北京理加联合科技有限公司

LICA United Technology Limited

服务热线: 13910499761 010-51292601
企业邮箱
应用支持 Application Support
News 应用支持

Resonon | Pika IR+高光谱成像仪在考古学方面的应用

日期: 2024-10-29
浏览次数: 162

Resonon | Pika IR+高光谱成像仪在考古学方面的应用

考古学虽然常与发掘相关,但许多遗址仍需通过地表上的文物和其他特征来进行识别。对这些地表考古记录的分析不仅可以揭示不同定居时期的信息,还能展示土地的农业、生产或仪式用途,以及景观中人、物、思想的流动模式。

本文介绍了一种利用机载高光谱短波红外 (SWIR) 图像的新方法,用于记录和分析地表考古材料。SWIR 光可以区分不同类型的岩石、矿物和土壤,地质学家经常利用这一原理绘制地质图。Resonon Pika IR+高光谱成像仪能够以优于10厘米的空间分辨率收集SWIR图像,从而识别并表征地表文物。本文探讨了在NASA Space Archaeology 资助下进行的实验,展示了这项技术的潜力和挑战,特别是在成功定位和表征单个文物方面,同时指出了未来发展的关键方向。

作者团队将 Resonon Pika IR+高光谱成像仪安装在 DJI M600上(图 1)。还在机身顶部安装了额外的 GPS 天线杆,并安装了一个 GPS 定位器,用于将位置数据传输到 Pika 的 IMU。

Resonon | Pika IR+高光谱成像仪在考古学方面的应用 

图 1. 搭载在 DJI M600 无人机上的 Resonon Pika IR+ 高光谱传感器(左);无人机在科罗拉多州梅萨维德附近的调查中飞行(右)。

      为了测试超高分辨率 SWIR 成像在考古学中的可行性,作者团队设计了一个简单的实验调查,以便确定 Resonon Pika IR+ 在定位和确定文物表征方面的有效性。首先制作仿制文物,旨在模仿考古遗址中常见的材料类型。共制作两种尺寸的仿制品:较大的版本直径为 5-7 厘米,较小的版本直径约为 3 厘米。

Resonon | Pika IR+高光谱成像仪在考古学方面的应用 

图 2. 本次实验中使用的人工制品类型包括(从左上角开始):(1) 黑色/深灰色英安岩燧石薄片,(2) 白色碎裂岩燧石薄片,(3) 红色/桃花心木黑曜石薄片,(4) 黑色黑曜石薄片,(5) 釉面白陶陶瓷碎片,(6) 素红陶陶瓷碎片,(7) 铜片金属方块,(8) 钢片金属方块,以及 (9) 来自 19 世纪建筑地基的烧砖碎片。

 

场地选择为为当地的棒球场进行实验调查(图 3),能够将人工制品放在一个有草地的区域和另一个有内场混合物(沙子、淤泥、粘土和细砾石的混合物)的区域。然后,将仿制的人工制品排成线,每种地面覆盖类型都有两条不同大小的线。

Resonon | Pika IR+高光谱成像仪在考古学方面的应用 

图 3. 本研究中使用的实验装置,在数据收集期间从无人机上看到的画面。在新罕布什尔州汉诺威的 Tenny Park 棒球场的砾石(内场)和草地上,摆放着人工制品。


Resonon | Pika IR+高光谱成像仪在考古学方面的应用 

图 4. (A) 可见光正射影像;(B、C) 两种不同波段组合的 SWIR 影像;(D) 使用 Savitzky-Golay 滤波器的平滑一阶导数。


Resonon | Pika IR+高光谱成像仪在考古学方面的应用 

图 5. 本研究中使用的所有人工制品的平均光谱反射率曲线以及绿草、枯草和砾石/土壤的背景值,这些值来自 Resonon 传感器处理后的图像上的 AOI。


Resonon | Pika IR+高光谱成像仪在考古学方面的应用 

图 6. 图 4 中实验地块的分类 SWIR 图像,图中的数字与文物类型相对应。

 

在本例中,我们在一阶导数图像(图 5D)上使用光谱角映射器 (SAM) 分类,成功绘制出多种文物类型的位置,包括普通红陶、釉面白陶、白燧石和砖块样品。

本研究展示了高分辨率高光谱成像仪在考古学中的应用潜力。实验结果表明,尽管在大范围内以足够的空间分辨率收集图像并识别所有文物类型存在挑战,但这一技术能够精确绘制高密度文物分布图,从而为了解古代定居点的范围和特征提供了极高的洞察力。该技术还能够快速、无损且成本适中地发现和记录大面积的地表考古特征,有助于应对因农业用地集约化、气候变化以及劫掠等威胁所导致的考古遗址丧失的挑战。因此,SWIR成像为考古学提供了一种强有力的新工具,支持快速发现和保护考古遗址,并有助于遗产管理专业人员及当地社区保存文化遗产。


News / 相关新闻 More
2026 - 05 - 22
研究背景在全球变化研究中,河流、湖泊等内陆水体并非只是碳从陆地输送到海洋的通道,也是重要的碳转化与温室气体释放界面。进入水体的有机碳,一部分在水体中滞留埋藏,另一部分则通过微生物分解、厌氧产甲烷和气体扩散等过程转化为CO₂和CH₄,并释放到大气中。在快速城市化地区,土地利用变化、生活污水输入、河网改造和营养盐富集会进一步改变水体理化环境与碳循环过程。然而,不同类型城市水体的温室气体排放差异及其驱动机制仍有待明确。围绕这一问题,中国科学院南京地理与湖泊研究所程俊翔老师团队在国际期刊 《Science of the Total Environment》发表研究成果。研究以高度城市化地区苏州河湖系统为对象,开展 CH₄ 和 CO₂ 通量原位监测,并同步测定水体理化指标,系统揭示了不同类型城市水体温室气体排放的时空格局及主要驱动因素,为城市水体碳循环评估与排放管控提供了实测依据。 图1.苏州市土地...
2026 - 05 - 22
研究背景哈密瓜的风味品质和商品价值与甜度密切相关,而可溶性固形物含量(SSC)是评价果实甜度的重要指标。传统SSC检测多依赖折光仪测定,虽结果可靠,但需取样、榨汁或切片,具有破坏性,难以满足批量化、连续化和在线分选对快速无损检测的需求。高光谱成像技术融合了图像与光谱信息,能够间接反映果实内部化学成分(如糖、水分、酸度)的分布与含量,为非破坏性检测提供了新路径。然而,现有研究多集中于单一品种,跨品种检测的模型泛化能力仍面临挑战,尤其是哈密瓜这类果皮差异大、糖分分布不均的厚皮甜瓜。近日,青岛农业大学赵磊老师团队在《Symmetry》发表了一项研究,系统探索了高光谱成像结合机器学习在哈密瓜多品种可溶性固形物(SSC)无损检测中的应用,提出了一种基于RPD加权的集成模型,显著提升了跨品种预测的鲁棒性和准确性。 图1.光谱采集过程。研究方法样本准备:品种:西州蜜、伽师瓜、金凤凰、黑眉毛(各40个,共...
2026 - 05 - 18
研究背景全球气候变化正在改变干旱与半干旱草原生态系统的稳定性边界。随着年际降水波动增强、大气氮沉降加剧以及放牧压力持续存在,草原生态系统的稳定性正受到多重驱动因子的共同影响。物种丰富度(SR)和地上净初级生产力(ANPP)分别反映群落多样性与生态系统生产功能,二者之间的耦合关系被认为是评估草地稳定性和恢复力的重要生态学指标。然而,已有研究多关注单因子效应或静态气候条件下的生态响应,对于降水变异、放牧干扰和氮输入如何在不同降水年份中共同调控SR–ANPP耦合关系,仍缺乏系统认识。近期,兰州大学侯扶江老师和王晓波老师团队在《Earth's Future》上发表了一项研究,团队以黄土高原典型干旱草原为对象,探讨了不同降水年份下,放牧强度和氮添加如何影响SR与ANPP之间的耦合关系,并进一步解析了植物功能群和土壤因子在其中的调控机制。图1.长期放牧试验平台和氮添加试验区。UG、LG、MG和...
2026 - 05 - 18
研究背景松树枯萎病(PWD)是由松材线虫引发的毁灭性森林病害,具有传播快、致死率高和防控难度大的特点。当前防控多依赖病后治理,存在明显滞后性,难以满足早期预警需求。研究表明,PWD的发生发展与树体水分和叶绿素含量变化密切相关,二者可作为判断病害侵染程度的重要生理指标。然而,传统地面检测成本高、效率低,难以实现大范围、无损监测。近年来,随着光谱遥感技术的成熟,如何在病害无症状阶段实现早期识别,已成为防控研究的重点。然而,早期松树枯萎病的动态演变规律尚不明确,遥感监测的最佳时间窗口也缺乏系统性研究。近期,中国科学院空天信息创新研究院黄文江老师团队在《Ecological Informatics》发表了一项研究,研究通过构建“高光谱—色度—病理”多维监测框架,揭示了早期松树枯萎病的时间响应序列,并确定了遥感指标的最佳检测时机。 图1.研究区域概述。研究方法研究以安徽省宣城市麻姑山林场为研究区,选...
关闭窗口】【打印
Copyright ©2018-2023 北京理加联合科技有限公司
犀牛云提供企业云服务

北京理加联合科技有限公司

地址:北京市海淀区安宁庄东路18号光华创业园5号楼(生产研发)
          光华创业园科研楼四层
电话:13910499761 13910124070  010-51292601
传真:010-82899770-8014
邮箱:info@li-ca.com
邮编:100085

 



 


 


  • 您的姓名:
  • *
  • 公司名称:
  • *
  • 地址:
  • *
  • 电话:
  • *
  • 传真:
  • *
  • 电子邮箱:
  • *
  • 邮政编码:
  • *
  • 留言主题:
  • *
  • 详细说明:
  • *
在线留言
关注我们
  • 官方微信
  • 官方手机端
友情链接:
X
1

QQ设置

3

SKYPE 设置

4

阿里旺旺设置

等待加载动态数据...

等待加载动态数据...

5

电话号码管理

  • 010-51292601
6

二维码管理

等待加载动态数据...

等待加载动态数据...

展开