Geoarchaeological studies in central Crete based on remote sensing and GIS

Areal analysis in geoarchaeological applications can be improved by implementing a wider set of geoecological parameters in order to provide more precise results. The aim of the paper is to show how geoscientific ground-truth and techniques can be used for detailed archaeological studies using a comprehensive set of environmental variables that might have influenced ancient settlement patterns. The project focuses on spatial patterns of archaeological sites, as well as Bronze Age communication paths in Central Crete by using a multi-methodical approach (surveying, Remote Sensing, DEM-analysis, least-cost analysis, candidate site detection, predictive modelling, etc.). In contrast to conventional archaeological GIS applications this enhanced strategy offers promising prospects regarding landscape and settlement modelling

Der „Gesprengte Turm“ am Heidelberger Schloss Untersuchung eines Kulturdenkmals mithilfe hoch auflösender terrestrischer Laserscans

Der Krautturm des Heidelberger Schlosses, heute als Gesprengter Turm“ bekannt, wurde 1693 im Zuge des Pfälzer Erbfolgekriegs gesprengt. Der massive Rundturm aus rotem Sandstein, der eine Mauerstärke bis zu 6,50 m besitzt, wurde dabei teilweise zerstört, wobei sich ein riesiges abgesprengtes Mauerstück heute noch eindrucksvoll gegen den Turm legt. Es schien lohnenswert zu sein, mit einem Laserscanner ein maßstabsgetreues Modell des Turms aufzunehmen, um zu testen, inwiefern es möglich ist, diesen Turm virtuell wieder zusammenzusetzen. Zu diesem Zweck wurde der Turm in drei Tagen rundum von verschiedenen Standpunkten aus gescannt. Das Projekt war eine Kooperation von Doktoranden der Fachbereiche Wissenschaftliches Rechnen, Physische Geografie und Europäische Kunstgeschichte der Universität Heidelberg und resultierte aus dem Interesse der Beteiligten, Anwendungen und Möglichkeiten der jeweils anderen Fachbereiche kennenzulernen

Terrestrial laser scanning and electrical resistivity tomography as combined tools for the geoarchaeological study of the Kritsa-Latô dolines (Mirambello, Crete, Greece)

A complex of enclosed karst depressions near Kritsa-Latô (Dikti Mountains, Eastern Crete) was analysed with regard to its surface and subsurface topography using a new multi-method approach. Based on a combination of terrestrial laser scanning, electrical resistivity tomography and geographic information systems, crucial geophysical and morphometrical parametres were derived and correlated with sedimentological results in order to provide first-time insights into the formation, size and archive function of dolines. High-resolution digital elevation models (0.25 m, 2 m) allowed conducting topographical analyses with special respect to micro-relief attributes and traces of former land use, as well as placing all findings into a 3D context for enhanced interpretation. As shown by the results, both limestone dissolution and local tectonics led to the development of an extensive sediment trap, whose subsurface is characterised by a distinct three-part segmentation. Above the bedrock, a highly fractured epikarst zone exhibits features typical of buried karst systems, such as subterraneous sinkholes and pinnacles. In contrast, the near-surface section completely consists of fine-grained, loamy substrates. Despite thicknesses of up to 25 m, the loose infilling entirely lacks stratification and therefore indicates permanent low energetic colluviation processes under rather stable geomorphodynamic conditions during the Quaternary. In respect to the local human impact, several geophysical anomalies suggest the existence of an ancient water harvesting system, which quite likely dates back to Minoan or Dorian times. As water supply must be considered essential for agricultural purposes in the karstified mountains of Crete, the Kritsa dolines must have served as favourable locations for settlement and land use purposes. With the the help of the multi-technique approach, both the geomorphological and the geoarchaeological characteristics of the study area could be captured. The findings help improve the understanding of the landscape evolution and the associated man-environment interactions in Eastern Crete. Combining terrestrial laser scanning and tomographical mapping proves to be particularly suitable for integral surface and subsurface prospecting and therefore promises substantial potential for future studies.Un complexe de dépressions karstiques de la chaîne de montagnes du Dikté (secteur de Kritsa-Latô, Crète orientale) a fait l’objet d’études visant à caractériser leur topographie et leur sous-sol, là où des vestiges archéologiques ont pu être identifiés sous une épaisse couverture de sédiments, composée d’argiles de décalcification, de colluvions et de dépôts éoliens, et cela grâce à une nouvelle approche méthodologique. L’utilisation combinée des méthodes du scanner laser terrestre (SLT), de tomographie résistivité électrique (TRE) et l’intégration des résultats géophysiques et morphométriques dans un Système d’Information Géographique (SIG) favorisent une interprétation des données sédimentologiques provenant de l’échantillonnage de carottages légers. Des Modèles Numériques de Terrain (MNT) à haute résolution (2 m, 0,25 m) ont révélé dans les moindres détails la microtopographie ainsi que les traces d’occupation humaine dans ces dépressions karstiques au cours des derniers siècles. Une vision tridimensionnelle (3D) du secteur d’études a ainsi pu être restituée. Les données acquises permettent de mesurer précisément pour la première fois les dimensions ainsi que la géométrie des archives sédimentaires stockées dans le fond des dépressions karstiques. Les résultats mettent ainsi en évidence que l’action conjuguée de la dissolution des calcaires et de la tectonique locale ont créé ce complexe de pièges sédimentaires, à l’échelle du Mirambello. Les principaux résultats révèlent que dans la partie supérieure du substratum rocheux, un épikarst intensément fracturé, forme typique de l’activité karstique obtenue en contexte de recouvrement par une couverture sédimentaire, peut être identifié en même temps que des points d’infiltration et des pinacles. Ce relief accidenté en profondeur contraste avec la partie supérieure du fond de la doline, essentiellement composé de matériaux très fins (argiles limoneuses). L’épaisseur du manteau d’argiles rouges de colluvionnement atteint par endroit une épaisseur de 30 m environ, et aucune stratification n’a pu être identifiée par l’étude géophysique dans ces dépôts d’âge quaternaire. Les traces de l’occupation humaine au cours de la période historique sont mises en évidence par de nombreuses anomalies géophysiques: on identifie notamment l’existence d’un réseau d’irrigation d’âge minoen à hellénistique. Dans la mesure où l’approvisionnement en eau était une préoccupation majeure dans ce relief karstique des montagnes crétoises, le rôle joué par les dépressions karstiques dans les stratégies d’implantation des populations et des activités agricoles a été fondamental. L’association des données géomorphologiques et archéologiques du complexe de dépressions karstiques de la région de Kritsa nous fait mieux comprendre l’évolution des paysages dans ce secteur, ainsi que l’adaptation des sociétés à ce milieu, à priori inhospitalier, de Crète orientale. Des cartographies précises de SLT et de tomographie électrique ont permis de mieux appréhender le contexte karstique et en particulier la zone recouverte par les couches épaisses d’argiles et la surface du sol, autorisant ainsi l’ouverture vers de nouvelles approches sur des sites à potentiel archéologique