Τηλεπισκόπηση και Αρχαιολογία

Ευρωπαϊκό Ερευνητικό πρόγραμμα ΑΘΗΝΑ

Γράφει George Christou

Εισαγωγή

Κατά τις δύο τελευταίες δεκαετίες, έχουν επιτευχθεί ραγδαίες εξελίξεις σε τεχνολογίες που σχετίζονται με την τεκμηρίωση και χαρτογράφηση μνημείων και συνόλων, όπως η τηλεπισκόπηση και τα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών (ΓΣΠ), διανοίγοντας -ανάμεσα στις πολλαπλές τους εφαρμογές- νέες δυνατότητες στην αρχαιολογική έρευνα, την αρχαιολογική ανάλυση και ορατότητα και γενικότερα στη διαχείριση πολιτισμικών μνημείων και χώρων.
Τηλεπισκόπηση είναι η επιστήμη της συλλογής, ανάλυσης και ερμηνείας πληροφοριών για ένα συγκεκριμένο στόχο, ώστε να εντοπιστούν, να μετρηθούν και να ποσοτικοποιηθούν οι ιδιότητές του μέσα από τις αλληλεπιδράσεις της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, χωρίς τη μεσολάβηση καμίας άμεσης και φυσικής επαφής με τον υπό διερεύνηση στόχο. Ως εκ τούτου, διάφορες τεχνικές όπως είναι η δορυφορική τηλεπισκόπηση, η αεροφωτογράφιση, οι επίγειες γεωφυσικές διασκοπήσεις, τα υπερηχητικά όργανα, καθώς και η τρισδιάστατη σάρωση αντικειμένων, αποτελούν επιστημονικά πεδία της Τηλεπισκόπησης.

Οι βασικές αρχές του επιστημονικού τομέα της Τηλεπισκόπησης πηγάζουν μέσα από τις ιδιότητες της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Όλα τα αντικείμενα, εξαιρουμένων αυτών που βρίσκονται στο απόλυτο μηδέν (δηλαδή που έχουν θερμοκρασία -273 βαθμούς Κελσίου), εκπέμπουν ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Ανάμεσα στις διάφορες μορφές ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας περιλαμβάνεται το ορατό φως, τα ραδιοκύματα, η θερμότητα, η υπεριώδης ακτινοβολία, οι ακτίνες Χ κ.ά. Μάλιστα οι μορφές ακτινοβολίας πέρα από το ορατό φάσμα απαιτούν ιδιαίτερη προσοχή από τους ερευνητές, αφού κατά κανόνα συμπεριφέρονται «ξένα» σε σχέση με την καθημερινή επαφή και εμπειρία του ανθρώπου με το ορατό φάσμα.

Ιστορική αναδρομή

Οι απαρχές της τηλεπισκόπησης ανάγονται στο 1840, περίοδο κατά την οποία λήφθηκαν οι πρώτες αεροφωτογραφίες από αερόστατα, ενώ η πρώτη γνωστή καταγραφή καταστροφής με τη βοήθεια της τηλεπισκόπησης πραγματοποιήθηκε το 1906 μετά από σεισμό στο San Francisco. Το 1909 λήφθηκαν και οι πρώτες φωτογραφίες από αεροπλάνα, ενώ η πιο καινοτόμος, ίσως, πλατφόρμα που χρησιμοποιήθηκε στην Ευρώπη στα τέλη του προηγούμενου αιώνα ήταν τα περιστέρια.

Η αεροφωτογραφία αποτέλεσε ένα πολύτιμο εργαλείο παρακολούθησης κατά τη διάρκεια του Πρώτου Παγκοσμίου Πολέμου, ενώ τέθηκε σε πλήρη εφαρμογή κατά τη διάρκεια του Δευτέρου Παγκοσμίου Πολέμου. Το 1957 εγκαταστάθηκαν στον Sputnik (τον πρώτο τεχνητό δορυφόρο της Γης) οι πρώτες φωτογραφικές κάμερες σε διαστημόπλοια, ενώ στις αρχές του 1960, τοποθετήθηκαν αισθητήρες στους πρώτους μετεωρολογικούς δορυφόρους παρέχοντας ασπρόμαυρες εικόνες της Γης. Η ιδέα της χρησιμοποίησης της τηλεπισκόπησης για τη συλλογή πληροφοριών σχετικών με την επιφάνεια της Γης σε συστηματική βάση, ωρίμασε τη δεκαετία του 1970, περίοδος κατά την οποία διάφοροι αισθητήρες τοποθετήθηκαν στον Skylab και αργότερα στα διαστημικά λεωφορεία.
Η δεκαετία του 1970 σηματοδοτείται από το διαστημικό πρόγραμμα της NASA, που στόχο είχε την παρατήρηση της Γης. Ο πρώτος δορυφόρος της σειράς Landsat τέθηκε σε τροχιά το 1972 από το Υπουργείο Εσωτερικών των ΗΠΑ και τη NASA με το όνομα ERTS (Earth Resources Technology Satellite). Από το 1972 μέχρι το 1980, η πρώτη γενιά των δορυφόρων Landsat 1, 2 και 3 κινούνταν πάνω από τη γη σε ήλιο-σύγχρονες τροχιές. Η δεύτερη γενεά δορυφόρων Landsat 4 και 5 είχε τοποθετηθεί σε τροχιές παρόμοιες με τις προηγούμενες. Οι Landsat 4, 5 και 7 έχουν περίοδο περιστροφής 99 λεπτά σε ύψος πτήσης 705 χιλιόμετρα και επαναληπτικότητα 16 ημερών, σε αντίθεση με τους Landsat 1, 2 και 3 που είχαν επαναληπτικότητα 18 ημερών. Οι χρονοσειρές δορυφορικών εικόνων που μπορεί να παρέχει ο Landsat αποτελούν ισχυρό εργαλείο για διάφορες έρευνες, εφόσον παρέχει περισσότερες πληροφορίες από αυτές που μπορούν να εξαχθούν μέσα από αναλύσεις μίας ή δύο δορυφορικών εικόνων διαφορετικών ημερομηνιών. Τα τελευταία χρόνια τα δεδομένα Landsat συμπεριλαμβανομένων των Multispectral Satellite Sensor (MSS), Thematic Mapper (TM) και Εchanced Τhematic Mapper (ETM), είναι διαθέσιμα προς όλους τους χρήστες μέσω του United States Geological Survey (USGS) χωρίς καμία οικονομική επιβάρυνση. Από το1972 και εξής έχει επιτευχθεί η χωρική κάλυψη του μεγαλύτερου τμήματος της γης, από μία σειρά επτά συνολικά δορυφόρους, με πιο πρόσφατο τον Landsat 8, ο οποίος τέθηκε σε τροχιά στις 30 Μαΐου 2013 (Landsat Science).

Η δεκαετία του 1980 χαρακτηρίζεται από την ανάπτυξη των πολυφασματικών, θερμικών δεκτών, αλλά και των εικόνων ραντάρ. Στα τέλη της δεκαετίας του 1980 η Ινδία εκτοξεύει πολυφασματικούς δορυφόρους στο διάστημα. Παρόμοιας ανάλυσης δορυφόροι με τους Landsat αποτελούν και οι Ινδικοί IRS 1A,1B, 1C, 1D και IRS P2. Αν και έχουν χρησιμοποιηθεί για αρχαιολογικούς σκοπούς, όπως για παράδειγμα την αναγνώριση της μυθικής θέσης Dvaraka στην Ινδία ή για τον εντοπισμό θέσεων στην περιοχή Hampi, Ινδία, εντούτοις είναι φανερή η απουσία χρήσης τους στον ευρωπαϊκό χώρο.

Από τη δεκαετία του 1990 και μετά στο χώρο της Τηλεπισκόπησης κυριαρχούν πλέον τα ΓΣΠ, αλλά και νέα δορυφορικά συστήματα υψηλής χωρικής ευκρίνειας. Οι σύγχρονοι δορυφόροι Quickbird, IKONOS, WorldView και GeoEye παρέχουν σήμερα εικόνες με μεγάλη διακριτική ικανότητα, οι οποίες είναι διαθέσιμες και για αρχαιολογική έρευνα. H ανάλυση των εικόνων μπορεί να φθάσει μέχρι και τα 0.3 m για το παγχρωματικό, ενώ στο υπέρυθρο φάσμα η ανάλυση είναι της τάξης των λίγων μέτρων.
Ερευνητικό Πρόγραμμα ΑΘΗΝΑ
Μέσα σε αυτό το ευρύτερο πλάισιο εντάσονται και οι προσπάθειες που καταβάλλονται από το Ερευνητικο Κέντρο Ερατοσθένης του Τεχνολογικού Πανεπιστημίου Κύπρου. Τη διεθνή αναβάθμιση του Ερευνητικού Κέντρου σε Κέντρο Αριστείας της Ανατολικής Μεσογείου προβλέπει νέο καινοτόμο ευρωπαϊκό πρόγραμμα.

Το κυπριακό Ερευνητικό Εργαστήριο «ΕΡΑΤΟΣΘΕΝΗΣ» του ΤΕΠΑΚ, εξασφάλισε χρηματοδότηση σχεδόν ενός εκατ. ευρώ, με συντονιστικό ρόλο στο τριετές (Δεκ. 2015-Δεκ. 2018) διευρωπαϊκό ερευνητικό έργο «ΑΤΗΕΝΑ» που αφορά την συστηματική παρακολούθηση, την καταγραφή παραγόντων επικινδυνότητας και την προστασία της ευρωπαϊκής πολιτιστικής κληρονομιάς. Στο πολύ σημαντικό ευρωπαϊκό αυτό έργο θα συμμετέχουν και άλλα δύο πρωτοπόρα ερευνητικά κέντρα της Ευρώπης. Το Εθνικό Κέντρο Ερευνών της Ιταλίας (www.cnr.it) που είναι και το μεγαλύτερο δημόσιο ερευνητικό σώμα της χώρας, αλλά και το Γερμανικό Κέντρο Αεροδιαστημικής(www.dlr.de) που αποτελεί το εθνικό αεροναυτικό και διαστημικό κέντρο της Ομοσπονδιακής Δημοκρατίας της Γερμανίας.

Απώτερος στόχος του έργου είναι η αποτελεσματικότερη και αμεσότερη παρακολούθηση μνημείων και αρχαιολογικών χώρων, ώστε να υπάρχει η δυνατότητα προληπτικής συντήρησης και προστασίας, πρόληψης έναντι φυσικών φαινομένων (π.χ. σεισμοί, κατολισθήσεις) και ανθρωπογενών επεμβάσεων (π.χ. συλήσεις, σύγχρονη πολεοδομική ανάπτυξη).
Το έργο υποστηρίζουν το Τμήμα Αρχαιοτήτων του Υπουργείου Συγκοινωνιών και Έργων, το Τμήμα Ηλεκτρονικών Επικοινωνιών του Υπουργείου Συγκοινωνιών και Έργων, το Cyprus Remote Sensing Society, ο Σύνδεσμος Κυπρίων Αρχαιολόγων και το Διεθνές Κέντρο Διαστημικών Τεχνολογιών για το Φυσικό και Πολιτιστικό Περιβάλλον της UNESCO (HIST)
Για περισσότερες πληροφορίες επισκεφθείτε την ιστοσελίδα του έργου: www.athena2020.eu
Ευχόμαστε κάθε επιτυχία σε όλη την ομάδα του Προγράμματος Athena για την επίτευξη όλων των στόχων που έχει θέσει. Θα θέλαμε επίσης να ευχαριστήσουμε τον Δρ. Άθω Αγαπίου, για την παραχώρηση του υλικού που χρησιμοποιήθηκε για την συγγραφή αυτού του άρθρου.

Thanks to Andreas Lampis.

πηγή https://medium.com