fotos aéreas verticales pancromáticas de pequeña escala, nuevas

FOTOS AÉREAS VERTICALES PANCROMÁTICAS DE PEQUEÑA ESCALA, NUEVAS
POSIBILIDADES PARA SU USO ARQUEOLÓGICO A PARTIR DEL PROCESAMIENTO MEDIANTE
COMPUTADORAS PERSONALES
Papetti Luis E.
Universidad Nacional de Catamarca, Italia 3425 (4000) San Miguel de Tucumán [email protected]
ABSTRACT
Since the early beginning of the application of remote sensing to the archaeologist's work the
aerial, non vertical photographs have been of primordial utility, because of a number of well known
reasons. The application field in Archaeology of the vertical aerial photographs has been limited mainly
because of the inappropriate scales.
Recently with the depreciation of the costs of PC and of the software, a new universe of
possibilities has opened up for the treatment of archaeological topics starting from these non capable
imagery; not only because of the amplifications but also for the enormous potential of digital improvement
that the modern software offers. The objective of the digital treatment is to improve the degree of
reception of information of a final image so that it can be easy and clearly observed and interpreted by the
user, according to its pre-set objective. In this way, you can end up pointing out information (for example,
buried remains of old "pircas") that the human eye, for their own limitations, cannot visualise and take
advantage appropriately. The improvement can be carried out in digital or photographic form, being more
efficient the first one, for the biggest precision and variety of processes that can be applied.
In this paper we have explored the possibilities to obtain images of second generation carrying on
some archaeological utility starting from the digitalisation and later digital improvement of vertical
panchromatic aerial photographs at scale 1:30.000 only having equipment and computer software of
common use.
RESUMEN
Desde los comienzos de la aplicación de la teledetección al trabajo del arqueólogo han resultado
de primordial utilidad las fotografías aéreas inclinadas por una serie de conocidas razones. El campo de
aplicación en Arqueología de las fotos aéreas verticales ha estado limitado principalmente por las
inapropiadas escalas de toma.
Recientemente con el abaratamiento de los equipos de PC y del software, se ha abierto un
nuevo universo de posibilidades para el tratamiento de temas arqueológicos a partir de estas fotos no del
todo aptas; no solamente por las ampliaciones sino también por el enorme potencial de mejoramiento
digital que el moderno software ofrece. Más aún, la tendencia va a profundizarse con el advenimiento de
nuevos sistemas de almacenamiento de datos digitales y una continua baja de costos.
El objetivo del procesamiento digital es mejorar el grado de captación de información de una
imagen final para que pueda ser fácil y claramente observada e interpretada por el usuario, según su
objetivo preestablecido. De esta manera, se puede llegar a resaltar información (por ejemplo, rasgos o
características del terreno) que el ojo humano, por sus propias limitaciones, no puede visualizar y
aprovechar adecuadamente. El mejoramiento puede realizarse en forma digital o fotográfica, siendo más
eficiente la primera, por la mayor precisión y variedad de procesos que
pueden aplicarse.
En este trabajo exploramos las posibilidades de obtención de imágenes de segunda generación
con significación arqueológica, a partir de fotos aéreas verticales pancromáticas a escala 1:30.000,
desde la digitalización y el mejoramiento posterior. En todo el procedimiento se ha utilizado sólo
equipamiento y software de uso común.
INTRODUCCIÓN
Las fotos aéreas verticales pancromáticas disponibles en el noroeste argentino normalmente se
han tomado con objetivos no arqueológicos, por lo que es muy difícil su utilización a fines de la detección
y/o evaluación preliminar de sitios. En ocasiones anteriores (Papetti et al, 1994a y 1994b) hemos
propuesto algunos criterios de utilización de estos documentos gráficos de pequeña escala (1:30.000 a
1:50.000) con sentido arqueológico. Incluso internacionalmente muy pocos servicios de fotos aéreas
verticales con objetivos arqueológicos han sido realizados. Hay varias razones para ello: principalmente
porque se necesita de un prestador del servicio especializado con un costoso equipamiento (incluyendo
aviones); adicionalmente las fotos aéreas inclinadas tomadas a baja altura ofrecen mejores registros de
los sitios arqueológicos a costo mucho más bajo.
Las fotos inclinadas son muy selectivas en el sentido que se toman sobre un sitio en particular
(por supuesto, hay que conocer o sospechar previamente su existencia) y en condiciones de ángulo de
toma e iluminación específicas; cuando se toman fotos inclinadas los más importantes elementos de la
interpretación se han realizado antes de disparar el obturador de la cámara (Wilson, 1982). En contraste,
los servicios de fotos verticales son sistemáticos, absolutamente no selectivos y las imágenes tienen el
hasta hace poco insalvable problema de la escala. Poca información puede obtener el arqueólogo de un
documento donde el sitio de su interés aparece como una pequeña mancha.
Estas y otras razones han llevado a que el empleo de fotos aéreas verticales de gran altura se
hayan usado muy limitadamente con objetivos arqueológicos en nuestra región.
Sin embargo, hay que considerar que un servicio de vuelo para tomar fotos aéreas inclinadas
tiene un costo fuera de las reales posibilidades de un investigador universitario de nuestra región, por lo
que es oportuno no descartar el uso de las fotografías verticales tomadas a escalas "no arqueológicas"
especialmente a la luz de las nuevas posibilidades que ofrece la digitalización y procesamiento mediante
computadoras personales.
MATERIALES Y METODOS
Hemos considerado tres sitios arqueológicos ubicados en las cercanías del río de Santa María,
departamento del mismo nombre, en la provincia de Catamarca.
Para la realización del presente trabajo se utilizaron fotografías aéreas verticales pancromáticas
a escala 1:30.000 y técnicas visuales convencionales de fotointerpretación. La transformación de las
fotografías en imágenes digitales se realizó utilizando un escáner de página completa y 2400 dpi de
resolución. Las imágenes obtenidas son entonces de segunda generación.
El
procesamiento
propiamente dicho se efectuó teniendo como soporte físico una computadora personal y como soporte
lógico, el utilitario Corel Photopaint 8.0. En Papetti et al, 2000 destacamos no es necesario contar con los
costosos módulos de tratamiento raster de los SIG (sistemas de información geográfica) para obtener
resultados prácticos.
La imagen digital está formada por unidades fundamentales denominadas pixeles, dispuestas en
líneas y columnas, constituyendo una grilla; cada uno de ellos posee un determinado valor de brillantez
(medida de la energía electromagnética reflejada por el terreno) que puede oscilar entre 0 y 255, en una
escala de grises, correspondiendo el 0 a una reflexión baja u oscuridad y 255 a una alta reflexión o
luminosidad. Estos valores se registran sobre discos o cintas magnéticas. La imagen resultante puede
ser visualizada a través de un monitor o bien enviada a otro dispositivo de salida que origina un negativo
o transparencia que puede ser impresa o vista directamente. Usando la computadora es posible
manipular estos valores, a fin de aumentar la imagen, modificar el contraste en forma selectiva, acentuar
márgenes, límites, etc. Los principios de la digitalización de imágenes pueden ser consultados
ampliamente en Jensen, 1986.
Hemos usado fundamentalmente la técnica de mejoramiento digital espectral, con ella se puede
operar sobre cada pixel y hacer más visible ciertos rasgos en base al brillo y al contraste, permitiendo
modificar el impacto visual que la imagen tiene sobre el intérprete y mejorar la información original
contenida. En el caso del sitio de Medanitos también se utilizó la técnica espacial; con ella se mejoran
rasgos tales como forma, orientación y tamaño de los objetos de una imagen, los cuales son tan
importantes como su color o su representación espectral.
Las imágenes presentadas como figuras 1b, 2b y 3b toleran mayor ampliación de la presentada
en este trabajo, la cual debió ser adaptada a las normas editoriales. Aunque no los presentamos aquí,
pueden tranquilamente obtenerse pares estereoscópicos por estos mismos procedimientos con todas las
ventajas que la visión 3D otorga.
EXPOSICIÓN Y DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS
Fuerte Quemado (figuras 1a y 1b)
Se ubica sobre la ladera oriental y piedemonte de la Sierra de Quilmes, en el sector septentrional
de la población homónima, a 16 Km. al norte de la ciudad de Santa María .
Comprende dos grandes
zonas: a) Ruinas en el llano, b) Ruinas sobre los cerros. Presenta superposición de asentamientos
correspondientes al Período Agro-Alfarero Tardío de las Culturas Santamariana e Incaica (Togo, 1979).
Se accede por un camino secundario, ubicado al oeste de la localidad de Fuerte Quemado, que lo une a
la ruta nacional Nº 40. Actualmente se halla en proceso de recuperación y conservación. Posee servicio
de guardaparque.
La figura 1a es parte de una foto aérea vertical a escala 1:30.000 de la zona del sitio de Fuerte
Quemado en la provincia de Catamarca, dificilmente pueda obtenerse de ella alguna información valiosa
para el arqueólogo (salvo quizás por la percepción del geoambiente del sitio). La figura 1b incluye parte
de las ruinas del llano y fue obtenida a partir de la misma foto original escaneada a diferente escala y
procesada digitalmente; resaltan en ella claramente los suficientes rasgos arqueológicos como para ser
considerada de una utilidad infinitamente mayor al original; como por ejemplo la diferencia entre los
recintos que han sido sometidos a recuperación de aquellos que no lo han sido.
Es posible identificar la morfología de las estructuras, que se presentan aglutinadas,
desarrolladas principalmente en dirección de la pendiente topográfica, tendiendo a alinearse a la vera de
los arroyos esporádicos que recorren el cono aluvial. Se distinguen perfectamente formas cuadradas a
rectangulares predominantemente y circulares de tamaño menor. En el centro de algunos recintos
rectangulares mayores se distingue un "spot" más oscuro que puede atribuirse a un pozo.
Loma Rica (figuras 2a y 2b)
Se trata de un conglomerado urbanístico perteneciente al Período Agro-Alfarero Tardío de la
Cultura Santamariana, (Togo, 1979) ubicado en la localidad de Entre Ríos a 17 Km. al sudeste de la
ciudad de Santa María, sobre un pequeño morro de aspecto mesetiforme con cumbre a una altura
aproximada de 100 metros por encima del fondo del valle (figura 2a). Se accede al sitio desde la ruta
Nacional Nº 40, mediante un camino secundario que llega hasta la base del morro. Presenta servicio de
guardaparque, para mantenimiento, vigilancia y protección del sitio.
Ha sido investigado, entre otros, por Rex González, 1954 quien realizó un levantamiento de
detalle cartografiando las ruinas; los aspectos fisiográficos del emplazamiento han sido considerados
ampliamente en Papetti et al., 1994b.
En la figura 1b resaltan los contornos de los recintos al punto que puede trazarse un esquema de
su distribución (recordamos que la imagen tolera más ampliación que la presentada aquí).
Medanitos (figuras 3a y 3b)
Ubicada en la parte distal del piedemonte de la Sierra de Quilmes y sobre las terrazas aluviales
de la margen occidental del Río Santa María en la Provincia de Catamarca, se encuentra la localidad de
Medanitos, a unos 5 Km. al sudoeste de la ciudad de Santa María.
Aledaños a Medanitos (hacia el Oeste) y cubiertos por arena eólica, hay restos de recintos de
interés arqueológico que se extienden a la manera de una faja discontinua de unos 700 metros de largo
en dirección Norte-Sur y de un ancho de 50 metros en dirección Este-Oeste (figura 3a).
Tarragó,
1987 sostiene que los restos de Medanitos estarían asociados al sitio de Rincón Chico (ubicado algo
más al Norte) correspondiendo a "una gran área de aprovisionamiento de alimentos y de rebaños de
llamas para carga a lo largo del camino troncal incaico". Estos restos de pircas son casi imposible de
visualizar en fotografías aéreas convencionales a escala 1. 30.000 puesto que el área de extensión del
sitio de Medanitos tiene, a esa escala, algo más de 2 cm de largo por unos pocos milímetros de ancho
por lo que resulta imposible cualquier observación útil (arqueológicamente hablando) de los restos.
Acerca de la fotointerpretación de este sitio nos hemos referido in-extenso en Papetti y Eremchuk, 1999.
Usando como base el material fotográfico mencionado, realizamos la digitalización y
procesamiento mediante PC. Diversos tipos de procedimientos se llevaron a cabo y los resultados
obtenidos se describen en Papetti et al., 2000. El material obtenido mediante el procesamiento digital
permite una fotointerpretación preliminar a partir de una imagen totalmente inapropiada para el objetivo
arqueológico.
Se ha logrado detectar que los restos de recintos se presentan en tres grupos, siendo el más
septentrional un conglomerado que concentra la mayor cantidad de recintos en una extensión de
aproximadamente 250 m. de largo x 70 m. de ancho (sector 1 de la figura 3a); hacia el sur se observa un
segundo grupo (sector 2), con menor cantidad de restos (100 m de largo x 80 m de ancho) y finalmente
dos estructuras adyacentes, aisladas de las anteriores (sector 3) que ocupan un área aproximada de 900
m cuadrados . Detalles de los restos pueden observarse en las imágenes de la figura 3b.
CONCLUSIONES
A partir de fotos aéreas pancromáticas verticales a pequeña escala se ha logrado obtener
imágenes de segunda generación que permiten fotointerpretaciones de utilidad arqueológica.
Aunque no reunan todas las ventajas de las fotos inclinadas, son de un costo infinitamente
menor y han sido obtenidas usando elementos al alcance de cualquier investigador (fotos aéreas
existentes, una PC, un scaner y software apropiado de uso común). Los resultados alientan a pensar
que, a partir de estas metodologías de muy bajo costo, puede incrementarse la explotación de estos
documentos gráficos (de escalas inapropiadas) con objetivos arqueológicos en nuestra región.
BIBLIOGRAFIA CITADA EN EL TEXTO
JENSEN, J.R., 1986: "Introductory Digital Image Processing" . Prentice Hall, New Jersey . USA.
PAPETTI, L., OJEDA J. y CISTERNAS M., 1994 a: "Algunos Aspectos Geoambientales de las Sierras
Pampeanas Noroccidentales y su Utilidad como Indicadores Arqueológicos". IV Congreso del NOA y su
Ambiente. pp 209-212. Catamarca.
PAPETTI, L., CISTERNAS M. e IBAÑEZ E., 1994 b: "Algunos Criterios para la Elaboración de una
Fotocarta de uso Arqueológico". III Simposio Argentino de Teledetección. Córdoba.
PAPETTI, L. y EREMCHUK, J.. 1999: "Fotointerpretación e indicadores geoambientales de un sitio no
excavado en el valle de Santa María, Catamarca". XIII Congreso Nacional de Arqueología Argentina,
Libro de Resúmenes, pp. 277-278. Córdoba.
PAPETTI, L., CISTERNAS M. e IBAÑEZ E., 2000: "Mejoramiento digital de fotos aéreas con objetivos
arqueológicos: Un ejemplo de las Sierras Pampeanas Septentrionales, Noroeste de Argentina". Revista
de Ciencia y Técnica, Universidad Nacional de Catamarca. Vol. VI. Nº9. Año 6.
pp.37-50. ISSN 0328-431X.
REX GONZALEZ, A., 1954: "Las ruinas de Loma Rica y alrededores". Revista Natura I. pp 75-90.
TARRAGO, M., 1987: "Sociedad y Sistema de Asentamiento en Yokavil". Cuadernos Instituto Nacional
de Antropología. 12. Universidad Nacional de la Plata. Bs. As. ISSN 0570-8346. pp 179-196.
TOGO J., 1979: "Relevamiento Arqueológico Provincial". Dirección de Antropología de Catamarca.
Inédito.
WILSON D.R., 1982: "Air Photo Interpretation for Arqueologists". B.T. Batsford, London. ISBN 0 7134
1085 X.
Corel Photopaint 8.0 es marca registrada de Corel Corporation
FIGURA 1
SITIO DE FUERTE QUEMADO
Figura 1a: parte de la foto vertical 1:30000 original
Figura 1b: Ampliación mejorada digitalmente del
sector enmarcado en figura 1a
El Norte es hacia arriba en ambos casos
FIGURA 2
SITIO DE LOMA RICA
Figura 2a: parte de la foto vertical 1:30000
original
Figura 2b: Ampliación mejorada digitalmente del
sector enmarcado en figura 2a
El Norte es hacia arriba en ambos casos
FIGURA 3a
Foto aérea vertical del sitio de Medanitos procesada y ampliada digitalmente. El Norte es hacia la
derecha. ESCALA: la línea negra en la parte inferior de la imagen equivale a 300 metros de la realidad.
FIGURA 3b
Ampliaciones digitales filtradas mediante diferentes procesos del llamado sector 2 de la figura 3a. El
Norte es hacia la derecha. ESCALA aproximada: las líneas en las partes inferiores de las imágenes
equivalen a unos 100 metros de la realidad.