“وظایف دیرینه شناسان و مورخان کلاسیک و باستان شناسان به طور قابل ملاحظه ای مشابه است – حفاری، رمزگشایی و زنده کردن بقایای وسوسه انگیز زمانی که هرگز نخواهیم دید.” – آدرین مایر
امواج گرما از زمین خاک آلود، خشک و ترک خورده بلند شد. مگس های سیاه ریز در اطراف چشم ها و صورت تیم وزوز می کردند. تنها سایه زیر سایبانی بود که در سراسر سنگر باز کم عمق نصب شده بود که در آن نیم دوجین نفر به آرامی لایه ها را از بین بردند. کثیفی زمان است. هر چه آدم عمیق‌تر می‌کند، زمان به عقب‌تر می‌رود.
لایه ای با قدمت 23000 سال در تقریباً دو فوت پایین در معرض دید قرار گرفته است که رد پای یک زن و یک کودک نوپا را آشکار می کند. داستانی از سفر مایلی او در میان گل و لای سفالی نرم را روایت می کند. در آن نزدیکی یک تنبل غول پیکر و گله ای از ماموت ها پرسه می زدند. این کشف علم را مجبور می‌کند تا جدول زمانی انسان‌هایی که در قاره آمریکای شمالی زندگی می‌کنند را دوباره تنظیم کند و آن را به دوران پلیستوسن حداقل 10000 سال پیش ببرد.
اکتشافاتی مانند این گنجینه هایی هستند که باستان شناسان به دنبال آن هستند. باستان شناسان دانشمندان هستند – بخشی شکارچی گنج و بخشی قصه گو. آنها زمینه را به تاریخ اضافه می کنند.
رادار نفوذ به زمین
فناوری های پیشرفته به اکتشافات جدید گذشته کمک می کند. حتی با وجود اینکه رد پاها زیر دو فوت خاک مدفون شده بودند، بدون دیدن فیزیکی آنها کشف شدند. رادار نافذ زمینی (GPR) این کشف را ممکن کرد. GPR در سال های اخیر پیشرفت های چشمگیری داشته است، همراه با پیشرفت هایی در انواع دیگر برنامه های سنجش از راه دور.
وضوح GPR همراه با عمقی که GPR می تواند اشیا را تشخیص دهد، بهبود یافته است. رایانه ها می توانند داده های GPR را به تصاویر سه بعدی پردازش کنند و نمایه عمقی از ناحیه اسکن شده را ارائه دهند. اینگونه رد پاها شناسایی شد.
علاوه بر GPR، محققان از مغناطیس‌سنج‌هایی استفاده کردند که اختلالات موجود در رسوب را تأیید می‌کنند، که می‌توان آنها را به صورت سه بعدی، البته با وضوح بسیار پایین‌تر، تصویربرداری کرد.
رسوب خود حافظه ای دارد که اثرات وزن و حرکت حیوان را به شیوه ای زیبا ثبت می کند. توماس اوربان، دانشمند پژوهشی دانشگاه کورنل که رهبری تیم کشف را بر عهده داشت، به ما راهی برای درک بیومکانیک جانوران منقرض شده می دهد که قبلاً هرگز نداشتیم.
معمولاً یافته های باستان شناسی مربوط به استخوان ها و مصنوعات است. ردپاهای فسیل شده “شبح” انسان ها و دیگر موجودات، آنها را زنده می کند و نماهایی از گذشته زنده را ارائه می دهد.
در شرایط ایده آل، GPR می تواند به عمق 30 متر (98 فوت) برسد. دقت و دامنه GPR به نوع رسوب، میزان رطوبت و سایر مورفولوژی های زمین شناسی بستگی دارد. زیربنای فناوری GPR و مغناطیس‌سنجی، سیستم‌های اطلاعات مکانی قوی (GIS) هستند که رکورد دیجیتالی کشف را حفظ می‌کنند و امکان تحلیل‌های مکانی بیشتر را فراهم می‌کنند. پیشرفت در یادگیری ماشینی تشخیص آینده را بهبود می بخشد.
در جاهای دیگر در قاره آمریکا، پروژه ای در مکزیک از دهه 1990 با استفاده از GPR برای نقشه برداری از سنوت ها و سفره های زیرزمینی مورد استفاده مایاها در جریان بوده است. یک سیستم غار آبی زیرزمینی به طول 215 مایل – طولانی ترین در جهان – در شبه جزیره یوکاتان نقشه برداری شده است. غواصان با کاوش در این سنوت ها بقایایی از حیوانات عصر یخبندان، از جمله ببر و ماموت را پیدا کردند.
لیدار و ALS
Lidar (تشخیص نور و محدوده) اکتشافات بیشتری را با کمک هوش مصنوعی و یادگیری ماشین ممکن می کند. برای مثال، در جنگل‌های گواتمالا، لیدار شهر ناشناخته باستانی مایا، تیکال را آشکار کرد.
لیدار یک سنسور فعال است که ارتفاع زمین را اندازه گیری می کند. با استفاده از یک سیستم اسکن لیزری هوابرد (ALS) که روی هواپیما، هلیکوپتر یا پهپاد نصب شده است، پرتوهای لیزر دستگاه لیدار چشم انداز را اسکن می کند. این سیستم مدت زمانی را که طول می کشد تا پرتو به یک جسم روی زمین برسد و به عقب برگردد را محاسبه می کند.
نتیجه برای هر جسم زمینی که لیزر لمس می‌کند، یک نقطه ایجاد می‌کند و مسافت طی شده پرتو را محاسبه می‌کند. در طول یک اسکن، میلیاردها امتیاز جمع آوری می شود. سپس باستان شناسان زمین فضایی نقاط جمع آوری شده را در یک ابر نقطه ای پردازش می کنند (شکل 1). با انتخاب تنها نقاط طبقه بندی شده به عنوان زمین و آب، نقاط به یک تصویر شطرنجی تبدیل می شوند و باستان شناسان چشم اندازی از زمین برهنه زیر تاج درخت و پوشش گیاهی ارائه می دهند (شکل 2).
به این ترتیب، لیدار به عنوان یک راه غیر مخرب برای شناسایی سازندهای خاکی، حتی در جنگل های متراکم عمل می کند.
باستان شناس باستان شناس باستان شناس باستان شناس باستان شناس باستان شناس باستان شناس باستان شناس
باستان شناس باستان شناس باستان شناس باستان شناس باستان شناس باستان شناس باستان شناس باستان شناس
تجزیه و تحلیل تصویر مبتنی بر شی
چالش با لیدار و تصاویر، حجم انبوه داده‌ها است که فراتر از محدوده آن چیزی است که یک انسان می‌تواند به صورت دستی بررسی کند. به دلیل اینکه ویژگی‌های باستان‌شناسی تا چه حد ضعیف هستند، جستجو اغلب نیازمند دستکاری مجموعه داده‌های تصویری با ترکیب باندهای چند طیفی و سپس ادغام آنها با داده‌های توپوگرافی است. برای کمک به این تلاش عظیم، هوش مصنوعی برای طبقه‌بندی مبتنی بر پیکسل و تجزیه و تحلیل تصاویر مبتنی بر شی (OBIA) برای برجسته کردن مناطق مورد علاقه برای مطالعه بیشتر استفاده می‌شود.
دیلن دیویس، دکتری. کاندیدای دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا، پیشگام استفاده از OBIA برای یافتن کارهای خاکی مانند تپه‌های مدور، دیوارهای سنگی و جاده‌ها در بوفورت، کارولینای جنوبی بود. او از تصاویر NOAA با وضوح بالا که قبل از فصل طوفان 2008 از ساحل گرفته شده بود استفاده کرد.
باستان شناس باستان شناس باستان شناس باستان شناس باستان شناس باستان شناس باستان شناس باستان شناس
در سطح محلی، باستان شناسان همین رویکرد را برای یافتن سنگ قبرها در گورستان های بدون علامت به کار می گیرند. یک سیستم طبقه‌بندی مبتنی بر شی مبتنی بر پیکسل به یک محقق کمک کرد تا به طور خودکار سنگ‌های قبر بالقوه را در یک گورستان با پوشش گیاهی متراکم شناسایی کند.
فناوری مورد استفاده برای OBIA برای کیلومتر شماری اینرسی بصری (VIO) نیز استفاده می شود. ناسا در حال آزمایش تکنیک های VIO برای کمک به فضانوردان در جهت یابی سطح ماه است (نگاه کنید به برنامه Artemis ناسا به سیستم مرجع فضایی ماه نیاز دارد). برای آرتمیس، VIO از دهانه های ماه به عنوان یک سیستم مرجع برای بدست آوردن موقعیت دقیق استفاده می کند.
دنیای سه بعدی مجازی
شاید یکی از مهم ترین کاربردهای فناوری برای تحقیقات و اکتشافات باستان شناسی، استفاده از جهان های غوطه ور سه بعدی مجازی باشد. کاوش در جهان‌های باستان به شکلی که ممکن است به نظر می‌رسیدند، بینش‌های بیشتری را به باستان‌شناسان و عموم مردم می‌دهد تا اکتشافات خود را تجربه کنند و ما را با تاریخ مرتبط کند.
سفر چند مایلی دختر جوانی که یک کودک نوپا را در 23000 سال پیش از یک چشم انداز عصر یخبندان حمل می کند، برای هر والدینی بسیار دور و در عین حال آشنا به نظر می رسد. این تصویر به اصل و نسب مشترک ما روح می بخشد. از طریق قدرت GIS و فن آوری های مدرن، او درست به قرن 21 قدم گذاشت.
«مردی که تاریخ را می شناسد و در آن ساکن است، بُعد جدیدی به وجودش می بخشد… او در همه زمان ها زندگی می کند. سن ها متعلق به اوست، همه برای او یکسان زندگی می کنند.» – ویلیام فلیندرز پتری
ویلیام تیولو متخصص ارشد اطلاعات هوانوردی برای اداره هوانوردی فدرال است. او در سال 2016 فارغ التحصیل برنامه بورسیه مدیریت FAA برای رهبران نوظهور و مربی برنامه مربی ملی FAA است. او در مأموریت ویژه ای در وزارت حمل و نقل ایالات متحده خدمت کرد و یک ابتکار ملی استراتژیک جغرافیایی را تحت اقتدار مشارکت داده های باز کاخ سفید رهبری کرد.
Tewelow یک متخصص سیستم های اطلاعات جغرافیایی (GISP) است که دارای مدرک در زمینه فناوری اطلاعات جغرافیایی و مطالعات اطلاعاتی است. او در حال حاضر مدرک کارشناسی ارشد خود را در زمینه رهبری سازمانی با تمرکز بر مدیریت عملکرد دریافت می کند. تیولو پس از 23 سال خدمت به عنوان متخصص اطلاعات جغرافیایی و تصویربرداری، یک هوانورد دریایی، یک هواشناس و یک اقیانوس شناس تاکتیکی با کسب سه مدال دستاورد، از نیروی دریایی ایالات متحده بازنشسته شد. او در میان اولین افرادی در کشور بود که در حین کار در مرکز فضایی استنیس ناسا، گواهینامه تخصصی زمین فضایی را از وزارت کار ایالات متحده دریافت کرد. او متاهل است، از مسافرت کردن، ارتباط با مردم، حل مشکلات و علاقه مندی به فناوری جدید لذت می برد. نقل قول مورد علاقه او این است: "ذهن مردی که با یک ایده جدید تغییر کرده است، هرگز نمی تواند به بعد اصلی خود بازگردد." ~ الیور وندل هلمز
درباره نویسنده: William Tewelow، GISP
ویلیام تیلوو مدیر اداره هوانوردی فدرال (FAA) است. او فارغ التحصیل برنامه بورسیه مدیریت FAA و مربی برنامه ملی مربی FAA است. در حالی که در ماموریت ویژه در وزارت حمل و نقل ایالات متحده، Tewelow پروژه را برای جمع سپاری پایگاه داده آدرس ملی برای مشارکت داده های باز کاخ سفید رهبری کرد. او یک متخصص سیستم های اطلاعات جغرافیایی (GISP) و یک سخنران STEMnet محقق مریلند است.
او دارای مدرک تحصیلی در زمینه فناوری اطلاعات جغرافیایی و مطالعات اطلاعاتی از دانشگاه نظامی آمریکا است و در حال حاضر برای دریافت مدرک در زمینه رهبری سازمانی ثبت نام کرده است.
تیولو پس از 23 سال خدمت به عنوان متخصص اطلاعات جغرافیایی و تصویربرداری، یک هوانورد دریایی، یک هواشناس و یک اقیانوس شناس تاکتیکی از نیروی دریایی ایالات متحده بازنشسته شد. او در میان اولین افرادی در کشور بود که در حین کار در مرکز فضایی استنیس ناسا در می سی سی پی، گواهینامه تخصصی زمین فضایی را از وزارت کار ایالات متحده دریافت کرد.