Estudios de caso

La cartografía con drones descubre yacimientos arqueológicos prioritarios en Doganella

Investigadores de la Universidad de Duke utilizaron recientemente el eBee X y la serie RedEdge-MX de MicaSense en Italia para cartografiar un gran yacimiento arqueológico.

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Share | 01/27/2022

No lejos de Roma, en la provincia de Orbetello, se encuentra Doganella (siglos VII-III a.C.), sede de una de las colonias etruscas más prósperas e importantes de Etruria. Aquí, el Dr. Maurizio Forte, catedrático de la Universidad de Duke, dirige un equipo de arqueólogos que están aplicando un nuevo flujo de trabajo totalmente digital para preservar excavaciones enteras y sus hallazgos para que sean más accesibles en todo el mundo.

La historia de la transformación de Doganella reside en las estructuras y artefactos enterrados que aguardan al equipo justo bajo la superficie. Mediante una combinación de registro de datos geoespaciales, teledetección y fotogrametría con drones, la Dra. Forte y Antonio Lo Piano, estudiante de doctorado en estudios clásicos, dirigen un equipo de investigación para crear una réplica en 3D de todo el yacimiento, y hay mucho terreno que cubrir.

Detalles del proyecto  
Tipo de misión: Arqueología
Localización: Italia, Vulci (Montalto di Castro) y Doganella (Orbetello)
Superficie: 700 ha / 1.730 A
Drone: eBee X
GSD: 4,8 pulg./píxel @ 60% de solapamiento
RTK/PPK: Ninguno
Vuelos: 20
Total de imágenes: 15,000
Tiempo de tramitación: Semanas
Procesamiento: Pix4D, Metashape
Resultados: Ortomosaico, MDT, NDVI, mapas multiespectrales, modelos 3D, nubes de puntos
Datos de: Universidad de Duke

Nuevo campo, resultados más rápidos

Doganella, junto con su emplazamiento hermano de Vulci, cerca de la ciudad de Montalto di Castro, tiene unas 700 hectáreas y un terreno que se asemeja a un campo de labranza moderno. Ambos yacimientos arqueológicos aún no han sido cartografiados ni investigados a fondo y se calcula que el 95% de los restos arqueológicos siguen enterrados y sólo son accesibles mediante teledetección.

El yacimiento arqueológico de Doganella, en la provincia de Orbetello (Italia), tiene todas las apariencias de un campo de cultivo actual frente a la floreciente colonia etrusca que fue. Foto: Universidad de Duke

La Dra. Forte, defensora desde hace tiempo del uso de métodos digitales para el trabajo arqueológico de campo, sabía que un dron ayudaría al equipo a recopilar datos e identificar zonas de interés, al tiempo que orientaría los esfuerzos para proteger el yacimiento y las futuras excavaciones.

El principal objetivo del equipo desde junio hasta diciembre de 2021 era la creación de mapas clasificados del paisaje con una identificación precisa de las marcas del suelo y de los cultivos. Las marcas del suelo y de los cultivos suelen identificar el contorno de edificios arqueológicos, tumbas, carreteras u otras infraestructuras.

El equipo de arqueología de la Universidad de Duke, (de izquierda a derecha) Nevio Danelon, especialista en fotogrametría, el Dr. Maurizio Forte y el Dr. Antonio LoPiano. Candidato sobre el terreno con el eBee X.
Foto: Universidad de Duke

Los drones aéreos, y especialmente los modelos de ala fija de largo alcance como el eBee X, pueden cubrir rápidamente toda la superficie de un yacimiento arqueológico a gran escala. En comparación, la cantidad de cobertura requerida en el proyecto Doganella por sí sola llevaría semanas o meses de encuestas tradicionales a pie de campo.

 

“El uso de drones multiespectrales en arqueología etrusca es realmente raro y estos resultados son excepcionales. En un tiempo relativamente corto, generamos miles de imágenes y datos con una precisión muy alta y con varias salidas: modelos digitales del terreno, nubes de puntos, ortomosaicos, cartografía espectral, modelos 3D. En resumen, la creación de un paisaje arqueológico multicapa nunca visto”.

Dr. Maurizio Forte, Universidad de Duke

 

Potencial cartográfico multiespectral

Otro problema es que, en verano, el paisaje arqueológico se ve invadido por la vegetación y los cultivos, lo que dificulta que el equipo reconozca los yacimientos y las características arqueológicas únicamente en las imágenes RGB.

El uso de un sensor multiespectral de 5 bandas permite clasificar el paisaje por infrarrojos y NDVI e identificar rasgos arqueológicos relacionados con el porcentaje de humedad, la vegetación y el crecimiento de los cultivos.

El Dr. Forte ha pilotado drones durante años y para satisfacer las exigencias de esta expedición se asoció con senseFly (ahora AgEagle) para utilizar un eBee X emparejado con un sensor multiespectral RedEdge-MX de la serie MicaSense.

Durante unas semanas, el equipo hizo volar el eBee X 20 veces, recogiendo 15.000 imágenes con un solapamiento del 60-70% y una precisión de 4,8 pulgadas/píxel. A continuación, las imágenes se procesaron en Pix4D y Metashape para crear diversos resultados.

Este modelo digital de superficie muestra las variaciones de elevación en el terreno.
Foto: Universidad de Duke

“El uso de drones multiespectrales en arqueología etrusca es realmente raro y estos resultados son extraordinarios”, afirma el Dr. Forte. “En un tiempo relativamente corto, generamos miles de imágenes y datos de gran precisión y con varios resultados: modelos digitales del terreno, nubes de puntos, ortomosaicos, cartografía espectral, modelos 3D. En resumen, la creación de un paisaje arqueológico multicapa nunca visto”.

En esta colina de la terraza natural principal, se pueden ver las murallas de la ciudad en el sur y el noreste, indicando la sección más grande de la muralla del circuito y la puerta principal de la ciudad. Foto: Universidad de Duke

Común en los primeros asentamientos, los muros defensivos visibles en la morfología del terreno (lados N y E de las imágenes), servían para proteger la colonia contra los forasteros. Estos perímetros no pueden verse en las imágenes RGB, pero son más fáciles de identificar gracias a la combinación de imágenes multiespectrales y modelos digitales de elevación.

Observando una sección de la muralla en el noreste, las zonas de color morado oscuro indican montículos, y la zona intermedia es la muralla desvalijada. Foto: Universidad de Duke

“El sensor RedEdge-MX de la serie MicaSense es puntero y la inclusión de 5 bandas proporcionó unos resultados extraordinarios”, afirma el Dr. Forte. “Nuestro equipo pudo identificar numerosas tumbas individuales, estructuras y grandes secciones de la antigua red de calles aún enterradas en los campos de estos yacimientos gracias a las capacidades de la cámara”.

Aquí se pueden ver varias manzanas de estructuras rectangulares en morado entre las calles marcadas en amarillo. Las regiones más oscuras del NDVI también están relacionadas con la zona más densa de dispersión superficial de artefactos, incluidos fragmentos de azulejos y cerámica. Foto: Universidad de Duke

Esta pequeña región del asentamiento muestra una cuadrícula de edificios todos en la misma orientación o posiblemente un complejo mayor. Con el tiempo, las futuras excavaciones revelarán su finalidad.

Dos sensores mejor que uno

El Dr. Forte descubrió que una combinación de sensores ha dado buenos resultados en varios lugares de interés. Las imágenes recogidas por el eBee X servirán de guía precisa para un equipo secundario que utilizará un radar de penetración en el suelo (GPR). La teledetección multimodal ampliará la perspectiva del equipo sobre el lugar mediante la obtención de un mapa de reflectancia secundaria.

Sin embargo, para elaborar un mapa GPR de toda una zona de 300 a 400 hectáreas se necesitarían meses; con el eBee X, el equipo recopiló un mapa de todo el emplazamiento en un día.

“El eBee-X es la mejor opción para proyectos a gran escala y el sensor multiespectral debido a la duración de su batería, la integración de software y hardware, y la portabilidad del sistema”, añade el Dr. Forte. “Gracias a las alas fijas y a la cámara multiespectral, es ideal para cartografiar y clasificar grandes yacimientos arqueológicos”.

El yacimiento arqueológico de Doganella, visto aquí en el software de planificación de vuelos eMotion, está a 8 m sobre el nivel del mar. El equipo cartografió esta zona con el eBee X a 70 m ATO.
Foto: Universidad de Duke

“La integración del hardware con el software eMotion simplificó enormemente la planificación del vuelo”, afirma el Dr. Forte. “Los mapas en 3D y los datos meteorológicos y de viento integrados nos permitieron tomar decisiones más informadas tanto antes como durante los vuelos. Es fácilmente el mejor software de planificación de vuelos con el que hemos trabajado”.

El uso de un dron antes de traer otros equipos tiene ventajas tanto de ahorro de tiempo como de costes. Los equipos de GPR son costosos de transportar y manejar, y disponer de un mapa multiespectral general de todo el emplazamiento desde un dron permite al equipo llevar el GPR a muy pequeña escala y obtener imágenes de zonas concretas de interés con gran precisión.

Pistas medioambientales y culturales

Otra característica interesante descubierta en las imágenes multiespectrales es que la orientación de los edificios etruscos es muy diferente de la orientación de los campos agrícolas, lo que significa que la organización del territorio era diferente de la época medieval, tardorromana. Es muy probable que los romanos iniciaran estos cambios y que la topografía evolucionara hasta convertirse en el paisaje toscano que vemos hoy.

Hay muy pocos rasgos, como el suelo oscuro, que se puede ver en la imagen RBG de la derecha, pero cuando se compara con imágenes multiespectrales (izquierda), y una banda azul (abajo a la izquierda), rasgos como el edificio y la carretera marcados con la flecha roja, se hacen visibles. Foto: Universidad de Duke

Gracias a los resultados, el equipo del Dr. Forte puede planificar futuras campañas arqueológicas para realizar excavaciones en zonas específicas identificadas por el dron eBee X. Esta obra sigue redefiniendo por completo estos lugares y, en el caso de Doganella, su larga transformación urbana.

Este proyecto se realiza bajo el permiso y en colaboración con la Soprintendenza ABAP Siena Grosseto e Arezzo.

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