Czym jest LiDAR? Rewolucyjne narzędzie archeologów

W tym artykule:

1. Na czym polega LiDAR?
2. Co można odkryć za pomocą LiDARu?
3. Co możemy zaobserwować na mapie dzięki LiDAR0owi?
4. Jakich ważnych odkryć dokonano przy pomocy LiDARu?
5. LiDAR – Szanse i zagrożenia

Historia metody lidarowej sięga lat 60. XX wieku. LiDAR (z angielskiego Light Detection and Ranging) dość szybko – mimo wysokich cen – stał się narzędziem pożądanym przez archeologów. Dziś urządzenia pozwalające na wykonanie badań lidarem są już powszechne i coraz częściej wspomagają badania terenowe.

Na czym polega LiDAR?

Rozpowszechnione w XX wieku obserwacje satelitarne Ziemi są dzisiaj praktycznie wykorzystywane przez wielu ludzi. Przydają się choćby do znalezienia drogi do celu czy zaplanowania wakacji. Technologie obserwacji satelitarnych rozwijały się również w kierunku obrazowania tego, co znajduje się pod ziemią. I tu pojawia się technologia LiDAR, która dzięki wykorzystywaniu promieni laserowych jest w stanie odwzorować trójwymiarowy model terenu. LiDAR działa podobnie jak radar, choć radary wykorzystują fale radiowe, najczęściej w zakresie mikrofal.

Najbardziej spektakularne rezultaty ta metoda daje przy lokalizacji obiektów i stanowisk archeologicznych. W zasadzie bez większego wysiłku można na sprzęcie komputerowym dokonać odkryć bez wychodzenia z domu. Dotyczy to nie tylko bardziej zaawansowanych funkcji mapowania. Już nawet przy podstawowych opcjach łatwo można spostrzec nieznane lub zapomniane stare grodziska, kopce, wały obronne itp. Znajdują się na pozornie nieciekawych polach rolniczych, łąkach, lasach, a nawet w mieście.

Dzięki LiDAR-owi można też mierzyć wysokość gór. Ostatnie pomiary pomogły oszacować, jak wysoko jest tak naprawdę położony najwyższy szczyt Polski.

Co można odkryć za pomocą LiDARu?

LiDAR wykorzystuje się na różne sposoby, choćby w celu monitorowaniu środowiska. Dla archeologów LiDAR jest niezwykle skuteczny przy analizie krajobrazu i przestrzeni otwartych. Dzięki tej metodzie można zaobserwować obiekty archeologiczne, które nigdy by nie były widoczne na zwykłym zdjęciu. Mapa stworzona z zastosowaniem LiDARu może być analizowana na wiele różnych sposobów. Pozwala badać różne aspekty struktury krajobrazu, a nawet rekonstruować jego dawny wygląd.

Technologia ta okazuje się być istotna również w przeciwdziałaniu katastrofom naturalnym, takim jak powodzie. Dzieje się tak dzięki odtworzeniu zagrożenia w konkretnym terenie.

Co możemy zaobserwować na mapie dzięki LiDAR0owi?

LiDAR pozwala archeologom zaobserwować m.in:

• struktury ukryte pod trawą (np. wały ziemne, niewidoczne mury, prehistoryczne kopce itd.),
• nienaturalne elementy na powierzchni, dzięki którym możemy się dowiedzieć, że jakiś budynek lub kopiec został zmieciony z powierzchni ziemi. Oznacza to, że możemy w zasadzie odkryć prehistoryczne obiekty, których już od dawna nie ma;
• budynki i kształt terenu pod osłoną lasów i dżungli,
• inne, inaczej nieuchwytne oznaki zagospodarowania terenu w przeszłości.

Jakich ważnych odkryć dokonano przy pomocy LiDARu?

W lasach deszczowych Meksyku i Gwatemali odkryto mnóstwo miast i struktur ukrytych pod powlekającą je szatą roślinną. Wszystko to też można robić bez ingerowania w środowisko. Co więcej, analizy dostarczają nam więcej informacji, np. na temat stanu zachowania dawnych miast Majów.
Jeszcze większe możliwości widać w badaniach nad dawnymi zmianami w krajobrazie. Wraz z programem mapującym Geographic Information System (GIS), można przeanalizować wiele aspektów życia ludzi w dawnych czasach. Dowiadujemy się, jak powstawały miasta, jak się rozszerzały. Może to zabrzmieć zdumiewająco, ale LiDAR pomaga też w analizie takich zjawisk, jak stosunki ekonomiczne czy elementy struktury społecznej.

O wielu odkryciach dokonanych za pomocą LiDAR-u można przeczytać w National-Geographic.pl:

• Skanowanie laserowe ujawniło ruiny fortecy sprzed ponad 1500 lat. Znajdowała się w hiszpańskim lesie,
• Zaginione Białe Miasto w Hondurasie,
• Nieznana rzymska sieć dróg w Wielkiej Brytanii. Odkryto ją dzięki laserowi,
• Naukowcy przebadali pozostałości ogromnej cywilizacji Majów. Rozwijała się w Gwatemali w tysiącleciu przed naszą erą,

Tajemnicze rysunki na piasku. Naukowcy odkryli nadmorskie ryty sprzed 140 tys. lat

Na urlopie uwielbiamy wypoczynek nad morzem. Na plaży wraz z dziećmi wznosimy wielkie zamki. Czasem też piszemy patykami na płaskiej tafli piasku przygotowanej przez fale. Okazuje się, że ju..

LiDAR – Szanse i zagrożenia

Niemal każdy jest dzisiaj w stanie pobawić się w „wykrywanie skarbów”. Do tego mogą posłużyć już darmowe geoportale. Nawet najmłodsi stażem wprawnie zauważą obiekty skrywające się pod okoliczną łąką czy polem kukurydzy sąsiada. Niestety, ze względu na coraz szerszą dostępność do map i geoportali, rozwija się również nielegalna działalność „poszukiwaczy skarbów”. W pewnych regionach na świecie są bardzo aktywni i nie zawahają się posłużyć mapami LiDAR. Z tego powodu obraz pewnych regionów w legalnych geoportalach jest mocno ograniczony.
Zawsze można samemu nabyć detektor LiDAR.

ŹRÓDŁA:
■ Bernardini F. et al. 2013, Airborne LiDAR application to karstic areas: the example of Trieste province (north-eastern Italy) from prehistoric sites to Roman forts, Journal of Archaeological Science, nr 40, str. 2152 – 2160.
■ Case A.F. et al. 2011, Airborne LiDAR, archaeology, and the ancient Maya landscape at Caracol, Belize, Journal of Archaeological Science, nr 40, str. 387 – 398.

Nasz ekspert

Stanisław Szklarek

Zamiłowanie do historii sztuki zaprowadziło go na studia archeologiczne. Zawsze chciał zgłębiać tajemnicze zjawiska kultury i dzielić się pasjonującą wiedzą. Uzależniony smakosz herbat i trochę przynudzający adorator architektury.