Aktuální číslo:

2017/12

Téma měsíce:

Kontakty

Archeologické dědictví české krajiny

Identifikace a dokumentace pomocí leteckého laserového skenování
 |  10. 1. 2013
 |  Vesmír 92, 18, 2013/1

Sedm let uplynulo od doby, kdy na stránkách Vesmíru vyšla informativní studie o kvalitativně nových možnostech, které pro potřeby průzkumu, dokumentace a mapování archeologického dědictví nabízejí nejmodernější technologie (Vesmír 85, 614, 2006/10).

Jejich prostřednictvím se zásadním způsobem zvyšuje rychlost a kvalita vyhledávání a výškopisného (trojrozměrného) mapování zemského povrchu, na němž jsou zachovány relikty pravěkých a historických aktivit našich předchůdců. V textu oné studie jsem vyjádřil přesvědčení, že se tato metoda či data, která jsou jejím produktem, dostanou urychleně do popředí zájmu české archeologie. Naznačil jsem rovněž, že reálnému využití lidarových dat v archeologii bude s velkou pravděpodobností ještě po nějaký čas stát v cestě překážka v podobě vysokých finančních nároků na jejich pořízení. V této souvislosti je potěšitelné, že přesně tři roky poté, co článek vyšel, získala naše archeologie poprvé možnost realizovat projekt založený na leteckém lidarovém skenování.1) Zatímco tehdy v článku zveřejněné ilustrace byly přejaty ze zahraničních zdrojů, nyní již můžeme prezentovat obrazové výstupy pořízené výlučně nad naším územím.

Letecký lidar

Letecký lidar je – v užším slova smyslu – složitý přístroj sloužící k přesnému trojrozměrnému mapování neomezeně velkých ploch zemského povrchu prostřednictvím laserového skenování. Lidar vysokou rychlostí emituje laserové paprsky, které se po dopadu na povrch země (resp. na vegetaci, budovy a povrch terénu) odrazí zpět do citlivého detektoru. Čas, který uplyne mezi vypuštěním a návratem odraženého paprsku, slouží k výpočtu vzdálenosti mezi lidarem a zemským povrchem. Během každé vteřiny může být oskenováno a zaměřeno mnoho desítek tisíc bodů. Jejich hustota v ploše závisí na nastavených parametrech (výška a rychlost letu, rozsah překryvu skenovaných pásů) a dosahuje nejčastěji počtu 2–10 bodů na metr čtvereční. V případech, kdy je potřeba dosáhnout extrémně vysokého rozlišení výsledného digitálního modelu reliéfu, se tento počet zvyšuje i na více než 50 bodů.

V širším slova smyslu je vlastní lidar (skener) součástí systému několika dalších komponent, které jsou pro získání plnohodnotných dat nezbytné. Je to v první řadě nosič lidaru, jímž je buď menší letoun, nebo vrtulník (připomeňme, že paralelně s leteckým lidarem se stále častěji, a to včetně archeologie, využívají pozemní laserové skenery – stacionární i mobilní). Další součást systému tvoří paralelně se doplňující navigační přístroje. Vysoce kvalitní stanice GPS umístěná na palubě letounu zajišťuje ve spojení s jeho vnitřním (tzv. inerciálním) navigačním systémem a s podporou sítě pozemních stanic GPS záznam okamžité polohy letadla. Geodetické údaje slouží k přesnému ukotvení skenovaného reliéfu v prostoru (každý laserový impuls je s velkou přesností vztažen k zvolenému souřadnicovému systému).

Laserové impulsy lidaru mají jednu velkou přednost – pronikají i skrz vegetaci, resp. využívají i nepatrných mezer mezi větvemi a listím stromů k pořízení záznamu vlastního reliéfu. Tato skutečnost nabízí archeologii rychlý a dostatečně přesný způsob identifikace a mapování tzv. antropogenního tvaru reliéfu čili nemovitých památek, které jsou na zemském povrchu zachované jako reliéfní vyvýšeniny a deprese. Mohou to být například valy a příkopy pravěkých hradišť a středověkých tvrzišť, mohyly, zaniklé středověké a novověké vesnice, výrobní zařízení (ve velkém počtu zejména milířiště, v menší míře také sklářské hutě) a opuštěné komunikace (úvozy). Právě tyto součásti archeologického dědictví jsou uchovány převážně v prostředí zalesněné krajiny. Jejich tradiční čili na zemi prováděné dohledávání, geodetické zaměřování, evidence a dokumentace jsou sice o něco přesnější, ale méně efektivní, tedy pomalé a drahé.

Ve vyspělých evropských zemích se letecké lidarové skenování používá v archeologii zhruba od začátku našeho století, i když výrazný nárůst počtu projektů je patrný až od poloviny minulého desetiletí (nejvíce se zatím uplatňuje v Anglii, Irsku, Francii, Německu, Belgii a Rakousku). V posledních několika letech se letecké lidarové snímkování pro účely výzkumu a ochrany archeologického dědictví začalo uplatňovat i v bývalých socialistických zemích. Nejdále je v tomto směru Slovinsko a pomalu se této metody začíná využívat také v Polsku a v bývalé NDR.

Lidarové skenování v České republice

V České republice se naskytla možnost aplikovat výškopisné mapování pro potřeby výzkumu české pravěké a historické krajiny teprve nedávno. Jako první byl na území České republiky realizován projekt Potenciál archeologického výzkumu krajiny v ČR prostřednictvím dálkového laserového 3D snímkování (LIDAR). Směřoval k testování možností leteckého laserového snímkování v podmínkách české krajiny a ke zhodnocení jeho budoucí role v procesu sběru dat, mapování a dokumentace území s výskytem nemovitých památek. Jeho nositelem byla katedra archeologie Západočeské univerzity v Plzni, probíhal v letech 2010–2011 a přinesl řadu zajímavých výsledků jak v oblasti heuristické (zviditelnění mnoha dosud neznámých památek a jejich následná evidence) a dokumentační (trojrozměrné mapy a plány různorodých objektů spojených s minulými sídelními aktivitami), tak interpretační (např. výklad vzájemných vztahů památek a jejich bezprostředního okolí, hledání pravidelností – struktur – v prostorových vztazích jednotlivých složek někdejších sídelních areálů).

Výběr území, které se stalo předmětem našeho zájmu, byl výsledkem jednak interního projednávání uvnitř řešitelského týmu a jednak konzultací se specialisty z jiných archeologických institucí. Oproti původním plánům nasnímkovat každý rok jeden rozsáhlý areál byla upřednostněna varianta pořídit snímky většího počtu plošně nevelkých polygonů, protože tak bylo možno zachytit větší krajinnou rozmanitost zkoumaného souboru a památek v něm zastoupených (viz tabulku I).

Součástí práce s výsledky analýzy lidarových dat bylo také jejich srovnání s dokumentací evidovaných archeologických lokalit (Archeologická databáze Čech a Archiv nálezových zpráv Archeologického ústavu AV ČR, Praha, v. v. i.). Pracovali jsme rovněž s ikonografickými prameny a se starými mapami, zejména s těmi, které vznikly při prvním, tzv. josefském mapování a při druhém, tzv. Františkově vojenském mapování. Nejdůležitější je ovšem následná práce v terénu, při níž jsou objekty zjištěné na lidarových snímcích ověřovány prostřednictvím povrchového průzkumu.

První projekt svého druhu na území České republiky byl koncipován tak, aby prokázal potenciál uvedené metody a její efektivitu z hlediska identifikace a dokumentace nemovitého archeologického dědictví v jeho kvalitativní (druhové) rozmanitosti a v různorodých krajinných typech (lesním prostředí, otevřené krajině, nížinách včetně intenzivně oraných ploch, pahorkatinách ap.). V průběhu dvou let se podařil na reprezentativním vzorku ploch s kumulací evidovaných nemovitých archeologických památek, na nichž bylo navíc možno očekávat odhalení objektů dalších, prokázat tušený potenciál metody leteckého laserového průzkumu aplikovaného v našem prostředí. Hrubá lidarová data získaná v relativně vysokém rozlišení na celkové ploše 123 km2 tvoří kvalitní základnu pro moderní evidenci a výškopisnou (trojrozměrnou) dokumentaci georeferencovaných stop pravěkých, středověkých a novověkých sídelních aktivit. Informační potenciál tohoto datového souboru byl částečně vytěžen v průběhu projektu a jeho další zhodnocení bude probíhat v letošním roce, kdy bude k tisku připravena tematická monografie o aplikaci metody v prostředí české kulturní krajiny.

Literatura

Cowley D. (ed.): Remote Sensing for Archaeological Heritage Management, EAC Occassional Paper No. 5. Archaeolingua, Budapest 2011.

Crutchley S.: The Light Fantastic. Using Airborne in Archaeological Survey. English Heritage Publishing, Swindon 2010.

Devereux B. J., Amable G. S., Crow P.: Visualisation of lidar terrain models for archaeological feature detection. Antiquity 82, 470–479, 2008.

Gojda M., John J. a kol.: Archeologie a letecký laserový průzkum krajiny. Západočeská univerzita v Plzni, Plzeň 2012.

Gojda M., John J., Starková L: Archeologický průzkum krajiny pomocí leteckého laserového skenování. Dosavadní průběh a výsledky prvního českého projektu, Archeologické rozhledy 63, 680–698, 2011.

Poznámky

1) Kromě autora tohoto příspěvku, který byl řešitelem projektu, se jako členové výzkumného týmu na jeho realizaci podíleli členové katedry archeologie FF ZČU v Plzni PhDr. Jan John, Ph.D. a Mgr. Lenka Starková, Ph.D.

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Archeologie

O autorovi

Martin Gojda

Prof. PhDr. Martin Gojda, CSc., (*1956) vystudoval archeologii a historii na Filosofické fakultě UK. Od roku 2003 působí na katedře archeologie Západočeské univerzity v Plzni (v letech 2005–2011 jako vedoucí) a je také řádným profesorem Univerzity kardinála Stefana Wyszyńského ve Varšavě. V Archeologickém ústavu AV ČR, Praha, v. v. i., vede dlouhodobý program dálkového archeologického průzkumu a je kurátorem tamního Archivu leteckých snímků.

Doporučujeme

Přemýšlej, než začneš kreslit

Přemýšlej, než začneš kreslit

Ondřej Vrtiška  |  4. 12. 2017
Nástup počítačů, geografických informačních systémů a velkých dat proměnil tvorbu map k nepoznání. Přesto stále platí, že bez znalosti základů...
Tajemná „Boží země“ Punt

Tajemná „Boží země“ Punt uzamčeno

Břetislav Vachala  |  4. 12. 2017
Mnoho vzácného zboží starověkého Egypta pocházelo z tajemného Puntu, kam Egypťané pořádali časté obchodní výpravy. Odkud jejich expedice...
Hmyz jako dokonalý létací stroj

Hmyz jako dokonalý létací stroj

Rudolf Dvořák  |  4. 12. 2017
Hmyz patří k nejdokonalejším a nejstarším letcům naší planety. Jeho letové schopnosti se vyvíjely přes 300 milionů let a předčí dovednosti všech...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné