3. LOTNICZE SKANOWANIE LASEROWE W STUDIACH NAD PRZESZŁOŚCIĄ
3.1. ALS w archeologii – kilkunastoletnia historia i przykłady zastosowań
Po latach doświadczeń oraz prac rozwojowych lotnicze skanowanie lasero-we zostało zastosowane do celów topograficznych w połowie ostatniej de-kady XX wieku między innymi w Wielkiej Brytanii (por. podrozdz. 2.1).
Otrzymana wówczas gęstość chmury punktów na poziomie 1 impuls/2 m2 była jednakże zbyt mała, aby brytyjscy archeolodzy wzięli chociażby pod uwagę możliwość użycia danych lidarowych w badaniach przeszłych kraj-obrazów (Crutchley, Crow 2009: 3). Jednakże już w 2000 roku podczas mię-dzynarodowych warsztatów z archeologii lotniczej, odbywających się w Lesznie, N. Holden przedstawił prawdopodobnie pierwszy referat o wy-korzystaniu ALS-u w studiach nad przeszłością25. Wydarzenie to stanowiło kamień milowy dla aplikacji skanowania laserowego w badaniach archeolo-gicznych, a rok później ukazały się pionierskie publikacje (Holden 2001;
Motkin 2001). Ich autorzy zaprezentowali pierwsze ryciny ilustrujące nie-zwykłość i olbrzymi potencjał pomiarów lidarowych oraz wyrażali swe – nieco futurologiczne – opinie, wieszcząc olbrzymi progres, jaki metoda ta spowoduje w rozwoju archeologii.
Zdaniem O. Risbøla (2013: 52), podobnie do początków wykorzystania GIS-u w studiach nad przeszłością, pierwszym zainteresowaniom skanowa-niem towarzyszyła ciekawość oraz fascynacja ze strony tych archeologów, którzy żywo poszukiwali nowych sposobów prospekcji i pragnęli je spraw-dzić na ‘własnej skórze’, tudzież na ‘własnych stanowiskach’. Pierwsze lata aplikacji ALS-u charakteryzowało skupienie się badaczy na rozpoznanych wcześniej obiektach archeologicznych. Płynące głównie z Wysp Brytyjskich przykłady prezentowały zarówno ogólne zasady działania lidarów lotni-czych, jak i obrazowały dotychczas znane obszary w nowym świetle (Barnes 2003; Bewley 2003). Uzyskiwany dzięki skanowaniu uszczegółowiony obraz rzeźby terenu pozwalał na drobiazgowe rozpoznanie palimpsestów obiek-tów archeologicznych zarówno na obszarach otwartych, użytkowanych rol-niczo (Bewley, Crutchley, Shell 2005; Shell, Roughley 2004), jak i zalesionych (Sittler 2004; Devereux i in. 2005).
Właśnie tereny porośnięte lasami stały się z czasem głównym przedmio-tem badań prospekcyjnych wykorzystujących skanowanie. Zidentyfikowano niezliczone i nieznane dotąd ślady po przeszłej działalności człowieka, jak
_______________
25 Referat N. Holdena „The use of LIDAR for archaeology” wygłoszony podczas NATO Advanced Research Workshop „Aerial Archaeology – Developing Future Practice” (Leszno 15–17.11.2000) został opublikowany później jako: Holden, Horne, Bewley 2002.
3.1. ALS w archeologii – kilkunastoletnia historia i przykłady zastosowań 67 i uszczegółowiona została wiedza o rozpoznanych, zalesionych stanowi-skach z całego świata (np. Doneus, Briese 2006a; Risbøl, Gjertsen, Skare 2006;
Sittler, Schellberg 2006; Crow i in. 2007; Gallager, Josephs 2008; Kakiuchi, Chikatsu 2009; Millard i in. 2009; Chase i in. 2011; Georges-Leroy 2011; Bu-dziszewski, Wysocki 2012; Gojda, John 2013; Evans i in. 2013). Nie oznacza to jednak, że archeolodzy ograniczyli się jedynie do skanowania terenów leśnych. Krótka historia zastosowania lidarów w studiach nad przeszłością obfituje w przykłady aplikacji lotniczego skanowania laserowego na obsza-rach uprawianych rolniczo, najczęściej w pobliżu znanych i ważnych stano-wisk (np. Challis 2006; Bofinger 2007; Harmon i in. 2006; Powlesland i in.
2006; Mlekuž 2009; Crutchley 2006; Corns, Fenwick, Shaw 2008; Davis i in.
2013). Jednakże największy potencjał prospekcyjny metody związany jest właśnie z terenami leśnymi, na których procesy niwelacyjne były najsłabsze.
Długoletni brak orki, zwłaszcza mechanicznej, na obszarach aktualnie zale-sionych pozwolił obiektom archeologicznym zachować własną formę krajo-brazową26. W konsekwencji zastosowanie ALS-u przyniosło najbardziej owocne i spektakularne rezultaty na obszarach, które z punktu widzenia tradycyjnego, powierzchniowego rozpoznania stanowiły dotychczas najwięk-szy problem (z uwagi na ograniczenia możliwości penetracji i obserwacji).
Tym samym dane lidarowe znalazły w archeologii zastosowanie w od-niesieniu do dwóch kwestii. Po pierwsze, opierając się na ich analizie i in-terpretacji, możliwe jest rozpoznanie nieznanych pozostałości po przeszłej działalności człowieka oraz kontekstu, w jakim dochodziło do danej aktyw-ności – tj. warunków paleośrodowiskowych (np. Challis 2005; Risbøl 2013).
Po drugie, dzięki analizie produktów lotniczego skanowania laserowego może dojść do weryfikacji wyników dotychczasowych badań na znanych stanowiskach archeologicznych (np. Engel i in. 2013). Jakość danych lidaro-wych pozwala bowiem uchwycić subtelne różnice w ukształtowaniu rzeźby terenu, w tym te wynikłe wskutek procesu antropopresji. W konsekwencji dotychczasowe opracowania mogą zostać uszczegółowione. Tym samym ALS znajduje zastosowanie zarówno na obszarach dobrze przebadanych, przynosząc nowe, szczegółowe dane o obecnych tam obiektach
archeolo-_______________
26 W pewnym sensie leśna lokalizacja stanowisk uratowała je, wpływając na ich stan zachowania. Jednocześnie zjawisko to przyczyniło się do powstania błędnego przekonania, iż metoda ta efektywnie wykorzystana może być jedynie w odniesieniu do obiektów o własnej formie krajobrazowej, położonych na obszarach leśnych. Choć właśnie na takiej prospekcji koncentruje się przytłaczająca większość archeologicznych aplikacji skanowania, również inne, zniwelowane zasoby dziedzictwa kulturowego mogą być rozpoznane na podstawie analiz produktów ALS-u. Jednakże wymagane jest w tym wypadku zaistnienie rozmaitych czynników. Warunki te są omówione w dalszej części opracowania.
gicznych czy elementach dziedzictwa27, jak i w regionach pomijanych w dotychczasowej praktyce badawczej. Aplikacja danych lidarowych w ba-daniach nad przeszłością otwiera więc nowe obszary badań, oferując przy tym pełniejsze spojrzenie na przeszłe krajobrazy.
Jednocześnie ALS jest metodą niezwykle przydatną do celów konserwa-torskich. Służby zarządzające dziedzictwem kulturowym otrzymują do-kładne informacje między innymi o lokalizacji obiektów archeologicznych, a wyniki interpretacji produktów pochodnych skanowania stanowią argu-ment za objęciem ochroną nowo odkrytych form. Ponadto, prowadzenie sukcesywnych pomiarów pozwala na monitoring stanowisk i krajobrazów w czasie, a więc umożliwia rozpoznanie dynamiki zagrożeń często tak sub-telnych, że niedostrzegalnych gołym okiem, a także daje podstawy do mo-delowania prognostycznego, na przykład procesów denudacyjnych (np.
Doneus, Briese 2011). W konsekwencji nie może dziwić fakt, iż rozmaite agencje zajmujące się ochroną zabytków (np. Historic England) dość szybko włączyły opracowania produktów lidarowych w zasób analizowanych da-nych (np. Horne 2011; Crutchley 2013). Jednocześnie przeprowadzone zosta-ły studia sprawdzające wartość informacji archeologicznej pozyskanej za pomocą skanowania laserowego dla krajowych rejestrów zabytków/obiek-tów archeologicznych (np. Challis i in. 2008). Doprowadziło to do narodzin programów badawczo-konserwatorskich mających na celu identyfikację na podstawie analiz produktów pochodnych ALS-u obiektów archeologicznych zlokalizowanych na rozległych obszarach, na przykład w obrębie całego landu Badenia-Wirtembergia w Niemczech (Bofinger, Hesse 2011; Hesse 2013).
Kilka lat po pojawieniu się lidarów w studiach nad przeszłością obok opisanych powyżej zainteresowań badawczych wyrosła nowa gałąź. Rów-nolegle do prowadzonych badań rozpoznawczych archeolodzy skupili się na problemach technologicznych oraz metodycznych wykorzystywanego skanowania, a także na sposobach obróbki danych i ich interpretacji. Jeżeli początkowe doświadczenia sprawiły wrażenie bezwarunkowej i bezkry-tycznej ‘miłości’ do ALS-u, same zaś pomiary tego typu rozumiano jako panaceum na większość bolączek i ograniczeń dotychczasowej prospekcji, to pojawiające się z czasem problemy ukazały liczne ograniczenia metody. Na rozpoznaniu oraz rozwiązaniu tychże słabości skupili się badacze z wielu krajów, mając nadzieję, że proponowane przez nich procedury pozwolą na
_______________
27 W tej pracy stosuję oba określenia wymiennie, choć odnoszą się one do innych aspektów badań archeologicznych – pierwsze do zagadnień związanych z ewidencją, dokumentacją itp., a drugie do kwestii ochrony i zarządzania dziedzictwem archeologicznym.
Z perspektywy tej pracy oba znaczenia zachodzą na siebie, choć niekoniecznie symetrycznie.
3.1. ALS w archeologii – kilkunastoletnia historia i przykłady zastosowań 69 zwiększenie efektywności rozpoznania archeologicznego opartego na pro-duktach lidarowych.
Z jednej strony opublikowane zostały prace eksplorujące sposoby dzia-łania i technologiczne aspekty wykonywanych pomiarów oraz ich wpływ na kształt uzyskiwanych danych przestrzennych, a przez to na zasób informacji archeologicznych (np. Doneus, Briese 2006a, 2006b; Doneus i in. 2013; Opitz 2013). Zarysowane zostały również różnice pomiędzy odmiennymi rodza-jami sprzętu wykorzystywanego podczas skanowania (np. pomiędzy skane-rami tradycyjnymi a typu Full-Waveform) (Doneus i in. 2008), a także doszło do porównania rezultatów skanowania z danymi pozyskanymi za pomocą innych metod (Doneus, Briese, Studnicka 2010; Bennett i in. 2013), w tym map historycznych (np. Gojda 2014).
Z drugiej strony, podjęte zostały studia nad procesami obróbki produk-tów lidarowych w celu uzyskania jak najlepszych wyników analiz zasobu danych. Dotyczy to wszystkich etapów przetwarzania – zarówno tych po-czątkowych prac, w obrębie których dochodzi do filtracji oraz klasyfikacji punktów (np. de Boer i in. 2008; Lasaponara, Coluzzi, Masini 2011), jak i etapów późniejszych, podczas których modele terenu poddawane są zróż-nicowanym analizom wizualizacyjnym (np. Devereux, Amable, Crow 2008;
Hesse 2010; Kokalj, Zakšek, Oštir 2011). I choć opublikowane zostały arty-kuły, w których autorzy podsumowali rozmaite metody obróbki danych (np. Challis, Forlin, Kincey 2011; Kokalj, Zakšek, Oštir 2013), a także zapro-ponowali spójne objaśnienie całości procedury wykorzystania ALS-u i jego produktów (np. Doneus, Briese 2011), to mnogość procesów przetwarzania uczyniła ową procedurę wielowątkową i skomplikowaną.
Istotnym wątkiem poruszanym przez badaczy wykorzystujących w swo-ich studiach metodę ALS jest również problem interpretacji. Odnosi się to zarówno do tworzenia wiedzy o przeszłości na podstawie rezultatów ska-nowania (np. Doneus, Briese, Kühtreiber 2008; Doneus, Kühtreiber 2012), jak i związane jest z kwestią ‘obcowania’ z danymi przestrzennymi oraz obiek-tami archeologicznymi przez zakorzenionego w odpowiednim kontekście społeczno-kulturowym interpretatora (np. Halliday 2013). Podczas gdy jed-ne prace wskazują na brak możliwości oceny, czy dana interpretacja prze-szłości jest właściwa lub nie (Doneus, Kühtreiber 2013: 32), drugie tłumaczą istotną rolę doświadczenia zawodowego badacza w identyfikacji i klasyfika-cji obiektów archeologicznych (Palmer 2013: 87). Pomimo iż nieliczne przy-kłady opracowań tego typu odwołują się do odmiennych paradygmatów teoretycznych i odróżniają je między innymi poglądy na istotę poznania czy na kumulatywny charakter wiedzy, to łączy je pewna wspólna idea. Powią-zane są bowiem z Foucaultowską relacją władza–wiedza (Foucault 1980), w której badacz wykorzystuje swoją wiedzę, aby posiąść władzę nad od-biorcą treści, tudzież zmienić swój status społeczny (Rączkowski 1999).