Archeologia to nie tylko wykopaliska. Wachlarz narzędzi współczesnego archeologa, często ma niewiele wspólnego ze szpadlem czy szpachelką. Tę nowoczesną skrzynkę narzędziową wypełniają zaawansowane instrumenty pomiarowe oraz komputer ze specjalistycznym oprogramowaniem. Rozwój technologii doprowadził do wyodrębnienia dynamicznie rozwijającej się subdyscypliny jaką jest archeologia nieinwazyjna lub niedestrukcyjna.

Prospekcja nieinwazyjna obejmuje szeroki zakres metod związanych odnajdywaniem, rozpoznawaniem i ochroną stanowisk archeologicznych. Metody te, najogólniej można podzielić na teledetekcyjne i geofizyczne. Pierwsze opierają się na obserwacji zdalnej, zwykle przy wykorzystaniu specjalistycznych sensorów, zaliczyć do nich możemy np. archeologię lotniczą, analizę zobrazowań satelitarnych czy produktów lotniczego skanowania laserowego. Drugie zaś, to metody oparte na obserwacji zmian właściwości fizycznych gruntu, zwykle mierzone z jego poziomu, np. pomiary magnetyczne czy elektrooporowe.

Wiedzę na temat stanowisk archeologicznych czerpiemy z różnych źródeł m. in. archiwaliów, dawnych map, z przekazów ustnych, wykopalisk, ale także pozyskując dane specjalistyczną aparaturą pomiarową


Archeologia lotnicza oznacza zbiór zagadnień związanych z wykonywaniem i interpretacją fotografii powierzchni ziemi wykonanych z powietrza. Źródłem danych mogą być zdjęcia wykonane z pokładu samolotu, z balonu napełnianego helem, latawca z podwieszonym aparatem fotograficznym, drona, a także fotografie z dostępnych zasobów zdjęć lotniczych wykonywanych np. na potrzeby kartografów albo wojska. Obrazy te, pozwalają na rozpoznanie niewidocznych z powierzchni ziemi struktur m. in. antropogenicznych, które objawiają się w postaci tzw. wyróżników.

Zdjęcia z ogólnodostępnych zasobów pionowych zdjęć lotniczych wykonanych na potrzeby kartograficzne. Zarys i wewnętrzny podział wczesnośredniowiecznego grodziska jest wyraźnie widoczny w formie wyróżników wegetacyjnych.

Wyróżniki roślinne (wegetacyjne) możemy zaobserwować w miejscach, gdzie podłoże miejscowo stwarza lepsze lub gorsze warunku dla wzrostu roślin. Sytuacja taka ma miejsce gdy pod powierzchnią gruntu znajdują się pozostałości budowli murowanej w postaci murów fundamentowych lub gruzu, co znacznie utrudnia i opóźnia wegetację – rośliny mają w tym miejscu mniej intensywny kolor, są niższe, kłosy zbóż są mniej wykształcone. Inne warunki wzrostu umożliwiają zasypiska jam wypełnione próchnicą, która dobrze akumuluje wilgoć, więc rośliny rosnące w tych miejscach są w lepszej kondycji – wyższe i zdrowsze. Gdy obszar prospekcji nie jest pokryty roślinnością struktury archeologiczne możemy natomiast zaobserwować w postaci wyróżników glebowych, które związane są najczęściej różnymi możliwościami akumulowania wilgoci w gruncie lub rozoraniem struktur wzniesionych z innego materiału, czytelne jako miejscowe różnice w odcieniu podłoża.

Fotografie lotnicze powszechnie wykorzystywane są także do inwentaryzacji i monitorowania stanowisk. Przykładem tego może być angielski National Mapping Programme, będący odpowiednikiem Archeologicznego Zdjęcia Polski, jednak wykorzystującego zdjęcia lotnicze jako podstawowe źródło informacji. Obserwacje powietrza ułatwiają ocenę rozmiaru i kształtu, dostarczają danych fotogrametrycznych. Pozwalają także na szerszy ogląd lokalizacji obiektu w otaczającym krajobrazie. Jeśli zdjęcia zostaną wykonane rano lub wieczorem długie cienie dodatkowo podkreślą ukształtowanie terenu.

Zdjęcia pionowe dostarczają obrazów wygodnych do mapowania, zdjęcia ukośne zaś, uwypuklają ukształtowanie obiektu, ukazują też więcej jego otoczenia.

Szansa na zaobserwowanie struktur antropogenicznych jest zależna od wielu czynników, np. pory roku i pory dnia, warunków pogodowych w okresie poprzedzającym wykonywanie nalotów, gatunku roślinności pokrywającej obserwowany obszar i stadium jej wegetacji. Dlatego też, ważne jest regularnie monitorowanie stanowisk z powietrza i wykonywanie kolejnych nalotów, a także wykorzystanie różnych źródeł obrazowania lotniczego, pozyskiwanych w różnym momencie, w różnych warunkach. Wyznaczenie odpowiedniego terminu nalotów wymaga dużego doświadczenia, a uzyskanie dobrych efektów, bez wątpienia cierpliwości.

W naszej projektach badawczych korzystamy przede wszystkim ze zdjęć ukośnych wykonywanych z drona, a także archiwalnych pionowych fotografii lotniczych rejestrujących obraz w świetle widzialnym i w podczerwieni. Zdjęcia te są następnie georeferencjonowane i umieszczane w naszej bazie w systemie GIS, co ułatwia ich porównanie i interpretację, a także lokalizację zaobserwowanych struktur w przestrzeni.


Z obrazowaniem satelitarnym spotykamy się przede wszystkim używając ogólnodostępnych aplikacji np. Google Earth czy Bing Maps, po które w trakcie realizowanych projektów chętnie sięgamy. Poszukiwanie i monitorowanie stanowisk archeologicznych za pomocą obrazów satelitarnych z pozoru jest bliskie analizowaniu zdjęć lotniczych, gdyż do ich interpretacji również analizuje się wyróżniki. Technika ta, jest jednak bardziej złożona i dostarcza znacznie więcej informacji.

Sekwencja dwunastu zobrazowań satelitarnych z ogólnodostępnej bazy Google Earth. Obrazy zarejestrowano na przestrzeni ośmiu lat, w różnych porach roku, dokumentując różne stadia wegetacji upraw, i ujawniając przy tym zarys grodziska.

Obraz powierzchni ziemi wykonany za pomocą aparatury satelitów, nie powstaje za pomocą sprzętu optycznego, a za pomocą czujników radarowych punktowo rejestrujących wybrane zakresy widma fali elektromagnetycznej – najczęściej energii słonecznej, która odbijana jest od powierzchni ziemi. Obraz ten jest rejestrowany wielospektralnie, czyli zapisując w oddzielnych zbiorach danych odczyty o konkretnym przedziale długości fali. Zbiory te składają się na cały rejestrowany przez urządzenie zakres widma, co określane jest rozdzielczością spektralną.

Dane zapisywane są w postaci wielopoziomowego rastra, zawierającego obrazy o różnej charakterystyce widmowej. Pozwalają dzięki temu na wyświetlenie dla danego punktu (piksela) wartości odczytów różnych pasm w postaci histogramu. Jego krzywa, ma inny kształt w zależności od składu mineralnego rejestrowanego materiału i jego podatności na absorpcję energii słonecznej.

Jednym z obszarów widma szczególnie interesującym do obserwacji archeologicznych jest pasmo podczerwieni (Infra-Red). Chlorofil w zielonych częściach roślin absorbuje dużą ilość promieniowania IR. Różnice w jego wartościach będą zatem odzwierciedlały skalę zachodzącej w roślinach fotosyntezy, więc także kondycję tych roślin, czyli działając jak wyróżnik wegetacyjny.

Dane zarejestrowane w obrębie każdego pasma widma mogą być przedstawione w postaci jednokanałowego obrazu rastrowego, czyli odzwierciedlającego wartości odczytów w skali szarości. Mogą również tworzyć kompozycje barwne, powstające przez zestawienie obrazów monochromatycznych w miejsce kanałów RGB. Komponując w ten sposób obraz z pomiarów w obrębie pasm odpowiadających obszarom światła widzialnego rejestrowanego przez człowieka, czyli czerwieni, zieleni i niebieskości, możemy uzyskać zobrazowanie zbliżone do tradycyjnej fotografii barwnej. Można również wykorzystać tzw. kompozycje fałszywe, czyli tworzące zobrazowania w nienaturalnych kolorach, które mogą jednak znacznie podnieść kontrast i widoczność poszukiwanych struktur.

Największym ograniczeniem zastosowania wielospekralnych obrazów satelitarnych są wysokie koszta zakupu surowych danych i ich relatywnie niska rozdzielczość terenowa.


Lotnicze skanowanie laserowe (ang. ALS – Airborne Laser Scanning, LiDAR – Light Detection and Ranging) należy do najbardziej innowacyjnych metod pomiarowych. Pozwala na szybkie, ale też dokładne, pomiary dużych powierzchni terenu. Technologia ta, rozwijająca się w ostatnich latach bardzo dynamicznie, wykorzystywana jest w geodezji, leśnictwie, inżynierii, a także – coraz powszechniej – w archeologii.

Chmura punktów to podstawowy produkt lotniczego skanowania laserowego.

Dane lidarowe stanowią niezwykle wartościowe źródło dla zrozumienia relacji pomiędzy krajobrazem antropogenicznym a naturalnym. Wnoszą nową jakość do analizy stanowisk o charakterystycznej formie terenowej, pozwalają określić ich rozmiary i morfologię, odtworzyć mocno zniszczone fragmenty umocnień i słabo czytelne ślady organizacji przestrzennej, lepiej zrozumieć warunki ich lokalizacji. Regularnie przeprowadzane naloty mogą być wykorzystywane do monitorowania stanu ich zachowania obiektów i oceny stref zagrożenia. ALS jest też metodą prospekcji ułatwiającą poszukiwanie nowych, nieznanych stanowisk archeologicznych – przydatną w szczególności na obszarach leśnych, gdzie warunki obserwacji są mocno ograniczone.

Jedną z charakterystycznych cech ALS jest możliwość „przenikania” przez szatę roślinną. Surowe dane, rozprowadzane w postaci chmury punktów (LAS), używając odpowiedniego oprogramowania mogą zostać przetworzone na różne produkty pochodne. Struktura tych danych zawiera m. in. klasyfikację określającą czy źródłem odbicia wiązki był surowy grunt, utwardzona droga, dach budynku, wysoka lub niska roślinność. Klasyfikacja ta, pozwala na odsianie niepotrzebnych pomiarów i wykonanie modelu wykorzystując tylko konkretną kategorię punktów, np. tworząc obraz terenu pozbawionego roślinności i zabudowań.

Dane lotniczego skanowania laserowego są najczęściej przedstawiane w postaci wizualizacji ukształtowania terenu. Dla uwypuklenia reliefu, mogą używać sztucznych źródeł światła, obrazować nachylenia stoków lub – stosując bardziej zaawansowane algorytmy – uwypuklając mniejsze elementy krajobrazu, zmniejszając widoczność dużych form terenowych.

Inną istotną cechą danych lidarowych jest możliwość manipulowania sposobem ich wyświetlania. Jednym z podstawowych produktów uzyskanym z danych ALS jest numeryczny model terenu, czyli wirtualne odwzorowanie topografii – cyfrowa macierz współrzędnych i przypasowanych do nich wartości wysokości. Jej zobrazowanie wymaga wykorzystania jednej z technik wizualizacji. Niektóre algorytmy, używając świateł i cieni, lub odpowiedniej palety kolorów, pozwalają podnieść widoczność słabo czytelnych w rzeczywistości struktur.

Dane lidarowe można także przedstawiać w formie animacji lub interaktywnych modeli.

Prospekcja magnetyczna jest jedną z najbardziej uniwersalnych i najczęściej stosowanych metod geofizycznych w archeologii. Pozwala na szybkie rozpoznanie dużych obszarów, ułatwiając określenie zasięgu stanowisk, organizacji przestrzennej, często precyzyjnie wskazując lokalizację nieruchomych obiektów archeologicznych.

Magnetometr transduktorowy (tzw. fluxgate) Bartington Grad601-2 jest jednym z najbardziej popularnych systemów używanych do archeologicznej prospekcji magnetycznej. Może pracować wyposażony w jedną lub dwie sondy. Lekka ramka pozwala na pracę nawet w trudnych warunkach terenowych.

Aparatura rejestruje subtelne zmiany naturalnego pola magnetycznego wywołane zaleganiem materiałów o podwyższonej względem otoczenia podatności magnetycznej. Upraszczając – substancje te ulegają silniejszemu namagnesowaniu przez ziemskie pole magnetyczne, co pozwala uzyskać efekt kontrastu względem otaczającego podłoża naturalnego. Rejestrowana przez aparaturę lokalna zmienność natężenia pola magnetycznego, którą archeolodzy określają mianem anomalii, może wskazywać na obecność różnego rodzaju struktur – naturalnych, bądź antropogenicznych – pod powierzchnią gruntu.

Zwiększenie podatności magnetycznej może nastąpić wskutek działania wysokiej temperatury na minerały zawarte w glebie, a także przez działalność bakterii żyjących w martwej substancji organicznej, przetwarzających ją w trakcie rozkładu w reagujące magnetycznie minerały. Podniesienie naturalnej podatności magnetycznej może zatem nastąpić wskutek działań człowieka, na przykład podczas palenia ognisk, wypalania pól, podczas pożarów, czy wskutek gromadzenia obumarłej organiki, chociażby kompostu. Anomalie mogą zatem wskazywać na obecność palenisk, pieców, jam zasobowych i odpadowych, budynków, oraz grobów.

Wysoką podatnością magnetyczną cechują się przedmioty wykonane z metali ferromagnetycznych, a także tlenki tych metali. Przede wszystkim są to obiekty żelazne, które w ziemskim polu magnetycznym, tworzą własne pole. Charakter zarejestrowanych anomalii (tzw. dipolowy) oraz wysoka wartość odczytów, pozwala jednak odróżnić te zaburzenia, od innych, wywołanych zaleganiem pod powierzchnią reliktów jam czy budynków.

Pomiary magnetyczne w obrębie grodziska wczesnośredniowiecznego pozwoliły na dość szczegółowe rozpoznanie przebiegu umocnień, ze wskazaniem materiałów jakie zostały użyte do ich wzniesienia, a także wskazały lokalizację dwóch przejść bramnych. Ukazały także przestrzenie intensywnego niszczenia obiektu, w miejscach gdzie wysokopodatny magnetycznie budulec wałów jest mocno rozproszony. Badania magnetyczne stosunkowo słabo uchwyciły przebieg fosy – wiedzę w tym zakresie, dobrze uzupełniły zdjęcia lotnicze.

Choć prospekcję magnetyczną można uznać za metodę powszechną i uniwersalną, jej stosowanie niesie pewne ograniczenia. Najlepszych rezultatów możemy spodziewać się na polach ornych, łąkach, położonych z dala od dróg i zabudowy. Nawożony na pola gruz, lub metalowe odpady, które dostają się do warstwy ornej wraz z zaśmieconym kompostem, mogą znacznie zaburzyć wyniki i obniżyć jakość uzyskanych danych. Wysoka czułość na obiekty wykonane z metali ferromagnetycznych, czyli różnych elementów infrastruktury np. słupów wysokiego napięcia, rur i kabli, zbrojenia, praktycznie uniemożliwia stosowanie tej metody w warunkach miejskich.


Każda z opisanych tu metod, mocno generalizując, służy do odnajdywania stanowisk, a nawet uściślania organizacji ich przestrzennej, poprzez wskazanie lokalizacji konkretnych struktur i obiektów. Już na wstępie należy zaznaczyć, że różne metody rejestrują inne parametry i inaczej mogą sprawdzać się w tych samych warunkach, dostarczając nieco innych informacji. Nie powinno się zatem traktować tych technik zamiennie. Prawdziwy potencjał drzemie w ich połączeniu, stworzeniu scenariusza badań, w którym obserwacje wykonane za pomocą różnych metod wzajemnie się uzupełniają.

Zespół Fundacji Archeolodzy.org posiada duże doświadczenie w aplikowaniu metod nieinwazyjnych dla potrzeb badań archeologicznych, tworzeniu programów badań, szkoleniu i profesjonalnym doradztwie. Służymy pomocą także w realizacji pomiarów terenowych, doborze metod, akwizycji danych, po graficzne opracowanie wyników i ich interpretację.


Dowiedz się więcej o…

…archeologii lotniczej:

Barber M. 2011, A History of Aerial Photography and Archaeology. Mata Hari’s glass eye and other stories, English Heritage-Swindon.

Kobyliński Z. 1999. Siedemdziesiąt lat archeologii lotniczej w Polsce (1929 – 1999), Światowid t. 52, str. 95-99 (dostęp on-line: http://www.iaepan.edu.pl/~zbikob/lotnicza/page26.html)

Kobyliński Z. 2005. Archeologia lotnicza w Polsce. Osiem dekad wzlotów i upadków, Warszawa.

Rączkowski W. 2002. Archeologia lotnicza – metoda wobec teorii, Poznań.

Schwarz R. 2003. Pilotstudien: Zwölf Jahre Luftbildarchäologie in Sachsen-Anhalt, Haale (Saale)

Wilson D. R. 1982. Air Photo Interpretation for Archaeologists, Tempus-Stroud.

Film „Czy leci z nami archeolog?” – https://www.youtube.com/watch?v=Bujd1tx1oHg.

…obrazowaniu satelitarnym:

Lasaponara R., Masini N. (red.) 2012. Satellite Remote Sensing: A New Tool for Archaeology, Heidelberg.

Parcak S. H. 2009. Satellite Remote Sensing for Archaeology, New York.

Wykład S. Parcak „Archeologia z kosmosu” https://www.ted.com/talks/sarah_parcak_archeology_from_space/transcript?language=pl.

…lotniczym skanowaniu laserowym:

Banaszek Ł. 2015. Przeszłe krajobrazy w chmurze punktów, Wydawnictwo Naukowe UAM, Poznań.

Goyda M., John J. 2013. Archeologie a letecké laserové skenování krajiny, Západočeská univerzita, Plzen.

…geofizyce archeologicznej:

Aspinall A., Gaffney C., Schmidt A. 2008. Magnetometry for Archaeologists, Lanham.

Furmanek M., Herbich T., Mackiewicz M. (red.) 2016. Metody geofizyczne w archeologii polskiej 2016, Instutut Archeologii Uniwersytetu Wrocławskiego – Fundacja Nauki Archaeologia Silesiae (dostęp on-line: http://mgap2016.archeolodzy.org/).

Jones D. M. 2008. Geophysical survey in archaeological field evaluation, English Heritage (dostęp on-line: https://historicengland.org.uk/images-books/publications/geophysical-survey-in-archaeological-field-evaluation/).

Misiewicz K. 2006. Geofizyka archeologiczna, Warszawa.

Schmidt A., Linford P., Linford N., David A., Gaffney C., Sarris A., Fassbinder J. 2015. EAC Guidelines for the use of Geophisics in Archaeology: Questions to Ask and Points to Consider, EAC Guidelines 2, EAC (dostęp on-line: http://www.europae-archaeologiae-consilium.org/eac-guidlines)

Zobacz także prace zbiorowe prezentujące wyniki zintegrowanych studiów krajobrazowych:

Opitz R. S., Cowley D. C. (red.) 2013. Interpreting Archaeological Topography: 3D Data, Visualisation and Observation, Oxford.

Conolly J. 2006. Geographical Information Systems in Archaeology, Cambridge University Press – Cambridge.

Chapman H. 2006, Landscape archaeology and GIS, Tempus – Stroud.

Forte M., Campana S. (red.) 2016. Digital Methods and Remote Sensing in Archaeology. Archaeology in the Age of Sensing, Spinger.