scholarly journals Earth Observation, Remote Sensing, and Geoscientific Ground Investigations for Archaeological and Heritage Research

Geosciences ◽  
2019 ◽  
Vol 9 (4) ◽  
pp. 161 ◽  
Author(s):  
Deodato Tapete

Building upon the positive outcomes and evidence of dissemination across the community of the first Special Issue “Remote Sensing and Geosciences for Archaeology”, the second edition of this Special Series of Geosciences dedicated to “Earth Observation, Remote Sensing and Geoscientific Ground Investigations for Archaeological and Heritage Research” collects a varied body of original scientific research contributions showcasing the technological, methodological, and interpretational advances that have been achieved in this field of archaeological and cultural heritage sciences over the last years. The fourteen papers, published after rigorous peer review, allowed the guest editor to make considerations on the capabilities, limitations, challenges, and perspectives of Earth observation (EO), remote sensing (RS), and geoscientific ground investigations with regard to: (1) archaeological prospection with high resolution satellite SAR and optical imagery; (2) high resolution documentation of archaeological features with drones; (3) archaeological mapping with LiDAR towards automation; (4) digital fieldwork using old and modern data; (5) field and archaeometric investigations to corroborate archaeological hypotheses; (6) new frontiers in archaeological research from space in contemporary Africa; and (7) education and capacity building in EO and RS for cultural heritage.

The concept of exposome has received increasing discussion, including the recent Special Issue of Science –"Chemistry for Tomorrow's Earth,” about the feasibility of using high-resolution mass spectrometry to measure exposome in the body, and tracking the chemicals in the environment and assess their biological effect. We discuss the challenges of measuring and interpreting the exposome and suggest the survey on the life course history, built and ecological environment to characterize the sample of study, and in combination with remote sensing. They should be part of exposomics and provide insights into the study of exposome and health.


2019 ◽  
Vol 11 (20) ◽  
pp. 2389 ◽  
Author(s):  
Deodato Tapete ◽  
Francesca Cigna

Illegal excavations in archaeological heritage sites (namely “looting”) are a global phenomenon. Satellite images are nowadays massively used by archaeologists to systematically document sites affected by looting. In parallel, remote sensing scientists are increasingly developing processing methods with a certain degree of automation to quantify looting using satellite imagery. To capture the state-of-the-art of this growing field of remote sensing, in this work 47 peer-reviewed research publications and grey literature are reviewed, accounting for: (i) the type of satellite data used, i.e., optical and synthetic aperture radar (SAR); (ii) properties of looting features utilized as proxies for damage assessment (e.g., shape, morphology, spectral signature); (iii) image processing workflows; and (iv) rationale for validation. Several scholars studied looting even prior to the conflicts recently affecting the Middle East and North Africa (MENA) region. Regardless of the method used for looting feature identification (either visual/manual, or with the aid of image processing), they preferred very high resolution (VHR) optical imagery, mainly black-and-white panchromatic, or pansharpened multispectral, whereas SAR is being used more recently by specialist image analysts only. Yet the full potential of VHR and high resolution (HR) multispectral information in optical imagery is to be exploited, with limited research studies testing spectral indices. To fill this gap, a range of looted sites across the MENA region are presented in this work, i.e., Lisht, Dashur, and Abusir el Malik (Egypt), and Tell Qarqur, Tell Jifar, Sergiopolis, Apamea, Dura Europos, and Tell Hizareen (Syria). The aim is to highlight: (i) the complementarity of HR multispectral data and VHR SAR with VHR optical imagery, (ii) usefulness of spectral profiles in the visible and near-infrared bands, and (iii) applicability of methods for multi-temporal change detection. Satellite data used for the demonstration include: HR multispectral imagery from the Copernicus Sentinel-2 constellation, VHR X-band SAR data from the COSMO-SkyMed mission, VHR panchromatic and multispectral WorldView-2 imagery, and further VHR optical data acquired by GeoEye-1, IKONOS-2, QuickBird-2, and WorldView-3, available through Google Earth. Commonalities between the different image processing methods are examined, alongside a critical discussion about automation in looting assessment, current lack of common practices in image processing, achievements in managing the uncertainty in looting feature interpretation, and current needs for more dissemination and user uptake. Directions toward sharing and harmonization of methodologies are outlined, and some proposals are made with regard to the aspects that the community working with satellite images should consider, in order to define best practices of satellite-based looting assessment.


2018 ◽  
Vol 7 (8) ◽  
pp. 306 ◽  
Author(s):  
René Chénier ◽  
Marc-André Faucher ◽  
Ryan Ahola

Approximately 1000 Canadian Hydrographic Service (CHS) charts cover Canada’s oceans and navigable waters. Many charts use information collected with techniques that predate the more advanced technologies available to Hydrographic Offices (HOs) today. Furthermore, gaps in survey data, particularly in the Canadian Arctic where only 6% of waters are surveyed to modern standards, are also problematic. Through a Canadian Space Agency (CSA) Government Related Initiatives Program (GRIP) project, CHS is exploring remote sensing techniques to assist with the improvement of Canadian navigational charts. Projects exploring optical/Synthetic Aperture Radar (SAR) shoreline extraction and change detection, as well as optical Satellite-Derived Bathymetry (SDB), are currently underway. This paper focuses on SDB extracted from high-resolution optical imagery, highlighting current results as well as the challenges and opportunities CHS will encounter when implementing SDB within its operational chart production process. SDB is of particular interest to CHS due to its ability to supplement depths derived from traditional hydrographic surveys. This is of great importance in shallow and/or remote Canadian waters where achieving wide-area depth coverage through traditional surveys is costly, time-consuming and a safety risk to survey operators. With an accuracy of around 1 m, SDB could be used by CHS to fill gaps in survey data and to provide valuable information in dynamic areas.


Author(s):  
Ivan Esteban Villalon Turrubiates ◽  
Carlos Marcelo Scavuzzo ◽  
Raul Queiroz Feitosa ◽  
Alejandro C. Frery ◽  
Carlos Lopez-Martinez

2021 ◽  
Vol 13 (14) ◽  
pp. 2758
Author(s):  
Vasileios Syrris ◽  
Sveinung Loekken

Earth observation and remote sensing technologies provide ample and comprehensive information regarding the dynamics and complexity of the Earth system [...]


2021 ◽  
Author(s):  
Ειρήνη Χρυσάφη

Τα μεσογειακά δάση χαρακτηρίζονται από υψηλή χωροχρονική ετερογένεια και αποτελούν ένα από σημαντικότερα σημεία της βιοποικιλότητας στον πλανήτη. Η σημαντική αξία τους και το ευρύ φάσμα των οικοσυστημικών υπηρεσιών που παρέχουν, αναγνωρίζεται ευρέως από επιστήμονες, διεθνείς συμβάσεις και οργανισμούς. Ωστόσο, η ευπάθεια τους σε ανθρώπινες και φυσικές απειλές έχει ως αποτέλεσμα την διατάραξη τους. Συνεπώς, σχέδια βιώσιμης διαχείρισης και αειφορικής ανάπτυξης καθίστανται ως επιτακτική ανάγκη. Οι πρακτικές παρακολούθησης και απογραφής δασών απαιτούν την αξιόπιστη εκτίμηση δασικών παραμέτρων, όπως η κυκλική επιφάνεια, ο αριθμός δέντρων ανά μονάδα επιφάνειας και ξυλώδες όγκου. Η ετερογένεια των μεσογειακών δασών και η δύσκολη πρόσβασής τους, καθιστά την επιστήμη της τηλεπισκόπησης ως εξαιρετικά χρήσιμο μέσο για την αξιολόγηση των δασικών πόρων. Η τεχνολογία της τηλεπισκόπησης και τα ανοιχτά δεδομένα τηλεπισκόπησης παρέχουν μεγάλες δυνατότητες στον τομέα της δασολογίας και στην δασική απογραφή. Επιπλέον, η ταχεία πρόοδος στους αλγόριθμους τεχνητής νοημοσύνης διευκολύνει την ανάλυση ευρέος φάσματος δεδομένων. Σε αυτό το πλαίσιο, ο συνδυασμός αυτών των ισχυρών εργαλείων (δεδομένα τηλεπισκόπησης και προσεγγίσεις μηχανικής μάθησης) συνιστά μια πολλά υποσχόμενη, αλλά και ερευνητική πρόκληση, για την εκτίμηση δασικών παραμέτρων. Στη παρούσα διατριβή, εξετάζονται διάφορες προσεγγίσεις για την βελτιστοποίηση της εκτίμησης δασικών παραμέτρων με την χρήση δορυφορικών εικόνων και τεχνικών μηχανικής μάθησης.Η δομή της παρούσας διατριβής αποτελείται από τρία μέρη. Το πρώτο μέρος αποτελείται από τέσσερα κεφάλαια. Αρχικά, στο Κεφάλαιο 1, γίνεται μια εισαγωγή στην αξία των μεσογειακών δασών, στις υπηρεσίες που παρέχουν και στις απειλές που αντιμετωπίζουν. Το Κεφάλαιο 2 τονίζει την ανάγκη αειφορικής διαχείρισης των δασών και κατ 'επέκταση της απογραφής και αξιόπιστης εκτίμησης δασικών παραμέτρων. Στο Κεφάλαιο 3, παρουσιάζονται εν συντομία πηγές δεδομένων τηλεπισκόπησης και η συμβολή τους σε δασικές εφαρμογές και ιδιαίτερα στην εκτίμηση δασικών παραμέτρων, σε περιοχές της Μεσογείου. Το κεφάλαιο 4, αποτελεί μια εισαγωγή στους αλγόριθμους τεχνητής νοημοσύνης και μηχανικής μάθησης και πώς αυτές οι προσεγγίσεις εφαρμόζονται στον τομέα της τηλεπισκόπησης και της δασολογίας. Τέλος παρουσιάζονται τα ερευνητικά ερωτήματα και τα αντικείμενα της παρούσας διατριβής. Το δεύτερο μέρος αποτελείται από τέσσερα άρθρα, εκ των οποίων, το πρώτο (Κεφάλαιο 7) έχει δημοσιευτεί στο περιοδικό Remote Sensing of Environment (2017) και αφορά την εκτίμηση δασικών παραμέτρων χρησιμοποιώντας δια-εποχιακές εικόνες Landsat 8 Operational Land Imager. Το δεύτερο άρθρο (Κεφάλαιο 8) έχει δημοσιευτεί στο Remote Sensing Letters (2017) και αφορά τις σχέσεις μεταξύ ξυλώδες όγκου και εικόνων Sentinel-2 Multi Spectral Instrument. Το τρίτο άρθρο (Κεφάλαιο 9) έχει δημοσιευτεί στο περιοδικό International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation (2019) και αφορά την αξιολόγηση των δορυφορικών δεδομένων Sentinel-2 Multi Spectral Instrument για την εκτίμηση του ξυλώδες όγκου. Το τελευταίο άρθρο (Κεφάλαιο 10) που προορίζεται προς δημοσίευση, αποτελεί μια προκαταρκτική μελέτη για την εκτίμηση του ξυλώδες όγκου σε ένα μεσογειακό δασικό οικοσύστημα, με μία μετά-μαθησιακή προσέγγιση και την ανάπτυξη ενός μοντέλου συσσωρευμένης γενίκευσης (stacked generalization). Τέλος, στο τρίτο μέρος της παρούσας διατριβής παρουσιάζονται συνοπτικά οι απαντήσεις των ερωτημάτων που τέθηκαν στην παρούσα διατριβή και τα προβλήματα - περιορισμοί που αντιμετωπίστηκαν. Επίσης, προτείνονται δυνατότητες και προοπτικές εξέλιξης της παρούσας έρευνας, που θα μπορούσε να αποτελέσουν αντικείμενο για μελλοντική έρευνα.


Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document