LiDAR


Zadanie polega na przeanalizowaniu map okolicy działania drużyny, opracowanych w oparciu o wyniki lotniczego skanowania laserowego, wytypowaniu miejsc, gdzie można liczyć na znalezienie pozostałości ciekawych obiektów, następnie przeanalizowaniu źródeł historycznych, w tym starych map, oraz przeprowadzeniu i udokumentowaniu wyprawy w to miejsce.

I. Co to jest LiDAR?

LiDAR (ang. Light Detection and Ranging) to technologia laserowego skanowania powierzchni ziemi. Działa podobnie do radaru, jednak wykorzystuje nie mikrofale, lecz fale świetlne. W dużym uproszczeniu polega na tym, że urządzenie, umieszczone np. w samolocie, emituje wiązkę światła, a po jej odbiciu od przeszkody ustala odległość do niej. Takie sprawdzanie następuje z bardzo dużą częstotliwością, dzięki czemu powstaje elektroniczny obraz trójwymiarowej chmury punktów.

schemat skanowania laserowego (źródło United States Geological Survey - usgs.gov)

Schemat skanowania laserowego (źródło United States Geological Survey – usgs.gov)

Oprogramowanie potrafi rozpoznać (i na życzenie pokolorować) punkty odpowiadające poszczególnym piętrom roślinnym, a także budynkomi gruntowi – bo dzięki przenikaniu wiązki światła przez niektóre obiekty, np. przez szatę roślinną, na terenach porośniętych bujną roślinnością technologia LiDAR umożliwia sprawdzenie, „co jest pod spodem”. Dlatego zdjęcia i mapy wykonane z wykorzystaniem tej technologii mają ogromną przewagę nad zwykłymi zdjęciami lotniczymi i ortofotomapami.

LiDAR znajduje zastosowanie w wielu dziedzinach – pozwala między innymi na prognozowanie zasięgu wody w czasie powodzi, rozprzestrzeniania się ognia w czasie pożaru, badanie struktury roślinności, analizowanie zmian brzegu morskiego, opracowywanie map akustycznych, projektowanie szlaków turystycznych, identyfikację przeszkód dla ruchu lotniczego, tworzenie trójwymiarowych modeli istniejących budynków.

II. LiDAR w archeologii

Nas najbardziej interesuje wykorzystanie tej technologii w badaniach archeologicznych. Jej zaletą jest nieinwazyjność – żeby odkryć zarysy ruin budynków czy umocnień, nie trzeba kopać, wycinać roślin, a nawet prosić o zgodę na wejście na cudzy teren. Lotnicze skanowanie laserowe umożliwiło odkrycie wielu cennych obiektów w trudno dostępnych miejscach, np. w dżungli. Tak było między innymi z pozostałościami kambodżańskiego miasta Mahendraparvata, które istniało przez kilka dziesięcioleci w IX w. n. e. i ślad po nim zaginął aż do roku 2013, kiedy naukowcy z Uniwersytetu w Sydney wykryli jego ślady przy pomocy skanera laserowego umieszczonego na helikopterze. Podobnie było z Caracol – miastem Majów w Belize. W ciągu trwających 25 lat tradycyjnych badań udało się zbadać jedynie 23 kilometry kwadratowe tego kompleksu. Skanowanie laserowe tego terenu trwały 4 dni, obróbka danych – 3 tygodnie. W tym czasie udało się zbadać 200 kilometrów kwadratowych terenu, ujawniając ślady zabudowy, drogi, groble, tarasy uprawne – ogromny obszar przekształcony ręką człowieka.

Również w Polsce możemy znaleźć liczne przykłady zastosowania tej technologii – jak choćby w przeprowadzonych przez naukowców z Politechniki Wrocławskiej badaniach zamków i grodów księstwa biskupów wrocławskich.

Pozostałości zamków Więcemierzyce i Krasna Góra

Pozostałości zamków Więcemierzyce i Krasna Góra na ortofotomapie i mapie utworzonej z wykorzystaniem technologii LiDAR (źródło: Maria Legut-Pintal, LiDAR w badaniach nad średniowiecznymi fortyfikacjami i siedzibami obronnymi)

Odkąd w 2013 r. niemal 2/3 obszaru Polski zostało poddane lotniczemu skanowaniu laserowemu, a jego rezultaty udostępniono w rządowym serwisie, technologia ta stała się dostępna również dla amatorów, a w całym kraju notuje się wysyp sensacyjnych odkryć – nieznanych dotąd grodzisk, okopów, ruin, cmentarzysk. Jeden wieczór nad mapą stworzoną w tej technologii może zaowocować planami kilku amatorskich wypraw badawczych.

Zasięg dostępnych map LiDAR zaznaczono ciemnejszym kolorem niebieskim (źródło www.gugik.gov.pl)

Zasięg dostępnych map LiDAR zaznaczono ciemniejszym kolorem niebieskim (źródło www.gugik.gov.pl)

Jedno z takich amatorskich odkryć omówił w Internecie Marcin M. Drews – dziennikarz, twórca gier przygodowych i współautor serwisu Łowcy Przygód (link: www.lowcyprzygod.tv), którego od lat intrygowała kępa drzew, pozostawiona na środku pola uprawnego pod dolnośląską Świdnicą. Po obejrzeniu mapy LiDAR okazało się, że kępa ta ukrywa w sobie ślady regularnego wału, który – jak przekonuje analiza starych map niemieckich – otaczał niegdyś budynek ze składem prochu strzelniczego.

III. Jak dotrzeć do map LiDAR?

1. Wejdź na Geoportal

2. Znajdź interesującą cię miejscowość lub okolicę.

3. W prawym górnym rogu, przy napisie „Geoportal krajowy”, wybierz „ORTO” (domyślnie włącza się najczęściej „KATASTER”, trzeba to zmienić na „ORTO”)

4. W pasku narzędzi widoku przy prawej krawędzi ekranu wybierz tryb pełny (największe „oczko”)

5. Wyświetli się poziomy pasek narzędzi, na którym kliknij ikonkę WMS

6. W nowym wyświetlonym właśnie oknie zaznacz WMTS

7. Rozwiń „Usługi Krajowe WMTS” klikając plus („+”)

8. Kliknij „ISOK Cieniowanie”, a następnie na samym dole przycisk „Połącz”

9. Następnie w nowo wyświetlonym właśnie oknie kliknij przycisk „Dodaj” (kiedy już zapoznasz się z mapami LiDAR, przed kliknięciem „Dodaj” możesz zmienić na pasku poziom przezroczystości).

10. Po prawej stronie w oknie „Zawartość mapy” możesz odznaczyć wszystko oprócz „ISOK Cieniowanie”, aby widzieć wyłącznie LiDAR. Jeśli pod warstwą danych LiDAR chcesz widzieć inne informacje o terenie, możesz wstawić ptaszek np. przy napisie „Mapa topograficzna” albo „Ortofotomapa”.

11. Wciśnij prawy klawisz myszy na obiekcie i dokonuj pomiarów nie wychodząc z domu

 

IV. Mapa LiDAR – i co dalej?

Tu zaczyna się prawdziwa praca odkrywcy. Obraz uzyskany dzięki technologii LiDAR trzeba porównać z innymi dostępnymi informacjami o terenie. Przede wszystkim z mapami topograficznymi i ortofotomapami (tworzonymi ze zdjęć lotniczych) – to najwygodniej będzie zrobić w Geoportalu, w oknie „Zawartość mapy” zaznaczając lub odznaczając nazwy „Mapa topograficzna”, „Ortofotomapa”, „Skany map topograficznych”. Czego szukamy? Najbardziej interesuje nas oczywiście to, co na tych zwykłych mapach jest niewidoczne, a na mapie LiDAR pojawia się jako regularne struktury, np. wały, wzniesienia czy rowy, które musiała utworzyć ręka człowieka. Może się okazać, że są to nieznane dotąd grodziska, fundamenty budynków, okopy wojenne, pozostałości kopalń odkrywkowych, struktur o przeznaczeniu rolniczym (tarasów uprawnych, winnic itp.).

Następnie pora na porównanie tych danych ze starymi mapami, takimi jak np. niemiecki „Messtischblatt” (1876-1944) czy polska „Mapa Kwatermistrzostwa” (1843). Przywołany wyżej Marcin M. Drews zidentyfikował stary skład prochu dzięki oznaczeniom na niemieckich mapach z 1893 r. i 1936 r. Prof. Elżbieta Kowalczyk-Heyman, śledząc przebieg ciągnących się dziesiątkami kilometrów wałów na granicy mazowiecko-pruskiej, korzystała z pionierskich map Prus autorstwa inżyniera polskiego pochodzenia, Samuela Suchodolca (1685).

Następnie warto przejrzeć publikacje poświęcone lokalnej historii – począwszy od przewodników turystycznych poprzez monografie historyczne aż po specjalistyczne artykuły w fachowej prasie. Pomocna będzie z pewnością wizyta w miejscowej bibliotece i rozmowa z pasjonatami lokalnej historii. Dobrze będzie zajrzeć do publikacji poświęconych grodziskom w Polsce, np.

  • W. Antoniewicz, M. Wartałowska, Mapa grodzisk w Polsce, Warszawa 1964,
  • W. Kowalenko, Grody i osadnictwo grodowe Wielkopolski wczesnohistorycznej (od VII do XII wieku),Poznań 1938,
  • J. Chudziakowa, Wczesnośredniowieczne grodziska ziemi chełmińskiej, Toruń 1994,
  • L. Gajewski, Grodziska Mazowsza i Podlasia, Wrocław 1976.

Kolejny krok to wyprawa badawcza w odkryte miejsce – koniecznie z mapami i z aparatem fotograficznym lub kamerą. Na miejscu warto sporządzić dokumentację zdjęciową, szkice, rysunki.

Pamiętajcie o pięciu regułach Drużyny Odkrywców!

Zgodnie z czwartą regułą Drużyny Odkrywców, zdobytymi informacjami powinniśmy się podzielić – najlepiej z profesjonalistami, np. przedstawicielami miejscowego muzeum, placówki badawczej (np. pracowni dokumentacji dziejów miasta), nauczycielem historii, miejskim, gminnym czy powiatowym konserwatorem zabytków (jeśli taki został powołany), czy wreszcie z wojewódzkim konserwatorem zabytków. Warto poprosić o możliwość udziału w regularnych badaniach archeologicznych, jeśli będą w przyszłości prowadzone w tym miejscu.

W razie problemów z dotarciem do odpowiedniej osoby piszcie na odkrywcy@zhp.pl. Po konsultacji z profesjonalistą warto ogłosić odkrycie na stronie internetowej czy fan page’u drużyny, szczepu czy hufca, w miejscowym serwisie informacyjnym czy w lokalnej prasie.

Czytaj więcej:

Maksymalna liczba punktów do zdobycia: 45

Sposób udokumentowania realizacji misji: relacja tekstowa (do 1500 znaków) + do 10 zdjęć + możliwość dołączenia linku do filmu opublikowanego w serwisie Youtube.