Wyniki swoich badań mgr inż. Klaudia Pasternak i dr hab. inż. Anna Fryśkowska-Skibniewska, prof. WAT, opublikowały w czasopiśmie poświęconym dziedzictwu kulturowemu – „Journal of Culture Heritage” –wydawanym przez Elsevier.
• Czy technologia pomoże ocalić średniowieczne osady?
Obecnie na terenie Polski znajduje się co najmniej 2500 zachowanych średniowiecznych grodzisk – tyle zlokalizowano i udokumentowano. Liczba ta rośnie, bo nadal odkrywane są kolejne obiekty. Jednocześnie archeolodzy toczą walkę z czasem, bo ślady wielu osad są nieświadomie niszczone – na przykład poprzez działalność rolniczą czy wydobywczą.
Powszechny dostęp do danych teledetekcyjnych zrewolucjonizował sposób patrzenia na topografię terenu i znacznie ułatwił pracę archeologów – dziś już niemal każdy może mieć dostęp do prostego drona z kamerą i wykonać zdjęcia z dowolnej wysokości. Jednak nadal interpretacja i analiza pozyskanych informacji wykonywane są w dużym stopniu w sposób manualny.
Aby odkryć pozostałości dawnych osad, badacz musi obejrzeć każdą fotografię. Na wielu z nich teren nie jest w pełni widoczny. Z kolei dotychczasowe badania w niewielkim stopniu podejmowały temat automatyzacji całego procesu wykrywania obiektów archeologicznych.
Tę istotną lukę dostrzegły mgr inż. Klaudia Pasternak i dr hab. inż. Anna Fryśkowska-Skibniewska, prof. WAT. Zaproponowały automatyczną analizę struktur osadniczych na potrzeby badań nad dziedzictwem kulturowym, która znacznie ułatwi i przyspieszy poszukiwanie śladów dawnych osad. Pozwoli także na odnalezienie tych miejsc, które do tej pory skrywały najwięcej zagadek – bo przed okiem badaczy chroniły je gęsto zalesione tereny i wysoka roślinność.
• Laser wskaże grody dawnych Słowian
Metoda badawcza opracowana w Wojskowej Akademii Technicznej opiera się na wykorzystaniu chmur punktów lidar pozyskanych z niskiego i lotniczego pułapu. Zdaniem badaczek to właśnie wykorzystanie technologii lidar pozwala na identyfikację obiektów archeologicznych, ponieważ dzięki uzyskanej gęstej chmurze punktów możliwe jest wykrycie nawet minimalnych zmian rzeźby terenu.
Zaproponowana przez mgr inż. Klaudię Pasternak i dr hab. inż. Annę Fryśkowską-Skibniewską, prof. WAT, metoda składa się z dwóch etapów.
– Wykorzystanie wiązki laserowej umożliwia przenikanie impulsu przez pokrywę roślinną. Laser wysyła impulsy, które powracają do instrumentu, a on je rejestruje – tłumaczy mgr inż. Klaudia Pasternak. – Po wstępnym przetworzeniu danych uzyskujemy chmurę punktów całego terenu. Pierwszy krok to etap przetwarzania danych. Polega na filtracji chmury punktów, czyli usunięciu tego wszystkiego, co jest ponad gruntem, tak abyśmy uzyskali jedynie punkty reprezentujące teren. Na tym etapie wykorzystujemy specjalny algorytm filtracji chmury punktów SMRF, to skrót od angielskiego A Simple Morphological Filter – dodaje.
Na podstawie uzyskanej chmury punktów terenu generowany jest NMT. Na NMT nie wszystkie elementy rzeźby terenu są widoczne, dlatego, aby dostrzec drobne zmiany, używa się metod wizualizacji, np. cieniowania.
– W swojej pracy wykorzystałyśmy zaawansowaną metodę nazywaną Local dominance, która bardzo dobrze uwydatnia mikrorzeźbę terenu i jest użyteczna m.in. w archeologii do wykrywania niewidocznych gołym okiem wałów obronnych. Uzyskany obraz poddałyśmy procesowi binaryzacji, który jest wykorzystywany do wykrywania obiektów – opisuje badaczka.
Aby wykryć grodziska, a wyeliminować inne obiekty, badaczki z WAT określiły cechy charakterystyczne dla słowiańskich osad. W tym przypadku był to współczynnik kształtu – wczesnośredniowieczne grody budowane na terenie naszego kraju najczęściej były koliste lub owalne. Zautomatyzowany proces detekcji eliminuje obiekty charakteryzujące się innym kształtem.
Drugim etapem jest analiza profili terenowych wygenerowanych z NMT w obrębie analizowanych obiektów wykrytych w pierwszym etapie. Poszukiwane są charakterystyczne cechy wykrytych obiektów. Algorytm wskazuje lokalne maksima na profilach, które wyznaczają obrys grodziska charakteryzujący się znacznym wzrostem wysokości struktury względem otaczającego go terenu.
• Skuteczność potwierdzona testami
Wyniki przeprowadzonych testów potwierdziły, że metoda z WAT jest wysoce wydajna i skuteczna. – Przewagą nad istniejącymi metodami jest wysoki poziom automatyzacji i dokładność naszej metodyki. Dzięki wypracowanemu przez nas podejściu większość analiz nie wymaga manualnych czynności, a uzyskane wyniki potwierdzają jego wysoką skuteczność. Co istotne, wykorzystanie danych lidar dowodzi, że możliwe jest automatyczne wykrywanie osad nawet na terenach zalesionych – ocenia dr hab. inż. Anna Fryśkowska-Skibniewska, prof. WAT.
Pełna wersję zamieszczonego tu artykułu można znaleźć TUTAJ.
