南フランスで鉄器時代のローマ遺跡を発見するため、森林下のUAV LiDARマッピングを実施
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UAV LiDARを用いた森林地帯の遺跡マッピング:南仏の遺跡「L’Escalère」の例。
2016年以降、UMR 5608 TRACESLab Researchチームは、YellowScan LiDAR(Mapper、その後Mapper 2)を使用して、森林被覆下の遺跡をスキャンしています。 今回、トゥールーズに拠点を置く研究チームは、DJI M600にMapper 2を搭載し、南仏ガロンヌ川流域のサンマルトリー近郊の「レスカレール」遺跡で飛行させた。
このミッションの目的は、現在森林に覆われている、ローマ前・ローマ時代の人間の居住地として知られるヒルフォートの、考古学的に興味深いマイクロレリーフをマッピングすることでした。 高さ1mから2mほどの乾式石垣が保存されていることがすでに知られており、考古学的な発掘調査には正確な構造物のマッピングが必要だった。 ドローンLiDARマッピングが提供する柔軟性により、現場で最短時間でデジタル3Dデータを取得することが目的でした。
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レスカレール」遺跡で離陸前のYellowScan Mapper 2とDJI Matrice 600 UAV – Photo credit. ニコラス・ポワリエ
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レスカレール」遺跡で離陸するYellowScan Mapper 2とDJI Matrice 600 UAV – Photo credit. ニコラス・ポワリエ
「調査エリアは17ヘクタールで、ミッションは1週間続きました:UMR 5608-TRACESの研究者であり、UAVのパイロットであるNicolas Poirierは、「調査エリアは17ヘクタールで、計画1日、撮影1日、データ処理3日という1週間のミッションでした」と報告しています。
Mapper IIUAV LiDARシステムは、上空50m、速度4m/sで飛行しながらデータを取得し、チームによるとわずか3回の飛行(10~12分)で済みました。
結果生成されたLiDARポイントクラウドは、PPK後処理後に+120pt/m²、1~2cmの精度を示しました。 デジタル地形図の可視化はRelief Visualization Toolboxを使用し、異常はArcGIS 10を使用してベクトル化しました。
得られたデジタル標高モデルを異なるアルゴリズムで再加工し、地表の微細なレリーフを初めて概観した(リュブリャナ人類学・空間学研究所のRVTソフトウェアを使用)。
- ヒルシェード
- 多方向からのヒルシェード
- ヒルシェーディングのPCA
- 傾斜勾配
- シンプルなローカルリリーフモデルです、
- スカイビューファクター
- 異方的なスカイビューファクター、
- 正と負の開放感
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ヒルシェード H45 D16DSM
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Open POS R10 D16 NetBDSM
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スロープ 8ビットDSM
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SLRM R20 NetB. ディーエスエム
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マルチヒルシェード H45 D16DSM
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SLRM R20カラーDSM
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オープン ネグ R10 D16DSM
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Open Pos R10 D16DSM
同じエリアを複数の視点で撮影することで、考古学的な指標をより明確にすることができたと、プロジェクトに参加した考古学と非侵襲的探鉱新技術のエキスパートエンジニアであるCarine Calastrencは説明する。 ArcGisソフトウェアで最初の解釈を行ったところ、確認されたほとんどの要素は、平坦化された壁、微小レリーフ、またはモデル化された地面となりうるリニアメントでした。
また、「アノマリー」と呼ばれる円形や卵形の物質の集まりも確認することができます。 これらは、埋もれた考古学的な遺跡や、低く濾過されていない植生が存在する可能性があります。 その後、いくつかの構造物で異なるプロファイルを作成しました。
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レスカレール」遺跡上空を飛行するYellowScan Mapper 2とDJI Matrice 600 UAV – Photo credit. ニコラス・ポワリエ
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レスカレール」遺跡上空を飛行するYellowScan Mapper 2とDJI Matrice 600 UAV – Photo credit. ニコラス・ポワリエ
この最初の作業で、作業を担当したヨーロッパの金属時代と古代における歴史と考古学の専門家であるトーマス・ルドルフは、現場にある遺跡の概要を初めて把握することができました。 そして、すべてのデータを作り直し、専門家の目で分析したのです。
特に、整備されていない密林である現場を過去に訪れた際には発見できなかった、測量で現れたある異常(壁の直線的な部分)について、LiDARモデルと現地観測を比較しました。 リニアの結果はすべて現地で確認したわけではありませんが、中には除草をした後に現地で初めて確認できる微細なレリーフもあるためです。 作成されたシェーディングDTMに見える無数の小さな斑点は、特に植生が密集している場所に対応するようで、ここでは接地点を提供できませんでした。
したがって、得られた調査は、遺跡の一般的な読み取りと、その後2019年6月下旬から7月上旬にかけて実施された考古学的テストピットの位置を特定するのに十分なものでした。 この作業は6ヶ月前から計画されていたもので、ライダー調査のおかげで、植生の密度を考えると、従来の考古学の地形調査(セオドライトやGPSビーコンによる調査)では得られなかった、信頼できる現場の平面図を手にすることができました。
この作業は、遺跡の6つの小区画で行われ、特にライダー調査で確認された石垣のレベルで行われたため、これらの石垣の形態と年代を特定することが可能になりました。 この年代は、発掘前の遺跡の唯一の遺構である、この壁が埋め込まれている上部の考古学的な層を強調することで得られたものです。 これらの地層からは、鉄器時代(紀元前6世紀、2/1世紀)または近代(18~19世紀)とされる古代陶器の破片が出土しました。
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DEM – Mapper II ポイントクラウド
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DSM – Mapper II ポイントクラウド
これらのことから、地表に見える壁のほとんどは、ライダー測量で確認できたものであり、近代のものであるという結論に達した。 これらは、農耕地や牧畜地を含むことを目的とした区画の境界線に属している(この遺跡に関する数少ない歴史的資料によると、この区画がどのような機能を果たしていたかは明記されていない)。
しかし、いくつかの巨大な壁は、当時丘の上の村(またはオッピドゥム)を囲むのに非常に頻繁に用いられた鉄器時代の要塞システムのものである(先に示したように、土器片から2つの状態が確認されている:紀元前6世紀と紀元前2/1世紀の2種類)。 これらは、まさに表面採集から想定される結果であり、この考古学的作業とLiDAR調査の結合によって求められたものです。
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サンマルトリー(南フランス)のL’Escalèreのサイト。 木材の中に見えるモダンな壁のひとつ。 – 写真のクレジットです。 トマ・ル・ドレフ
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サンマルトリー(南フランス)のL’Escalèreのサイト。 木材の中に見えるモダンな壁のひとつ。 – 写真のクレジットです。 トマ・ル・ドレフ
また、LiDAR測量により、城壁だけでなく、台地の端に見える重要な土塁の平面図をより正確に描くことができました。 試掘調査の結果、これらの土塁は、鉄器時代の人たちによって強調された斜面の切れ目であることが判明しました。 これらのテラスは、外壁が石造りであり、おそらく木製の柵がその上にあり、敷地内の他の巨大な壁と同様に、村へのアクセスを守ることができたのです。 この鉄器時代の遺構は、斜面に崩れ落ちたものです。 この崩壊は、古くは(鉄器時代に村が襲われた?)、比較的最近では(近代に区画の境界を作るために土地を平らにした)自発的な破壊の結果であり、また自然崩壊の結果でもあります。
Yellowscan LiDARシステムを使用することで、考古学者たちは、簡単なミッションプランニング、道路から調査エリアへの容易なアクセス、非常に速いデータ取得と処理という恩恵を受けることができました。 従来の地形図作成では数週間を要し、森林に覆われているためGPSの受信感度が悪く、成功する確率は低かったでしょう。ここでは、すべてが完璧に機能したのです。”
YellowScanソリューションを使用する前、研究チームは地形トポグラフィ(長く、難しく、不正確)を行うか、飛行機で取得した高価なLiDARデータを購入していました。
「Yellowscan LiDARソリューションは、森林の下に隠れている未知の遺跡の3Dドキュメントに簡単にアクセスする方法を提供してくれました。航空機によるLiDAR探査の大きなコストを正当化できるほど大きくない、小規模で孤立した調査エリアには良いソリューションです」とNicolas Poirierは述べています。
NB:著者ジュリアン・ボー。