Η γεωματική και η τοπογραφία, στην έρευνα, χαρτογράφηση και πρόβλεψη αρχαιολογικών χώρων και στην αποτύπωση μνημείων

Abstract

The protection, the rational management and the outreach of cultural heritage requires a complex, multidimensional and interdisciplinary research field. Although detection and mapping of monuments of cultural heritage have been studied for decades, there is still an important field for research and study, due to the advanced technology. The prediction of archaeological sites is the most difficult, the most uncertain and probably the most important part of archaeological research. This research study aims to create a geospatial probabilistic model, through maps, for the detection of the existence of archaeological sites of the Neolithic period in the prefecture of Magnesia. A comparative analysis is also made for the localisation, mapping and geometric documentation of cultural heritage, by means of both terrestrial and aerial methodologies. This is accomplished by means of surveying and geomatics, mainly by remote sensing and geographical information systems.Heterogeneous geospatial data such as the elevation, the slope, the geology, the springs, the water network, the road network, the aspect and the existing Neolithic archaeological settlements of the prefecture of Magnesia, are used for the geospatial probabilistic modelling which leads to the maximum probability of the existence of archaeological sites. The Dempster-Shafer Theory also commonly referred to as Evidential Reasoning (ER) is used to compose probability maps of areas of archaeological interest from physiographical and historical data. A valid model also requires the landscape reconstruction of each subperiod of the Neolithic period. The advantage of the "Theory of Evidence" is the possibility to quantify the user ignorance (contains the belief, the plausibility and the belief interval) used in the model to create probability maps of the existence of archaeological sites. The final digital probability maps show areas of high probability of existence of archaeological sites while three areas of case studies for future research are also presented. The function of the geospatial probabilistic model based on the "Theory of Evidence" is dynamic, which means it allows the update of the problem solving strategy as soon as new data layers for the study area are available. This research study forms a methodological tool for the prediction of new archaeological sites in other areas of archaeological interest according to the physiographical and historical characteristics of the archaeological period being examined. The outputs of this thesis can contribute not only to the protection of cultural heritage but also to their rational management and outreach.

Η προστασία, η ορθολογική διαχείριση και η ανάδειξη της πολιτιστικής κληρονομιάς αποτελούν ένα σύνθετο, πολυδιάστατο και διεπιστημονικό πεδίο έρευνας. Αν και ο εντοπισμός και η χαρτογράφηση μνημείων πολιτιστικής κληρονομιάς έχουν μελετηθεί σε υψηλό βαθμό εδώ και δεκαετίες, ωστόσο ένα σημαντικό μέρος του τομέα αυτού παραμένει ακόμη προς έρευνα και μελέτη εξαιτίας της διαρκώς εξελισσόμενης τεχνολογίας. Η πρόβλεψη αρχαιολογικών θέσεων αποτελεί το δυσκολότερο, το πλέον αβέβαιο και ενδεχομένως το σημαντικότερο μέρος της αρχαιολογικής έρευνας. Η ερευνητική αυτή μελέτη αποσκοπεί στη δημιουργία ενός γεωχωρικού πιθανοτικού μοντέλου εντοπισμού (διαμέσου χαρτών) της ύπαρξης αρχαιολογικών θέσεων της Νεολιθικής περιόδου στη Μαγνησία. Παράλληλα, αναλύονται συγκριτικά οι διαδικασίες οριοθέτησης, χαρτογράφησης και γεωμετρικής τεκμηρίωσης της πολιτιστικής κληρονομιάς, οι οποίες πραγματοποιούνται με τον συνδυασμό τόσο επίγειων όσο και εναέριων μεθοδολογιών. Η επεξεργασία των ανωτέρω υλοποιείται με τη χρήση της τοπογραφίας και της γεωματικής, ειδικότερα με την τηλεπισκόπηση και τα γεωγραφικά συστήματα πληροφοριών.Ετερογενή γεωχωρικά δεδομένα, όπως το υψόμετρο, οι κλίσεις, η γεωλογία, οι πηγές, το υδρογραφικό δίκτυο, το οδικό δίκτυο, ο προσανατολισμός και οι υπάρχουσες Νεολιθικές αρχαιολογικές θέσεις της Μαγνησίας, χρησιμοποιούνται για τη γεωχωρική πιθανοτική μοντελοποίηση η οποία κατέδειξε τη μέγιστη πιθανότητα της ύπαρξης αρχαιολογικών θέσεων. Η «Θεωρία των Αποδεικτικών Στοιχείων/[Evidential Reasoning (ER)]», γνωστή και ως «Θεωρία των Dempster-Shafer», χρησιμοποιείται με σκοπό τη σύνθεση πιθανοτικών χαρτών των περιοχών αρχαιολογικού ενδιαφέροντος, βάσει φυσιογραφικών και ιστορικών χαρακτηριστικών. Για την αποτελεσματικότερη εφαρμογή του μοντέλου πραγματοποιήθηκε η ανασύσταση του τοπίου ανά υποπερίοδο της Νεολιθικής περιόδου. Το πλεονέκτημα της Θεωρίας των Αποδεικτικών Στοιχείων είναι η δυνατότητα ποσοτικοποίησης της αβεβαιότητας του χρήστη, η οποία χρησιμοποιείται στο πιθανοτικό μοντέλο για τη σύνθεση πιθανοτικών χαρτών της ύπαρξης αρχαιολογικών θέσεων (και το οποίο παρέχει τελικά πιθανοτικούς χάρτες πεποίθησης, ευλογοφάνειας και του διαστήματος πεποίθησης). Οι τελικοί αθροιστικοί ψηφιακοί πιθανοτικοί χάρτες, δείχνουν τις περιοχές υψηλής πιθανότητας ύπαρξης αρχαιολογικών θέσεων και παρατίθενται τρεις μελέτες περίπτωσης για περαιτέρω έρευνα σε εστιασμένες περιοχές. Η λειτουργία του γεωχωρικού πιθανοτικού μοντέλου που βασίζεται στη «Θεωρία των Αποδεικτικών Στοιχείων» είναι δυναμική, με άμεση δυνατότητα ενημέρωσης όταν προκύπτουν νέα δεδομένα για την περιοχή μελέτης. Η ερευνητική αυτή μελέτη αποτελεί ένα μεθοδολογικό εργαλείο για την πρόβλεψη νέων αρχαιολογικών θέσεων και σε άλλες περιοχές αρχαιολογικού ενδιαφέροντος, βάσει των φυσιογραφικών και ιστορικών χαρακτηριστικών της αρχαιολογικής περιόδου που μελετάται. Τα αποτελέσματα της διατριβής αυτής συμβάλλουν τόσο στην προστασία των μνημείων πολιτιστικής κληρονομιάς όσο και στην ορθολογικότερη διαχείριση και ανάδειξή τους.