Pomiary Geodezyjne Planigrafia Geofizyka

Pomiary Geodezyjne Planigrafia Geofizyka

Geodezyjne techniki inwentaryzacji obiektów archeologicznych
Inwentaryzacja struktur archeologicznych podczas badań wykopaliskowych i powierzchniowych coraz częściej wykonywana jest przy zastosowaniu urządzeń geodezyjnych, które pozwalają na rejestrację danych – niezbędnych do kreślenia planów. Planigrafia – jako metoda inwentaryzacji, w archeologii – ulega przeobrażeniom w skutek zastosowania rozwoju nowych technologii. Coraz częściej na stanowiskach archeologicznych używa się elektronicznych tachimetrów typu Total Station, które będąc wyposażone w nowoczesne elektroniczne podzespoły i oprogramowanie dają możliwość szerokiego zastosowania przy pracach polowych. Przydatność Total Station jest coraz częściej wykorzystywana przez archeologów przy każdym etapie prac polowych. Poniżej zestawione zostały etapy prac przy tworzeniu dokumentacji planigraficznej, przy okazji prac archeologicznych. Zaletą tej metody w pracach archeologicznych jest jej przydatność jako podstawy pod budowę numerycznego opracowania włączającego inne dane takie jak fotografia nadziemna, badania geofizyczne.

 

 

Przyrosty współrzędnych prostokątnych

 

I. Prace „polowe”:

  1. tworzenie aktualnego planu sytuacyjno-wysokościowego dla planowanych prac archeologicznych

  2. tworzenie mapy warstwicowej dla terenu objętego wykopaliskami

  3. tyczenie: kwadratów archeologicznych (podziału kilometrowego, hektarowego, arowego), wykopów, siatek do inwentaryzacji planów i profili archeologicznych

  4. inwentaryzacja zabytków leżących na powierzchni a także podczas prac wykopaliskowych

  5. pomiar punktów charakterystycznych pomocniczych dla rysownika

Polowy pomiar bezpośredni przy użyciu Total Station lub mniej zaawansowanego technologicznie sprzętu geodezyjnego,

II. Prace „kameralne”

  1. Przenoszenie wyników pomiaru bezpośrednio na mapę papierową lub w komputerowe systemy wizualizacji prac geodezyjnych

  2. Kreślenie: planów sytuacyjno-wysokościowych, map warstwicowych, szkiców polowych, w oparciu o zmierzone punkty

  3. Tworzenie wydruków w dowolnej skali

III. Przetwarzanie danych

  1. Sporządzenie wielowątkowych modeli numerycznych z wykorzystaniem planów sytuacyjnych, map warstwicowych, fotografii, ortofotografii oraz innych warstw tematycznych niezbędnych do analizy stanowiska archeologicznego np. map geofizycznych, baz danych, dokumentacji trójwymiarowej, etc.

  2. Kwerenda zebranych danych – stawianie problemów archeologicznych i takie zarządzanie modelem zebranych danych, aby uzyskać maksymalnie prawdziwe odpowiedzi na stawiane pytania.

  3. Publikowanie i uzupełnianie (edytowanie) wyników badań.

Celem, do którego dążymy jest sporządzenie użytecznego, z punktu widzenia archeologicznego, integralnego modelu danych cyfrowych, w którym poszczególne warstwy tematyczne uzupełniałyby się i wyjaśniały nawzajem. Składowymi tego opracowania miałyby być dane uzyskiwane nad stanowiskiem archeologicznym: fotografia latawcowi, balonowa, lotnicza, satelitarna; dodatkowo połączone z pomiarami naziemnymi: Total Station, GPS; oraz uzupełnione prospekcją geofizyczną – metodami: elektrooporową, magnetyczną, elektromagnetyczną (GPR).

Każda z tych wymienionych wyżej metod nieinwazyjnych niesie korzyści przy odnajdowaniu i określaniu zasięgu stanowiska archeologicznego oraz przy podejmowaniu decyzji co do lokalizacji i logistyki prac wykopaliskowych. Połączenie modelu numerycznego z zewnętrzną bazą danych o zarejestrowanych obiektach pozwala na tekstowe sprecyzowanie zapytania do modelu, dzięki czemu uzyskać można informacje merytoryczne i statystyczne o zaobserwowanych obiektach. Szybki dostęp do uzyskanych danych, zastosowanie nowoczesnych technologii i dynamika przetwarzanych informacji, powoduje że ta wysoce wydaja metoda pracy, staje się atrakcyjna przy badaniach archeologicznych.

Planigrafia

Metoda biegunowa jest najbardziej przedatną przy pomiarze sytuacyjnym i sytuacyjno-wysokościowym wykonywanym tachimetrem elektronicznym Total Station – obecnie najszerzej rozpowszechnionym instrumentem geodezyjnym służącym do pomiarów szczegółów terenowych. Rejestrowane w trakcie pomiaru dane (przede wszystkim: d – odległość, Hz – kąt poziomy, V – kąt pionowy) umożliwiają obliczenie współrzędnych mierzonych punktów. Warunkiem wyjściowym jest „nawiązanie się” do osnowy, czyli punktów (przynajmniej dwóch), których współrzędne (x ; y) są znane. W skład zespołu pomiarowego wchodzą dwie osoby: obserwator – obsługujący instrument oraz pomiarowy – ustawiający tyczkę zakończoną pryzmatem na konkretnych szczegółach terenowych. Wysyłana przez instrument wiązka promieni jest skupiana i następnie odbijana w pryzmacie, zamontowanym na tyczce pomiarowego ustawionej (spoziomowanej za pomocą libeli) na mierzonym punkcie. Powracającą (odbitą) wiązkę promieni instrument następnie przetwarza – rejestrując odległość do pryzmatu (d), uwzględniając kąt (V) – skrzywienia lunety oraz podając różnicę kąta poziomego (Hz) w stosunku do nawiązania na drugi punkt linii bazowej. Na tej podstawie obliczane są współrzędne, które można generować już w terenie albo obliczać w odpowiednim programie do obliczeń geodezyjnych na podstawie zarejestrowanego dziennika obserwacji (d, Hz, V).

 

 

Ilustracja pomiaru metodą biegunową

 

Instrument po spoziomowaniu na jednym z końców „linii bazowej” – punkcie osnowy A, po nawiązaniu na drugi punkt osnowy B jest gotowy do wykonania serii pomiarów punktów rozproszonych mierzonego obiektu (1,2,3,4 ?). Ilość pomiarów jest ograniczona pojemnością rejestratora lub niedostateczną widocznościa pryzmatu. Uzyskane po pomiarze współrzędne punktów następnie przetwarzane sa w programach edycyjnych po transmisji z instrumentu geodezyjnego.

Geofizyka

Metoda elektrooporowa – polegająca na pomiarze zmian oporności gruntu mierzonych na powierzchni za pomocą zestawu elektrod prądowych. Pomiary przeprowadzone zostały instrumentem ARA 03 stworzonego i przystosowanego do archeologicznych pomiarów z użyciem prądu zmiennego. Do pomiaru zastosowano trzy rozstawy elektrod (d = 1 m, d = 2, 4, i d = 5 m), które pozwoliły zmierzyć oporność warstw gruntu do głębokość odpowiednio: 0.75, 1.5 i 2,5 m. Profile pomiaru wytyczone zostały zgodnie z lokalnym układem współrzędnych, co pozwoliło na dopasowanie wyników pomiaru do istniejącego podkładu geodezyjnego. Odległość pomiędzy profilami wynosiła 1 m, a zestaw był przesuwany po liniach profilowych co 1 m oraz co 0,5 m w zależności od spodziewanych struktur archeologicznych oraz od ukształtowania powierzchni terenu.

 

 

Mapa elektrooporowa przedstawiona ortogonalnie

 

 

 

Mapy elektrooporowe na różnych głębokościach przedstawione za pomocą perspektywy

 

 

Metoda magnetyczna – polegająca na pomiarze zmian, wydzielania anolmalii, natężenia całkowitego naturalnego pola magnetycznego Ziemi, wywoływanych m.in. obecnościami struktur archeologicznych. Do pomiaru użyty został magnetometr protonowy PMP8 z zestawem dwóch sond (umieszczonych na wysokoścach odpowiednio: 0,8 m i 1,3 m oraz 1,2 m i 1,8 m). Pomiary wykonywane były co 0,5 m po profilach (oddalonych od siebie co 1 m), w kwadratach 30 x 30 m (wyznaczonych w związku z lokalnym układem współrzędnych) Dodatkowo dla skorygowania dostrzegalnych anomalii w każdym kwadracie został wykonany pomiar kontrolny.

 

 

Mapa magnetyczna w lokalnym układzie współrzędnych – rezultat pomiarów magnetometrem protonowym

 

Wiesław Małkowski