטפורמות מסחריות כגון קירות תת-מטרים בודדים של מקס-אומטר - יכולים לזהות רזולוציה של רזולוציה אישית.

למה חשוב צילום לוויין

(הופנה מהדף ⁇ ) יש שלושה יתרונות עיקריים על שיטות מבוססות קרקע: ⁇ :0coverigage 1 ( סצנה אחת יכולה לכסות אלפי קילומטרים רבועים), FLT:2consistencyFLT 3: (ה חיישן אותו חיישן חוזר על אותו מקום בלוח זמנים קבוע), ו-FLT:4non-invasivenessFLT:5 (לא חפירה, לא ניתן להבחין בין אזורים רגישים במיוחד, או בלתי יציבים).

כיצד פועל צילום לוויין בארכיאולוגיה

תכונות ארכיאולוגיות משאירות עקבות עדינים בסביבה.קיר אבן קבור יכול לשמור חום יותר מאשר הקרקע שמסביב, גרימת חתימות אינפרא אדום.ערוצי טיפוח עתיקים עשויים להחזיק יותר לחות, יצירת כתמים יבשתיים כהה יותר. צמחייה טרופית Dense לפעמים גדל אחרת על פלטפורמות קבורות - תופעה הנקראת "סימני גדילה" חיישנים לוויין ללכוד את הווריאציות הללו על פני אורכי גל מרובים, שרבים מהם בלתי נראים לעין האנושית.

Multispectral and Hyperspectral Imaging

חיישנים רב-ספקטרום מתעדים נתונים ב-4 עד 15 להקות דיסקרטיות (אדום, ירוק, כחול, קרוב ל-infrared וכו ') על ידי השוואת הרהורים בלהקות אלה, אנליסטים יכולים לבודד סוגים של צמחייה, מינרלים קרקעיים ותוכן לחות. Hyperspectralחיישנים ללכת רחוק יותר, ולכידת מאות של להקות קידוד צר.זה מאפשר להם לזהות מינרלים ספציפיים, כגון תחמוצת ברזל מאתרי דם עתיקים מאתרי דם מאתרי סרטן, או בלוקים עתיקים, לדוגמה, 000 של חומרים מ-מדומים, לדוגמה, 000 המפורסם, 000.

LiDAR (Light Detection and Ranging)

LiDAR אינה טכנולוגיה לווינית בלבד – היא בדרך כלל פרוסה על מטוסים או מזל"טים – אלא משימות LiDAR מבוססות חלל (למשל, GEDI של נאס"א בתחנת החלל הבינלאומית) מספקות כעת נתונים טופוגרפיים גלובליים. Aerial LiDAR יורה הדופקs לעבר הקרקע ומדגיש את זמני החזרה שלהם כדי לבנות מודלים מדויקים של עלייה דיגיטלית.

« « SAR)

לווייני SAR (כגון Sentinel-1 של ESA או ה- טרה-X הגרמני) משדרים דופקי מיקרוגל שיכולים לחדור עננים, חול וקרקע יבשה.זה בלתי יקר לארכיאולוגיה באזורי המדבר. SAR שימש למפות עמקי הנהר קבור מתחת לסהרה, לזהות מבנים מתחת לחולות הדרומיות, ולעקוב אחר נתיבי סחר עתיקים בחצי האינטרמטרי (אפילו מפרשים) אפילו על פני SARside, או על פני SARside, על פני SARside, או SAR).

האימאם הבוגדני

חיישניים הארוכים מודדים את ההבדלים בטמפרטורות על פני השטח הקרקע.כי אבן ואדמה קומפקטית שומרים חום שונה מאשר אדמה רופפת, קירות קבורים מופיעים לעתים קרובות כמו חריגות חמות או מגניבות בשחר או דוסק.המשימה של נאס"א, המוטבעת בתחנת החלל הבינלאומית, מספקת תמונה יומית כי ארכיאולוגים מתחילים להשתמש כדי לזהות תכונות תת-קרקעיות באזורים עקשניים.

יישומים אמיתיים וגילויים לא ניתנים לזיהוי

תמונות לוויין דחפו כמה מהממצאים הארכיאולוגיים הדרמטיים ביותר של שני העשורים האחרונים.רשימת התגליות משתרעת על פני יבשות, אקלים ותקופות - ממחנות ציד נריים ועד לערים שלפני קולומביאניות.

יערות הגשם של אמזון: Geoglyphs ועיירות אבודות

במשך עשרות שנים, האמזונס נחשבה למבוי פתע עם ראיות קטנות של חברות קדם קולומביאניות גדולות.דמיית לוויין פציצה את הנוף הזה.שימוש בנתונים רב-תחומיים מלנדסאט ודימויים ברזולוציה גבוהה מלוויינים מסחריים, החוקרים זיהו מאות ממצאים גיאו-ג'וג'יפילים - החתומים שהונחו על ידי עבודות אדמה - על פני מדינות ברזיל של עכו ואמזון, לאחרונה, סקר לירז'אר, שהתקיים עם לוויינים גאות'אר, שעדיין, שעדיין חשפו את תמונות נוצריות'רדומות של קדמוניות של דרום-קוריאניות, ו'אר, עם לוויינים, שעדיין לוויינים, שסומים, שסומים, עם אלכסנדריה, שסומים, עם אלכסנדריה, שסומים, עם אלכסנדריה, שסומים, שסומים, שסומים, שהפכו את התרבות האנושית, עם חשפו, עם חשפו, עם אלכסנדריה של אלכסנדריה, עם אלכסנדריה של אלכסנדריה, שהפכו את בתיבות, עם אלכסנדריה, שהפכו את שדות אלכסנדריה של קמו על ידי אלכסנדריה, שהפכו את שדות אלכסנדריה של מדינות אפריקה, שהפכו את שדות קמו על ידי לוויינים

מצרים: מקדשים ורשתות דרכים

בשנת 2011, צוות בראשותה של שרה פרקאק השתמש בדימוי לוויין קרוב-לכאורה כדי לזהות את האנומליות מתחת החול ליד Sqqara. חפירה תת-קרקעית אישרה את נוכחותו של קבר בן 3,000 וקבוצה של בתים מאוחר יותר, ניתוח רב-ספירלי של הנילוס חשף ענף עתיק של הנילוס - מאז יבש - שערים רבות של הממלכה הישנה הראו גם תמונות של שדות נרים נטושים של שדות טטים, שנקברו, אשר שרדו כעת, אשר שרדו את שדות הניהול של שדות ה-ה-ה-ה-ה-ה-החסין, אשר שרדו את שדות-החסין, אשר שרדו תחת שדות-ה-ה-הים של שבטים-החסין, אשר שרדו את שדות-החסין, אשר שרדו תחת שליטתה-החסין, אשר שרדו כעת, אשר שרדו את שדות-התיקים של שבטים-התיקים של שבטים-השדות-לשעבר, אשר שרדו כיום, אשר שרדו את שדות-השדה-החסין, אשר שרדו את שדות-ידי הנילוס, אשר שרדו את שדות-התיקים-ה-לשעבר, אשר שרדו את שדות-ידי שבטים-ידי שבטים-התיקים-ידי שבטים-ה

המאיה לולנדס: ספירול עירוני בג'ונגל

הציוויליזציה הקלאסית של מאיה (250-900 לספירה) נותרה מאחורי פירמידות וארמונות מונומנטליים, אך הסקאלה האמיתית של האורבניזציה שלה נותרה חבויה מתחת ליער צפופה. סקר לידר גדול בצפון גואטמלה, במימון קרן הפאבנאום, שצילם יותר מ-2,100 ק"מ רבועים של מאיה ביוספרר, הנתונים חשפו רשת מורכבת של כבישים גבוהים (acbeob), מרפסות, , , מרפסות, וסודות של מבנים, ודמויות, ודמויות, יותר מתחומים חדשים, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, ומאחוריהם, שעדיין גלקסיות מתחומים חדשים, מתחומים מתחומים מתחומים מאופקים, לעומת זאת, לעומת זאת, מתחומים חדשים, מתחומים חדשים, לעומת זאת, לעומת זאת, מתחומים מתחומים מתחומים מאופקים, מתחומים מתחומים מתחומים חדשים, אשר גלקסיות מתחומים מאופקים, ומעמיקים, לעומת זאת, ומעמיקים, עם גלקסיות יותר מתחומים חדשים, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, מתחומים חדשים, לעומת זאת, לעומת זאת, אשר גלקסיות מתחומים חדשים, אשר גלקסיות מאופקים, מאופקים, לעומת זאת,

כביש רומי ומבצר המדבר

במזרח התיכון וצפון אפריקה השתמשו החוקרים בתמונות לוויין ברזולוציה גבוהה כדי לאתר רשתות כביש רומיות שחצו מאות קילומטרים של אדמה צחיקה.כבישים אלה לעתים קרובות מחברים מבצרים והודעות מסחר שנזנחו לאחר הירידה של האימפריה.ב-2023, צוות משולב של תמונות רב-ספקטרליות עם מפות היסטוריות כדי לשחזר את המחוז הרומי של מערכת הכבישים של ערב, זיהוי לפחות חדש עבור 20 נקודות לאיחוד האירופי, הלך לאיבוד דרך משי.

סין והדיננים של צ'ין-האן

מכ"ם מבוסס חלל היה מרכזי בגילוי של תכונות ארוכות, ליניאריות – לעתים קרובות שרידי קירות עתיקים או תעלות – במישורים הארוכים של צפון סין.ב-2024, מחקר באמצעות נתוני סינטנל-1 SAR הממוקם חלק בלתי ידוע בעבר של החומה הגדולה שנקברה על ידי סילק מעל מאות שנים.בנוסף, הדמיה תרמית מהחלל סייעה לזהות מערכות בקרת מים בקנה מידה גדול הקשורות לשושלת האן (206 לפנה"ס) אשר הראות מוקדם יותר מלמטה, אשר נתמך על ידי רשתות התרחבות אימפריאלית (L) המתוחכמות, אשר תמכו בדרגה מתקדמת יותר ממרחק של התרחבות אימפריאלית (L.

תפקידה של Machine Learning ו-AI בניתוח ארכיאולוגי

מכיוון שסצנת לוויין חד-משמעית אחת יכולה להכיל מיליארדי פיקסלים, בדיקה ידנית אינה מעשית יותר עבור סקרים גדולים-השטחיים. Machine Learning (ML) אלגוריתמים – במיוחד רשתות עצביות מבוכות (CNN) – הפכו הכרחיים לזיהוי באופן אוטומטי תכונות ארכיאולוגיות פוטנציאליות.מודלים אלה מאומנים בדוגמאות ידועות: מבנים עתיקים, סימני יבול, או צורות ממותות.

גילוי אוטומטי של קברים לווטים וצלילים

במזרח התיכון ובאנדים, בזזת אתרים ארכיאולוגיים התגברה באופן דרמטי בשל סכסוך וחוסר יציבות כלכלית.מודלים של ML שהוכשרו על צלמת לוויין יכולים לזהות את הבורים הייחודיים ואת ערמות המפונקות שנותרו על ידי בזזלים. A 2022 מחקר פרו השתמש ב-CNN כדי לזהות יותר מ-10,000 בורות פוטנציאליות של ביזה באזור נסקה, שרבים מהם לא הוקלטו בעבר.

למידה עמוקה עבור Pixel-Level Classification

מעבר ל-Autoative, למידה עמוקה יכולה לסווג כל פיקסל בתמונה לוויין לסוגים של ריצוף קרקעיים.ניתוח כזה עוזר להבחין בין שדות מדרונות טבעיים, או לקבור את מנדרי מסלע חשוף.לדוגמה, רשת עצבית המוכשרת על תמונות רב-ספקטרום בעמק Rift של אתיופיה זיהו נכון 85% של אתרים ארכיאולוגיים ידועים - וגם חזתה כמה חדשים אשר מאוחר יותר על ידי סקר הקרקע.

אתגרים ומגבלות

למרות כוחו, ארכיאולוגיה מבוססת לווייני אינה כדור כסף.יש לטפל במגבלות מסוימות כדי להימנע מהתערבות.

החלטה והיקף

חינם, ציבורי זמין צילום לווייני (למשל, Landsat ב 30 m / פיקסל, Sentinel-2 ב 10 מ ' / pixel) הוא לעתים קרובות לא מספיק כדי לזהות תכונות קטנות כגון חדרים בודדים או קבורה בגודל בעלי חיים. נתונים מסחריים ברזולוציה גבוהה יותר (sub-meter) הוא יקר, ופרויקטים ארכיאולוגיים רבים פועלים על תקציבים הדוקים.

כיסוי עננים ומזג אוויר

חיישנים אופטיים פסיביים (multispectral, תרמי) חסומים על ידי עננים. באזורים טרופיים כמו אמזון או דרום מזרח אסיה, תמונות ברורות של sky יכולות להיות זמינות רק כמה פעמים בשנה. SAR יכול לחדור עננים, אבל הפרשנות שלו דורש הכשרה מיוחדת ולא תמיד אינטואיטיבי עבור לא-מהנדסים.

חיובי כוזב ואמת קרקע

אלגוריתמים אוטומטיים יכולים לייצר שיעורי חיובי כוזבים גבוהים - סימני יבול טבעיים, היווצרות גיאולוגיים, או הפרעות מודרניות יכולים לחקות תכונות ארכיאולוגיות.כל מועמד האתר משוטע על ידי מודל למידה מכונה חייב להיות מאומת באמצעות סקר שדה, צילום אווירי (רואן או מטוס), או תיעוד היסטורי.צעד זה הוא זמן-consuming וניתן לשלול כמה מהרווחים.

גדרות תרבות ופוליטית

תמונות לוויין זמינות בחופשיות לכל מקום, אך גישה הקרקעית עשויה להיות מוגבלת על ידי ממשלות לאומיות, בעלות על הקרקע או סכסוך מתמשך. במדינות מסוימות, רשות להתחמקות רק על בסיס ראיות לווייניות היא קשה להשיג.

אפשרויות לעתיד

העשור הבא יראה שיפורים דרמטיים בטכנולוגיית החיישן ושיטות אנליטיות, מה שהופך את תמונת הלוויין אפילו יותר מרכזי לגילוי ארכיאולוגי.

החלטות גבוהות יותר ומשימות לוויין חדשות

חברות פרטיות מתכננים קבוצות של לווינים קטנים המציעים פתרון תת-1 מטר עם זמני החזרה יוםיים.המשימה המתקרבת של נאס"א-סרוס SAR (NISAR), המתוכננת לשיגור ב-2025, תספק נתונים מכ"ם גלובליים וגבוהים בכל 12 ימים.זה יאפשר לארכיאולוגים לפקח על שינויים באתר בקנה מידה זמני חסר תקדים - למשל, מעקב אחר ההשפעה של החקלאות עונתית על חורבות שבריריות.

שילוב עם GIS ו- Digital Archives

מערכות מידע גיאוגרפיות מבוססות ענן (GIS) הופכות נתונים לווייניים נגישים לחוקרים ללא מומחיות מתקדמת מרחוק.פלטפורמות כגון Google Earth Engine מאפשרות למשתמשים להעלות קואורדינטות אתר ידועות ולהפיק במהירות חתימות ספקטרליות או מוצרים נגזרים (למשל, מדד צמחייה רגיל - NDVI) על פני אזורים גדולים.

מדע אזרחי ו Crowdsourcing

פרויקטים כמו GlobalXplorer (שנוסדה על ידי ד"ר שרה פרקאק) גייסו אלפי מתנדבים לסרוק תמונות לוויין עבור אתרים ארכיאולוגיים פוטנציאליים.גישה זו מקנה את יכולות ההכרה של דפוס אנושי ומשלים גילוי אוטומטי.

שיקולים אתיים והערכה מורשת

כפי שדמיון לוויין מגלה אתרים תרבותיים רגישים, שאלות של פרטיות, בעלות וזלז הופכים להיות דחופים יותר.פרסום לתאם במדויק של אתרים שאינם מחוסנים יכול למשוך אלזנטים.הקהילה הארכיאולוגית מפתחת פרוטוקולים לשיתוף נתונים הקשורים למיקום, תוך כדי עדיין לאפשר אימות אקדמי.לוויינים מציעים גם כלי רב עוצמה למעקב אחר אתרי מורשת תחת איום משינוי האקלים או התרחבות עירונית - המאפשר תכנון שימור פרואקטיבי.

מסקנה

מן השלבים של מרכז אסיה לג'ונגלים של מרכז אמריקה, צילומי לוויין הגדירו מחדש את מה שניתן בארכיאולוגיה.זה חושף נופים שלמים שלא נראו לדורות קודמים של חוקרים, וחושף את אי-ההההות והקנה המידה של החברות האנושיות הקודמות.