RG2013z4-ZaplataBorowski

103GIS W ARCHEOLOGII PRZYKAD PROSPEKCJI I INWENTARYZACJI DZIEDZICTWA ...POLSKIE TOWARZYSTWO INFORMACJI PRZESTRZENNEJROCZNIKI GEOMATYKI 2013 m TOM XI m ZESZYT 4(61)

GIS W ARCHEOLOGII PRZYKAD PROSPEKCJII INWENTARYZACJI DZIEDZICTWA

ARCHEOLOGICZNO-PRZEMYSOWEGO*

GIS IN ARCHAEOLOGY AN EXAMPLEOF PROSPECTION AND DOCUMENTATION

OF ARCHAEOLOGICAL AND INDUSTRIAL HERITAGE

Rafa Zapata1, Marcin Borowski2

1 Uniwersytet Kardynaa Stefana Wyszyskiego w Warszawie, Wydzia Nauk Historycznych i Spoecznych2 MGGP Aero Warszawa

Sowa kluczowe: GIS, dziedzictwo archeologiczno-przemysowe, LIDAR/ALS, metody nieinwazyjneKeywords: GIS, archaeological and industrial heritage, LIDAR/ALS, non-invasive methods

Wprowadzenie

Artyku ma zaprezentowa zastosowania systemw informacji geograficznej (dalej wy-miennie akronim GIS od ang. Geographic Information Systems) w archeologii, na przyka-dzie wybranych narzdzi geoinformatycznych, stosowanych w detekcji i inwentaryzacji dzie-dzictwa archeologiczno-przemysowego. Tekst prezentuje wybrane elementy powstaegosystemu geoinformatycznego, ktre umoliwiy (m.in. za porednictwem lotniczego skano-wania laserowego) prospekcj przeprowadzenie prac poszukiwawczych, odkrycie, a na-stpnie dokumentacj i inwentaryzacj zabytkowych mielerzy z okolic Seredzic w woje-wdztwie mazowieckim. Dotychczasowe prace badawcze s ilustrowane na przykadzieobszaru testowego, dla ktrego przeprowadzono analizy z zastosowaniem wybranych na-rzdzi przetwarzania numerycznego modelu terenu (NMT). System informacji geograficznejdla potrzeb niniejszego tekstu oraz realizowanego projektu naley rozumie szeroko, jakozestaw porednio i bezporednio powizanych ze sob elementw, a wic: danych, uyt-kownikw, a take sprztu oraz programw, ktre su przede wszystkim do pozyskiwania,przechowywania i przetwarzania danych. Prace byy przeprowadzone w ramach projektu

* Praca naukowa finansowana w ramach programu Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyszego pod nazwNarodowy Program Rozwoju Humanistyki w latach 2011-2015.

104 RAFA ZAPATA, MARCIN BOROWSKI

naukowego pt. Zastosowanie skaningu laserowego oraz teledetekcji w ochronie, badaniu iinwentaryzacji dziedzictwa kulturowego. Opracowanie nieinwazyjnych, cyfrowych metoddokumentacji i rozpoznawania zasobw dziedzictwa architektonicznego i archeologicznegorealizowanego przez Uniwersytet Kardynaa Stefana Wyszyskiego w Warszawie, w ramachprogramu Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyszego, pn. Narodowy Program Rozwoju Hu-manistyki (Zapata, w druku). Celem artykuu jest rwnie schematyczna prezentacja meto-dyki badawczej, powstaej na podstawie literatury przedmiotu oraz przeprowadzonych prac,ktra zostaa zastosowana w ramach realizowanego projektu, do rozpoznania przykado-wych obiektw zabytkowych.

GIS i archeologia

Od pocztku istnienia archeologii informacja przestrzenna stanowi integralny elementdokumentacji, jak rwnie podstaw analiz zabytkw, a take przeszych procesw spoecz-no-kulturowych. W odniesieniu do nauk o przeszoci, zwaszcza archeologii, zagadnieniestosowania GIS widoczne ju byo pod koniec lat 70. oraz pocztku 80. XX wieku. Szersze-go zastosowania i wyranego rozwoju systemy informacji geograficznej doczekay si warcheologii na pocztku lat 90. XX w. (Zapata, 2011). Podobnie jak w innych dyscyplinach,w badaniach archeologicznych GIS traktowany jest jako zestaw oprogramowania kompute-rowego, sprztu elektronicznego oraz danych geoinformatycznych, w ktrych istotnym ele-mentem jest rwnie uytkownik systemu (Zwoliski, 2009). Systemy informacji geogra-ficznej traktowane s jako cao zaprojektowana i tworzona w celu: generowania, groma-dzenia, przechowywania, uaktualniania, modyfikowania, analizowania danych, a take pozy-skiwania wynikw analiz i ich przedstawiania (wizualizacji), w oparciu o wymienione dane.W badaniach archeologicznych, dane budujce GIS to dane przestrzenne i dane atrybutowe(okrelane rwnie jako dane nieprzestrzenne, opisowe). rdem geodanych na potrzebybada dziedzictwa kulturowego, w tym dziedzictwa archeologicznego i przemysowego, srnego rodzaju materiay analogowe i cyfrowe (np.: mapy, plany, dokumentacja), a taketechnologie umoliwiajce pozyskiwanie zobrazowa satelitarnych, zdj lotniczych oraznaziemne i lotnicze skanowanie laserowe. Geodane pozyskiwane s rwnie za pomocurzdze geodezyjnych, take tradycyjnych technik pomiarowych (np. z uyciem tam lubniwelatorw), stosowanych podczas terenowych bada inwazyjnych oraz nieinwazyjnych.GIS w archeologii, to stosowanie zoonych i wieloczynnikowych analiz przestrzennych,rozbudowanych statystyk przestrzennych, analiz 3D symulacji komputerowych. Oboktworzenia za porednictwem GIS cyfrowych zasobw dokumentacyjnych dziedzictwa ar-cheologicznego, rwnolegle na bazie pozyskiwanych geodanych stosowane s analizy prze-strzenne, ktre stanowi integralny element procesu wyjaniania zjawisk w przeszoci. Ana-lizy te, stosowane s rwnie w celu wspierania biecych dziaa archeologicznych, wzakresie zarzdzania dziedzictwem archeologicznym i jego ochron. Potencja tkwicy wsystemach informacji geograficznej w badaniach dziedzictwa archeologicznego, dostrzeo-no przede wszystkim w zwizku z eksploracyjn analiz danych archeologicznych (akronimEDA ang. exploratory data analysis), ktra najoglniej daje moliwo pozyskiwania no-wych informacji (poprzez poszukiwanie asocjacji, klasyfikacj lub grupowanie geodanych).Eksploracyjna analiza danych archeologicznych, na przykad w odniesieniu do relacyjnychsystemw bazodanowych, wzbogaconych o moliwoci przechowywania danych przestrzen-

105GIS W ARCHEOLOGII PRZYKAD PROSPEKCJI I INWENTARYZACJI DZIEDZICTWA ...

nych, umoliwia wykonywanie prostych oraz zoonych zapyta geoprzestrzennych (Jasie-wicz, 2009). GIS stay si rwnie podstaw do stosowania w archeologii rozbudowanychmodeli prognostycznych (ang. predictive models) oraz prognostycznych modeli lokalizacji (ang.predictive location models) (Kamermans, 1999; Rczkowski, 2002), opartych na analizachwielozmiennych (Zapata, 2011). Modelowanie prognostyczne w archeologii, najoglniej pole-ga na zastosowaniu wiedzy, a take informacji o znanych stanowiskach archeologicznych orazotoczeniu, a dalej okrelaniu wzajemnych relacji pomidzy danymi oraz zjawiskami i czeniutych informacji z uwarunkowaniami rodowiskowymi, a take preferencjami, jakie s ustala-ne na przykad na podstawie analizy rzeby terenu, rodzaju gleby lub odlegoci do zbiornikwwodnych (Kamermans, 2000). Najoglniej GIS stanowi w archeologii element wspierajcydokumentacj zasobw zabytkowych, a take element nieinwazyjnego odkrywania zasobwzabytkowych oraz inwentaryzacji dziedzictwa kulturowego.

Starajc si zaprezentowa praktyczn stron zastosowania GIS w archeologii, z ukie-runkowaniem na prospekcj oraz inwentaryzacj zasobw kulturowych, w artykule przed-stawiono rezultat czci bada, w ramach ktrych pozyskano i przetworzono geodane, anastpnie rozpoznano i zadokumentowano obiekty zabytkowe, opierajc si o modelowyschemat systemu geoinformatycznego.

Obszar bada

Badania w ramach realizowanego projektu prowadzone s na pograniczu wojewdztwmazowieckiego i witokrzyskiego, na obszarze obejmujcym 6 arkuszy AZP (akronim odArcheologiczne Zdjcie Polski) obszary (o wymiarach 57,5 km) wyznaczone dla caejPolski, na potrzeby inwentaryzacji i ewidencjonowania zabytkw archeologicznych (rys. 1).Prace w ramach projektu prowadzone s z zastosowaniem rnorodnych metod i danychteledetekcyjnych, a w szczeglnoci z zastosowaniem ALS na terenach otwartych i zalesio-nych. Tereny zalesione, poddane dotychczas pomiarom na bazie lotniczego skanowania lase-rowego, to obszar w przyblieniu o cznej powierzchni 31 km2, obejmujcy swym zasi-giem tereny Nadlenictw Marcule i Polany w wojewdztwie mazowieckim.

Prezentacj dotychczasowych wynikw prac autorzy odnosz do wybranego fragmentu ob-szaru bada, ktry znajduje si na terenie Nadlenictwa Seredzice w wojewdztwie mazowieckim.Przykadowy teren bada mieci si na obszarze AZP 79-68 okolice miejscowoci Seredzice. Dlapotrzeb artykuu wybrano obszar o wymiarach 530290 m i cznej powierzchni 0,1537 km2(rys. 1). Tak okrelony przestrzennie obszar, stanowi rwnie podstaw do przeprowadzeniaporwnania efektywnoci zastosowania poszczeglnych, wybranych narzdzi przetwarzania NMT,na potrzeby detekcji okrelonych obiektw zabytkowych (mielerzy).

Obszar testowy to tereny zalesione, ktre w skali caego kraju stanowi obszar w nie-znacznym stopniu rozpoznany pod wzgldem detekcji obiektw zabytkowych, przede wszyst-kim z uwagi na jego niedostpno oraz naturalne ograniczenia, utrudniajce zastosowanieinnych metod nieinwazyjnej prospekcji badawczej (np. archeologia lotnicza lub badania geo-fizyczne). Istotn zmian w tym zakresie wprowadza lotnicze skanowanie laserowe wraz znarzdziami geoinformatycznymi, ktre umoliwiaj nieinwazyjne dziaania, na duych tere-nach, w zakresie prowadzenia bada poszukiwawczych oraz dziaa dokumentacyjno-in-wentaryzacyjnych.

LENOVOWyrnienie

LENOVOWyrnienie

LENOVOWyrnienie

LENOVOWyrnienie


System geoinformatyczny komponenty i podstawy

W ramach projektu naukowego, ukierunkowanego na opracowanie nieinwazyjnych me-tod w badaniach oraz rozpoznanie dziedzictwa kulturowego, utworzono system, ktregointegraln czci s porednio i bezporednio powizane ze sob elementy: geodane, sprzt,oprogramowanie oraz uytkownicy. Podstaw tworzenia systemu jest pakiet Esri ArcGISwraz z uzupeniajcymi narzdziami, stanowicymi podstaw programow projektu m.in.SAGA lub GlobalMapper. Dodatkowo, dane s przetwarzane na podstawie programwwykorzystywanych przez zespoy specjalistw, w ramach biecych potrzeb projektu np.TerrScan lub TerraModeler.

Platform sprztow stanowi urzdzenia teledetekcyjne oraz geodezyjne, ktre dostar-czaj geodanych, czego przykadem jest system LiDAR (akronim od ang. Light Detection

Rys. 1. Obszar bada Ia i okolice, woj. mazowieckie: tereny poddane lotniczemu skanowaniulaserowemu, zaznaczone tereny zalesione oraz obszar testowy (opracowanie: R. Zapata)

Tereny lene

Tereny lene

Obszar testowy omawiany w tekcie

Obszar poddany lotniczemu skanowaniu laserowemu

0,0 km 1,0 km 2,0 km 3,0 km


and Ranging okrelany dla pomiarw lotniczych mianem ALS akronim ang. AirborneLaser Scanning), ktry zosta uyty do pozyskania geodanych. Prace te, wiosn 2012 rokuzrealizowaa firma MGGP Aero. W ramach bada wykonano pomiary lotnicze, ktre charak-teryzoway nastpujce parametry techniczne:1) lotnicze skanowanie laserowe gsto prbkowania 6 punktw na metr kwadratowy

(tereny otwarte i zalesione) oraz 12 punktw na metr kwadratowy (okolice wzgrzazamkowego w Iy);

2) bd nadania georeferencji DZ 0,15 m; rejestracja odbicia w trybie cigym (ang. fullwaveform), odczytana dla czterech ech; podstawowa klasyfikacja chmury punktw; for-mat zapisu danych plik LAS;

3) dane wysokociowe:a) numeryczny model terenu NMT zapisany w formacie GRID ASCII, o rozdzielczoci

0,5 m w odwzorowaniu PUWG 1992; dokadno wysokociowa DZ 0,15 m;b) numeryczny model pokrycia terenu NMPT zapisany w formacie GRID ASCII

o rozdzielczoci 0,5 m, w odwzorowaniu PUWG 1992; dokadno wysokoci DZ 0,15 m;

4) dugo fali 1550 nm.Lotnicze pomiary geodezyjne LIDAR zostay wykonane w oparciu o system Lite Mapper

68000i niemieckiej firmy IGI mbH. Cztery zasadnicze komponenty systemu to:1) Skaner Riegl (model LMS-Q680i wykorzystujcy technologi pomiaru fali cigej (ang.

Full Wave Form) z funkcj Multi-Time-Around, umoliwiajc pozyskiwanie danych zwyszego puapu lotu (w zalenoci od skanowanej powierzchni do 3000 m). Urzdze-nie prbkuje teren z czstotliwoci do 400 tys. punktw na sekund, skanujc do 200linii na sekund. Zakadana przez producenta dokadno pomiaru odlegoci wynosi do0,02 m;

2) System GPS/INS nowej generacji (w tym Inertial Measurement Unit IMU-IIe);3) Kamera cyfrowa Hasselblad 39 mpix;4) System AEROControl firmy IGI mbH do zarzdzania prac wyej wymienionych kom-

ponentw.Po wykonaniu pomiarw na bazie lotniczego skanowania laserowego, dokonano przetwo-

rzenia pozyskanych geodanych (m.in. czenie chmury punktw, klasyfikacja), a wiec po-czenia poszczeglnych skanw (ang. matching) oraz transformacji do przyjtego ukadu wsp-rzdnych (w odwzorowaniu PUWG 1992), a nastpnie wtrnie przetworzono zasb (np. wy-generowano NMT) zamykajc procedur analiz i interpretacj rezultatw tych przetworze.

Numeryczny model terenu, jako podstaw dalszych przetworze i analiz, wygenerowa-no na podstawie chmury punktw wspierajc go metod interpolacji punktw zawartych wklasie gruntu oraz w klasie wd do postaci GRID. Za materia wejciowy w procesie prze-twarzania posuyy skorygowane chmury punktw. Proces korekty stanowi kontrol jako-ci poczonych chmur punktw, w ktrym produktem pochodnym by roboczy NMT,ktry nastpnie poddano wizualnej ocenie poprawnoci modelu i jego manualnej poprawie,wykonanej przez operatora. W obszarach o sabym odbiciu mniejszej gstoci pomiarwpowierzchni terenu (np. gsto poronity grunt lub powierzchnie wd) przeprowadzonointerpolacj na podstawie istniejcych punktw, co umoliwio uzyskanie quasi-cigego NMT.Prace te przeprowadzono przy zastosowaniu programw TerraScan i TerraModeler. W pierw-szej kolejnoci NMT przygotowano w formacie ASCII, a nastpnie dane przekonwertowanodo oczekiwanego formatu.


Analiz pozyskanego zasobu oraz interpretacje wynikw oparto na wygenerowanym NMToraz jego przetworzeniach na podstawie: (1) analizy cieniowania zboczy (ang. hillshading;shaded relief), w tym wielokierunkowego cieniowania zboczy (ang. hill-shading from mul-tiple directions); (2) analizy gwnych skadowych (ang. principal component analysis akronim PCA); (3) lokalnego modelu rzeby terenu (ang. local relief model akronim LRM).

Analiza cieniowania zboczy, to najoglniej analiza umoliwiajca wygenerowanie mapycieniowania, powstaego w wyniku pomierzonych i istniejcych nierwnoci terenu (np.zwizanych z pozostaociami konstrukcji zabytkowych), przy symulowanym padaniu pro-mieni sonecznych na teren. W rezultacie otrzymuje si map terenu z obszarami, ktre przyodpowiednim nasonecznieniu lub jego braku s zacienione, co moe wskazywa na wyst-powanie powierzchniowych nieregularnoci, bdcych czsto fragmentarycznie zachowa-nymi obiektami zabytkowymi (rys. 2).

Analiza skadowych gwnych (Zagajewski i in., 2008; Laudaski i in., 2012) (ang. Prin-cipal Component Analysis, PCA) to metoda, ktra umoliwia kompresj najbardziej przy-datnych, w pniejszym procesie klasyfikacji, informacji zawartych w obrazie przez utwo-rzenie zmiennych nazywanych skadowymi gwnymi (Devereux i in., 2008; Hesse, 2012).W procesie PCA wyznacza si: (1) now o gwn ukadu wsprzdnych wzdu najwik-szej wariancji danych, przez rzutowanie wartoci pikseli obrazu w przestrzeni wielowymia-rowej; (2) osie prostopade do pierwszej, take wedug maksymalnej wariancji (najistotniej-szej statystycznie informacji). W ten sposb powstaj nowe kanay zawierajce wzajemnienieskorelowane dane (Zagajewski i in., 2008).

Rys. 2. Fragment obszaru testowego okolice Seredzic, woj. mazowieckie: przykadowa mapacieniowania reliefu (NMT) wygenerowanego na podstawie pomiarw ALS azymut 90/kt padania

promieni soca 45; widoczne owalne pozostaoci obiektw zabytkowych (opracowanie: R. Zapata)

LENOVOWyrnienie


Przetworzenie NMT za pomoc narzdzia jakim jest LRM lokalny model rzeby terenu,pozwala na wyodrbnienie maych rnic wysokociowych w terenie. Metoda ta jest przy-datna przy identyfikacji obiektw antropogenicznych, ktre charakteryzuj si niewielkimwyniesieniem lub wklsoci w odniesieniu do najbliszego otoczenia (m.in. Hesse, 2012;Stular i in., 2012).

Prace kameralne z geodanymi poprzedzia kwerenda archiwalna zasobw kulturowych orazweryfikacyjne badania powierzchniowe. Natomiast na kolejnych etapach bada, rezultaty ana-liz geodanych zostay pozytywnie zweryfikowane ponown prospekcj terenow. Cao pracoparto na oglnym schemacie: (1) okrelenie obszaru bada oraz celu, ktrym bya prospekcjaoraz inwentaryzacja zasobw zabytkowych; (2) pozyskanie geodanych (m.in. ALS) i przetwo-rzenie zasobu cyfrowego na bazie dobranych narzdzi geoinformatycznych (GIS); (3) inter-pretacja i terenowa weryfikacja uzyskanych wynikw oraz zestawienie rezultatw prac.

Analiza zasobu i wyniki bada

W celu wykrycia obiektw zabytkowych, pozyskane i wygenerowane dane, zwaszczanumeryczny model terenu, poddano podczas prac kameralnych zrnicowanym procedu-rom przetwarzania. W wyniku za-stosowania wybranych narzdziprzetwarzania NMT, uzyskanomapy cieniowania zboczy, a takeobrazy przedstawiajce rezultat za-stosowania PCA i LRM. Zarwnozastosowanie funkcji cieniowaniazboczy, jak i wyej wymienioneanalizy, umoliwiy zobrazowanie iwizualn identyfikacj, midzy inny-mi grupy licznie wystpujcychobiektw, ktre najoglniej mwic, charakteryzuje owalny ksztat, rednica ok. 12-15 m, atake dookolne zagbienia, o gbokoci od kilku do kilkudziesiciu centymetrw (tab, rys. 3,4 i 5). Naley wyjani, e obiekty archeologiczne na terenach odsonitych, a w szczeglno-ci na obszarach zalesionych, mona rozpoznawa na podstawie zachowanej (czasami szczt-kowo) wasnej rzeby (rnic wysokoci terenu) oraz na podstawie ksztatu obiektu lub jegowielkoci.

Terenowa weryfikacja potwierdzia istnienie ww. obiektw, ktre na podstawie analizy po-rwnawczej oraz literatury przedmiotu, a take analizy rde pisanych (np. du Monceau,1769), okrelono jako mielerze pozostaoci zabytkowych obiektw zwizanych z produkcjwgla drzewnego na tym terenie. Omawiane zabytki stanowi przykad wikszego skupiskaobiektw nieruchomych, ktre znajduj si na terenie Staropolskiego Okrgu Przemysowego.Na obszarze o powierzchni nieprzekraczajcej 21 km2 rozpoznano ponad tysic ww. obiektwzabytkowych tylko na podstawie analizy NMT, przetworzonego z wykorzystaniem wielokie-runkowego cieniowania zboczy, a wic z zastosowaniem w pierwszej kolejnoci prostegonarzdzia geoinformacyjnego. Przy zastosowaniach kolejnych filtrw morfologicznych, mi-dzy innymi tych omawianych w tekcie, na obszarze testowym moliwe stao si rozpoznaniei zadokumentowanie znacznie wikszego zbioru zabytkw (patrz tabela).

Tabela. Zestawienie ilociowe i procentowe rozpoznanychobiektw (mielerzy) na podstawie stosowanych narzdzi

wizualizacji oraz przetwarzania NMT (opracowanie: R. Zapata)

TMNainazrawtezrpawatsdoP ytkeiboetyrkyW

abzcil tnecorp

SHgnidahslliH 24 57

ACPsisylanatnenopmoclapicnirP 25 758,29

MRLledomfeilerlacoL 65 001

LENOVOWyrnienie


Rozpoznane obiekty powizano chronologicznie z funkcjonujcym ww. okrgiem datu-jc je w przyblieniu na okres XVI-XIX lub pierwsz poow XX wieku, nie wykluczajcmoliwoci funkcjonowania wypau wgla drzewnego na tych terenach w okresie rednio-wiecza (pnego redniowiecza), a nawet w staroytnoci. Podczas przeprowadzonych ba-da powierzchniowych, odnotowano dodatkow cech umoliwiajc identyfikacj obiektu,a take okrelenie jego funkcji, mianowicie wystpowanie na powierzchni terenu fragmen-tw wgli drzewnych oraz odznaczajcej si warstwy ciemnobrunatnej spalenizny, o regu-larnym, owalnym ksztacie (Zapata, 2013).

W Polsce, a take w Europie, odnotowuje si liczne przykady rozpoznania mielerzy jakoobiektw preindustrialnych i industrialnych, na podstawie: bada historycznych (Zientara,1954), bada powierzchniowych, a zwaszcza bada wykopaliskowych (Radwan, 1959;Bielenin, 1962; Lisdorf, 2011; Kaagate i in., 2012), a w ostatnich latach na podstawie lotni-czego skanowania laserowego (Ludemann, 2012).

Podsumowanie i wnioski

W wyniku przeprowadzonych prac, przyjty model postpowania badawczego, wraz zzastosowanymi narzdziami, naley uzna za efektywne, a zarazem nieinwazyjne rozwiza-nie w prospekcji i inwentaryzacji dziedzictwa archeologiczno-przemysowego. Na obecnymetapie bada mona sformuowa kilka wnioskw:1. Zastosowanie lotniczego skanowania laserowego i systemu informacji geograficznej, a

nastpnie funkcji cieniowania zboczy oraz analiz PCA i LRM, stanowi elementy wzmac-niajce jako wykrywania oraz dokumentacji pozostaoci obiektw zabytkowych.

2. Zastosowanie ww. narzdzi geoinformatycznych jest rwnie sposobem na wieloaspek-tow i wzajemnie si weryfikujc prospekcj zasobw zabytkowych.

3. Rozpoznanie obiektw zabytkowych jedynie na podstawie zastosowania funkcji cienio-wania zboczy, co jest do powszechn praktyk, nie jest tak efektywne i szczegowe,jak analiza i rozpoznanie zasobw zabytkowych z zastosowaniem analizy gwnych ska-dowych czy lokalnego modelu rzeby terenu.

4. Zestawienie wynikw detekcji wizualnej (manualnej) dla wybranego fragmentu obszaruna podstawie kilku metod przetwarzania geodanych (NMT), daje najlepszy i najpeniejszyrezultat odnajdywania obiektw zabytkowych. Pod wzgldem ilociowym, na wybra-nym obszarze testowym rozpoznano: 42 obiekty przy zastosowaniu cieniowania zboczyi interpretacji wygenerowanych map, natomiast 56 obiektw (a wiec o 14 wicej) wwyniku przetworze NMT narzdziami LRM i PCA cznie.Podsumowujc, naley w szczeglnoci zwrci uwag na niej sformuowane potrzeby

dalszych dziaa.Zaprezentowana procedura postpowania, bazujca na GIS w badaniach dziedzictwa ar-

cheologiczno-przemysowego, wsparta weryfikacyjnymi badaniami powierzchniowymi, jestpotwierdzeniem potencjau, jaki naley wiza z systemami geoinformatycznymi i lotniczymskanowaniem laserowym jako rdem pozyskiwania geodanych na terenach zalesionych.Naley stwierdzi, e wspczesny GIS obszarw lenych czy te System InformatycznyLasw Pastwowych (SILP) (Wyk, Szostak, Tompalski, 2010) to system, w ktrym niemoe zabrakn warstwy tematycznej powiconej zabytkom. Jednym z postulatw zasto-sowania GIS i ALS w badaniach dziedzictwa kulturowego na terenach lenych jest moli-


wo prowadzenia zintegrowanych dziaa przedstawicieli rodowiska archeologw, history-kw i lenikw, ktre mog zaowocowa rozpoznaniem i uwzgldnieniem zasobw zabytko-wych w gospodarce lenej i planowaniu przestrzennym.

Z punktu widzenia potrzeb i dalszych dziaa w ramach bada archeologicznych sigaj-cych po GIS i ALS, a zwaszcza w odniesieniu do omawianego projektu, istotnym postulatembadawczym jest wczenie do analizy caego obszaru omawianych narzdzi, celem poprawyjakoci i efektywnoci detekcji.

Konieczne jest opracowanie metody automatycznej detekcji zasobw zabytkowych, nadktr prowadzone s prace w ramach omawianego projektu, zwaszcza z uwagi na liczniewystpujce obiekty o tym samym charakterze (ksztat, rozmiar czy stan zachowania), kt-rych wystpowania naley si spodziewa zarwno na obszarach Staropolskiego OkrguPrzemysowego, jak i na terenach caej Polski.

Warto rwnie odnie si do Informatycznego Systemu Osony Kraju przed nadzwy-czajnymi zagroeniami (ISOK), ktry w wietle zaprezentowanych moliwoci zastosowa-nia GIS i narzdzi przetwarzania NMT w archeologii, stanowi ogromny zasb danych, mo-gcych przyczyni si do poprawy wiedzy o zabytkach i stanie ich zachowania na znacz-nych terenach Polski.

Literatura

Bielenin K., 1962: Ancient centre of iron metalurgy in the region of Gry witokrzyskie (witokrzyskieMountains). Archaeologia Polona t. IV: 221-234.

Devereux B., Amable G., Crow P., 2008: Visualisation of lidar terrain models for archaeological featuredetection. Antiquity 82(316): 470-479.

du Monceau D., 1769: Sposob robienia wglow czyli sztuka wglarska w jzyku francuskim przez PanaDuhamel Du Monceau napisana. Tumaczenia Niemieckiego notami pomnoona, a teraz dla przysuenia siNarodowi, staraniem i kosztem I.W. Imc. Pana Jacka Maachowskiego [...] na Oyczysty izyk przeoona,i do druku podana. Warszawa. Dostp 02.05.2013 r. http://winntbg.bg.agh.edu.pl/skrypty4/0488/ []

Hesse R., 2012: Detecting former field systems with airborne LIDAR an overview of current methods.Poster. Dostp 02.05.2013 r. http://www.academia.edu/1941481/Detecting_former_field_systems_with_airborne_LIDAR__an_overview_of_current_methods []

Jasiewicz J., 2009: Zastosowanie analiz geoinformacyjnych w badaniu dawnych procesw osadniczych.[W:] Zwoliski Z. (red.), GIS platforma integracyjna geografii, Pozna: UAM: 175-195.

Kaagate S., Osypiski P., Stachowiak P., 2012: Relikty pnonowoytnego mielerza odkryte na stanowiskunr 4 w Wilkowie, gm. widnica, pow. zielonogrski, woj. lubuskie. Archeologia rodkowego Nadodrza.t. IX: 241-249.

Kamermans H., 1999: Predictive modelling in Dutch archaeology, joining forces. [In:] Barcel J.A., Briz I., VilaA. (eds.), New techniques for old times. CAA98 Computer applications and quantitative methods inarchaeology. Oxford: Archaeopress: 225-229.

Kamermans H., 2000: Land evaluation as predictive modelling: a deductive approach. [In:] Lock G., (ed.)Beyond the Map. Archaeology and Spatial Technology. Amsterdam-Berlin-Oxford-Tokyo-Washington:IOS Press: 124-146.

Laudaski Z., Makowski D.R., Flaszka M., 2012: Eksploracyjna analiza czynnikowa w badaniach strukturzespou zmiennych obserwowanych. Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Rolin nr 263: 75-89.

Ludemann T., 2012: Airborne laser scanning of historical wood charcoal production sites a new tool of kilnsite anthropology at the landscape level. [In:] Badal E., Carrinn Y., Macias M., Ntinou M., (eds.) Woodand charcoal. Evidence for human and natural History. Valencia: 247-252.

Lisdorf J., 2011: Khler ber der Kohle. Ausgrabung von Holzkohlemeiler am Tagebau Jnschwalde. Ausgra-bungen im Niederlausitzer Braunkohlenrevier-Arbeitsberichte zur Bodendenkmalpflege in Brandenburgz. 8: 213-223.

Rczkowski W., 2002: Archeologia lotnicza metoda wobec teorii. Pozna: UAM.


Radwan M., 1959: Interpretacja odsonitych mielerzy witokrzyskich. Kwartalnik Historii Kultury Mate-rialnej 7 nr 3: 373-376.

Stular B., Kokalj Z., Ostir K.L.N., 2012: Visualization of lidar-derived relief models for detection of archaeolo-gical features. Journal of Archaeological Science 39: 33543360.

Terrasolid, 2013: TerraModeler Users Guide i TerraScan Users Guide. Dostp 22.11.2013 r.https://www.terrasolid.com/download/user_guides.html

Wyk P., Szostak M., Tompalski P., 2010: Aktualizacja baz danych SILP oraz Lenej Mapy Numerycznejw oparciu o dane lotniczego skaningu laserowego. Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji vol.21: 437-446.

Zagajewski B., Jarociska A., Olesiuk D., 2008: Metody i techniki bada geoinformatycznych. Warszawa.http://www.telegeo.wgsr.uw.edu.pl/bz/Zagajewski_Jarocinska_Olesiuk_cpo.pdf

Zapata R., 2013: Sprawozdanie czstkowe z bada nieinwazyjnych przeprowadzonych w III/IV kwartale2012 r. oraz I kwartale 2013 r. na terenie Lenictwa Seredzice oraz Polany (cz S). Projekt naukowy pt.Zastosowanie skaningu laserowego oraz teledetekcji w ochronie, badaniu i inwentaryzacji dziedzictwakulturowego. Opracowanie nieinwazyjnych, cyfrowych metod dokumentacji i rozpoznawania zasobwdziedzictwa architektonicznego i archeologicznego (kwiecie 2013, maszynopis w archiwum UKSWoraz WMKZ Radom), Warszawa.

Zapata R., 2013: Zastosowanie fotogrametrii oraz teledetekcji w ochronie, badaniu i inwentaryzacji dziedzic-twa archeologiczno-architektonicznego zarys projektu na przykadzie ruin zamku w Iy. [W:] Seidel-Grzesiska A., Stanica-Brzezicka K. (red.), seria Cyfrowe spotkania z zabytkami, t. 4 (w druku),Wrocaw.

Zientara B., 1954: Dzieje maopolskiego hutnictwa elaznego XIV-XVII wiek. Warszawa.Zwoliski Z., 2009: Rozwj myli geoinformacyjnej. [W:] Zwoliski Z. (red.), GIS platforma integracyjna

geografii. Pozna: 9-21.

Abstract

The aim of this paper is to present an overview of possible implementation of GIS in archaeology, onthe example of selected geoinformatic tools used for detection and documentation of archaeologicaland industrial heritage. This paper presents selected elements of the existing geoinformatic system thatallowed to discover and document charcoal piles in the vicinity of Seredzice in Mazovia, within theproject "The implementation of laser scanning and remote sensing in protection, research and catalo-guing of cultural heritage. Developing non-invasive digital methods of surveying and documentingarchitectonical and archaeological heritage" (Research project supported by the Ministry of Scienceand Higher Education within the "National Program for the Advancement of Humanities"). Anothergoal of this text is to give a schematic overview of the procedure, developed on the basis of literatureand previously carried out research, used in the above mentioned project to recognize heritageobjects.The paper consists of four main parts: introduction, presentation of the use of GIS in archaeology,presentation of chosen aspects of the currently constructed geoinformatic system, analyses and resultsof research and conclusion.The text presents a geoinformatic system constructed for the purpose of conducting a scientific rese-arch program, one of the possible sources of data - aerial prospective scanning, and three methods ofanalysis that allow to detect heritage objects: 1) hill-shading (shaded relief), including hill-shadingfrom multiple directions and 2) principal component analysis (PCA) and 3) local relief model (LRM).This text is an overview of a scientific method that includes elements of a geoinformatic system.Heritage objects discovered with its use were positively verified during field prospection.

dr Rafa [email protected]

mgr Marcin [email protected]

Rys. 3. Obszar testowy okolice Seredzic, woj. mazowieckie: a wizualizacja NMT po zastosowaniu funkcji cieniowania zboczy, widoczne owalnepozostaoci zabytkowych mielerzy; b przekrj przez przykadowy obiekt na podstawie pomiarw ALS (opracowanie: R. Zapata)

a

b

Rys. 5. Fragmentarycznie zachowanepozostaoci zabytkowych mielerzyw okolicy Seredzic, woj. mazowieckie obszar zalesiony; zagbienia dookolnewidoczne w terenie w okresie topnienianiegu (fot. R. Zapata)

Rys. 4. Obszar testowy okolice Seredzic, woj. mazowieckie: wizualizacja fragmentu obszarubada z zabytkowymi mielerzami na podstawie pomiarw ALS i wygenerowanego NMT

oraz przetworzenia danych: a na podstawie PCA (opracowanie: M. Borowski),b na podstawie LRM (opracowanie: R. Zapata)

a

b

Documents

RG2013z4-ZaplataBorowski