Исследования погребенных археологических структур требуют детального изучения неглубокого грунта и методологического подхода, направленного на определение участков, представляющих максимальный интерес, где следует планировать сбор поверхностных данных и последовательные раскопки. В определении микрорайонов могут использоваться данные дистанционного зондирования или цифровая модель рельефа (ЦМР), характеризующаяся метрическим пространственным горизонтальным разрешением и миллиметрическим пространственным вертикальным разрешением соответственно, тогда как для детальных исследований требуется использование не инвазивных геофизических методов сверхвысокого разрешения (UHR); и др.
Археологический парк Аквилея (НЕ-Италия) является идеальным местом для проверки интеграции методов с учетом разнообразия целей и условий подпочвы, а также большого объема документальных доказательств и археологических раскопок, которые могут быть использованы для калибровки результатов.
Аквилея — это римское археологическое место, покрытое аллювиальными отложениями и характеризующееся уровнем грунтовых вод. Он был основан во втором веке до н.э. и быстро стал одной из важнейших речных гаваней Римской империи. С 1998 года внесен в Реестр всемирного наследия ЮНЕСКО.
За последние десять лет мы собрали большое количество геофизических данных UHR для идентификации археологических структур, захороненных в этом районе. Несколько исследований свидетельствуют о расширении и характеристиках погребенного культурного наследия и содержат подробную информацию о состоянии недр и результатах археологических раскопок, дополняющую имеющиеся документы о подземных условиях. В этом исследовании учёные сосредоточились на интеграции передовых методов (MIVIS, многократный георадар, магнитная радиометрия, томография электрического сопротивления) для получения новой информации о захоронениях культурного наследия в районе Аквилеи с уделением особого внимания районам цирка, Форума, речной гавани и остаткам здания на окраине императорского гор.
Методы.
Предлагаемая методологическая интеграция (ИРЕГА) для не инвазивного изучения археологических объектов основана на анализе следующих данных: MIVIS, магнитный и георадарный. В отдельных местах для комплексного анализа электрических свойств заглубленных материалов также предусмотрена томография электрического сопротивления. Система MIVIS имеет 4 оптических порта со 102 спектральными полосами обзора — от 0,431 до 12,7 мкм и пространственным разрешением около 3,0 м/пиксель с высотой полета 1500 м над уровнем моря, эффективность которого в археологических изысканиях зависит от характеристик ландшафта и погребенных структур. Фактически, археологические захороненные объекты могут влиять на влажность и температуру почвы, рост и здоровье растительности с аномалиями, отличающимися различной яркостью (связанной с отражающей способностью и температурой пикселей) и своеобразной геометрической формой.
Магнитный метод измеряет изменения магнитного поля Земли. Это эффективная методика археологических изысканий для обнаружения изменений магнитной восприимчивости в связи с наличием погребенных объектов. Одно и много сенсорные радиометрические измерения могут быть выполнены для обнаружения магнитных аномалий, вызванных захоронением археологических останков.
Термин "наземный проникающий радар" относится к семейству ультра широкополосных устройств, использующих электромагнитные волны в диапазоне частот от 10 МГц до 6 ГГц для получения изображений и характеристики грунта. Изменения электромагнитных свойств материалов влияют на распространение волн: они могут вызвать дифракционные, отражательные и рефракционные явления и изменить скорость и ослабление электромагнитных волн. Проникновение таких волн в грунт зависит от частоты и электрических свойств материалов, в частности, уменьшается приращениями частоты и проводимости с нелинейным соотношением (от примерно 1 м во влажной глине до десятков и сотен метров в сухом песке и льду). Антенны 200-500 МГц обычно обеспечивают подходящий компромисс между разрешением и проникновением в средние условия почвы археологических объектов на аллювиальных равнинах.
Цифровые изображения MIVIS были предоставлены Регионом Фриули Венеция Джулия. Здесь показаны результаты анализа тепловых инфракрасных полос (93-102), пиксельные значения температуры которых в ОК были рассчитаны с линейной интерполяцией между опорными значениями двух черных тел. Размер наземного пикселя соответствует 3,0 метра. Обработка данных MIVIS включает в себя радиометрическую коррекцию с помощью основного компонентного (ПК) метода, устранение неисправных полос и геометрическую коррекцию. Магнитные исследования проводились с помощью магнитного радиометра цезия (SMARTMAG модель SM-4), чувствительность 0,01 нТл и рабочий диапазон от 15000 до 100000 нТл. Измерения проводились с помощью двух датчиков, расположенных на высоте 30 и 130 см над уровнем земли на сетках NS-ориентировки... Для устранения некогерентных шумов и усиления магнитных аномалий была применена матрица низкочастотной фильтрации 3x3.
Магнитные и георадарные данные были получены на сетках с интервалом отбора проб от 2 см до 25 см в линию. Для получения одно и многократного (в среднем 1200%) сбора данных использовалась георадарная система MalaGeoscience, оснащенная центрально частотными антеннами 250 МГц˚. Минимальное и максимальное смещение были установлены в соответствии с предварительными испытаниями и находились в диапазоне от 40 до 240 см. Основная последовательность обработки георадара включала в себя де-вау, удаление фона, амплитудный анализ и коррекции, спектральный анализ, изменяющийся по времени полосовой фильтр и прогнозируемую деконволюцию с длиной оператора = 30 нс и расстоянием прогнозирования = 4 нс.
Мгновенные характеристики (амплитуда, фаза и частота) трассы радара были рассчитаны методом вейвлет преобразования, который оказался менее чувствительным к шуму и позволил провести детальную реконструкцию археологических объектов.
Томография электрического сопротивления (ТЭР) была выполнена на отдельных участках с многоэлектродной (16) системой, Веннер-Шлюмбержевая сеть, максимальное смещение 48 мАВ. Данные инвертировались с помощью алгоритма Loke.
