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寻找不太远的过去的基础

19世纪晚期砖厂的Noggin®GPR调查

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当我们想到考古学时,通常会考虑从遥远的土地上的古代文明中寻找文物,但现实情况是,许多考古项目都涉及从不那么遥远的过去寻找附近的物体。 以下来自俄亥俄河谷考古公司的Jarrod Burks博士的Noggin®案例研究是重新发现当地近期历史的一个很好的例子。 当地一所大学的学生进行了探地雷达(GPR)调查,以找到一家废弃砖瓦公司的地基。

挑战

俄亥俄州纳尔逊维尔(Nelsonville)是俄亥俄东南部霍金河(Hocking River)上的一个小阿巴拉契亚社区。 该地区以其美丽的树木繁茂的丘陵和凹陷以及在最后一个冰河时代末期沉积的厚厚的粘土层而闻名。 在1800年代后期,它是该地区最著名的砖制造中心之一,纳尔逊维尔砖公司每年使用数十个大型圆形窑炉生产出数百万块砖。

1937年,纳尔逊维尔砖瓦公司(Nelsonville Brick Company)倒闭,最终废弃了该场地。 如今,一些圆形砖窑和方形烟囱仍站在路边的公园中(图1),但大多数窑都已被拆除,其确切位置在表面上已不再明显。

19世纪晚期砖厂的Noggin GPR调查
图1
在Nelsonville Brick Company网站上使用Noggin®500 GPR系统向大学生致敬。 一些砖窑和烟囱仍旧站立,但大多数已被拆除。

纳尔逊维尔(Nelsonville)也是霍金学院(Hocking College)的所在地,该学院接受了考古学技术员培训课程—这是美国为数不多的课程之一。Jarrod Burks博士两次在霍金(Hocking)的学生中教授了关于地球物理学在考古学中的应用的短期课程。

在其中一门短期课程中,全班学生参观了纳尔逊维尔砖厂的路边公园,学生们在幸存窑炉附近的三个区域进行了GPR调查。 在调查之前,尚不知道其他窑的位置。

解决方案

学生将GPR调查网格放置在最开放,最容易接近的区域。

在一个寒冷的冬末,地面上积雪,学生们使用Sensors&SoftwareNoggin®500SmartCart®收集了三个GPR网格。 网格1最大,为37×20米,而网格2和3各自约为20×20米。 在Y方向上以0.5米的间隔收集所有网格。 沿着每条测量线每2.5厘米(每米41条)每隔3000厘米收集一次GPR样本(称为迹线),因此3个网格的总线距约为110,000米,该区域收集了超过XNUMX条单独的迹线。

这次调查花了很长时间,而且学生在操作GPR单元时几乎没有遇到任何麻烦(除了在网格3中遗漏了几行,学生就是学生!)。 在调查过程中,从我们在Digital Video Logger(DVL)上看到的图像可以清楚地看到,穿透深度超过2米,并且在Nelsonville Brick Company站点的表面下方有一些非常反射的特征和层(图2)。 。

GPR调查数据
图2
网格2的GPR线Y1a显示出从位置8到16的更深的穿透力和更强的反射
米。 该区域原来是一座已拆除的窑炉,在GPR深度切片中显示为圆形特征。

成果

在计算机实验室中进行调查后,该类使用了 EKKO_Project™软件 快速处理数据并在不同深度创建一系列振幅切片。 令所有人惊讶的是,GPR数据包含了扁平窑的基础!

从三个栅格的深度切片来看,很明显,我们已经找到了许多不同的圆形窑炉簇。 在网格1(图3)中,一个烟囱似乎是通过地下隧道连接到多个窑炉的。 在网格2中,该班级定位了三个窑炉的一部分,在网格3中,该网格最近被分级以改善路边排水,该小组仍能够检测深处的大型圆形特征(图4)。

干燥木屑的重量水含量与GPR介电常数的关系
图3
网格1深度为1.2米的深度切片显示了圆形特征,这些特征被解释为窑的基础。 窑炉似乎连接在一起,可能与一个烟囱相连。

通过收集每个网格的一个角处的GPS位置,可以在后处理中添加网格的全局位置; 这样就可以将所有三个网格的深度切片显示在Google Earth™上的正确位置(图4)。

Google Earth™上显示的网格1、2和3的深度切片。
图4:
Google Earth™上显示的网格1、2和3的深度切片。 使用GPS测量网格角的纬度和经度,并使用EKKO_Project™软件在后期处理中将其添加到网格中。

由于GPR调查是三维数据集,因此仅通过查看一个深度切片就很难理解我们在数据中遇到的所有特征,如图3所示。查看一系列切片可以更明显地看出存在不同的特征在不同深度存在多种特征(图5)。 例如,直到大约50–80 cmbs(表面以下cm),窑炉基础才变得明显。 一些较浅的特征包括可能是用砖砌成的车道和人行道(例如,请参见网格31中的32–1 cmbs切片(图5))。

不用说,纳尔逊维尔砖公司的站点是向学生展示地球物理勘测工具在识别地下结构残留物方面的实用性的理想场所。 如果没有精确的地图绑定到地面上的已知点,就无法在不进行破坏性且昂贵的挖掘的情况下知道该地点表面之下存在什么。 以前的工业场所是使用GPR的最佳场所,因为要检测的目标很多。 此外,由于GPR生成了可以在不同深度进行检查的3D数据集,因此它可以使该类在某种程度上铲除通常还很复杂的建筑和拆除工作序列,甚至不需翻动一块大地。

网格1中的XNUMX个GPR深度切片在不同深度显示了不同的特征。
图5
网格1中的XNUMX个GPR深度切片在不同深度显示了不同的特征。 (cmbs =表面以下厘米)

下载案例研究:GPR用于查找不太远的过去的基金会

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