Arqueología desde el aire

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Tomar fotografías aéreas de monumentos históricos, de sitios arqueológicos o de los proyectos de investigación o excavación que se realizan en ellos ha sido siempre un sueño de arquitectos, arqueólogos y otros especialistas, así como de las instituciones encargadas de la tutela del patrimonio cultural, como el Ministerio de Cultura.

Hasta hace poco era imposible imaginar que podíamos tomar fotos desde diferentes alturas, a las horas en que el sol o las sombras están en su posición correcta, o poder capturar imágenes de algún hallazgo excepcional. Hoy en día, gracias a las innovaciones tecnologías y su aplicación en la investigación arqueológica, se puede eso y más.

Desde hace más de un siglo se han usado para este propósito globos, aviones o helicópteros, pero su costo rebasa cualquier presupuesto y su disponibilidad es muy limitada, aun para las instituciones públicas. Los investigadores estábamos condicionados a usar las fotografías aéreas disponibles en los archivos del Servicio Fotográfico Nacional, documentos excepcionales que cubren prácticamente todo el país en diferentes momentos, algunos de ellos tomados en la década de 1930, pero limitadas al momento en que se tomaron las fotos y no cuando los investigadores las requerían. Últimamente, gracias a Google Earth y otros programas semejantes, fotografías satelitales de alta resolución se han puesto al alcance de todos, dándonos acceso a imágenes prácticamente de todo el globo. Pero aun las fotos satelitales tienen las mismas limitaciones de no ser producidas a demanda, es decir cuando las necesitamos, ni con las especificaciones que tiene cada usuario.

Estas limitaciones han cambiado recientemente con el desarrollo de dos nuevas tecnologías que poco a poco se irán convirtiendo en imprescindibles para la investigación y gestión del patrimonio cultural: la fotografía aérea usando vehículos aéreos no tripulados (UAV, por sus siglas en inglés) o drones, y el modelamiento tridimensional a partir de la fotogrametría.

Combinando estas tecnologías es posible producir imágenes en 2 y 3 dimensiones que por su naturaleza y por efecto de los programas informáticos, permiten capturar, medir y modelar la realidad de manera excepcional.

El uso de estas tecnologías no es novedad y en el Perú algunos arqueólogos ya vienen usando desde hace algún tiempo globos, cometas o aviones a control remoto para tomar fotografías aéreas consorprendentes resultados.

Lo que es una novedad es que desde hace relativamente poco tiempo, estos aparatos, particularmente los helicópteros a escala y dotados de sistemas de control de vuelo muy flexibles, se han vuelto asequibles. Una ventaja adicional es que los drones, las cámaras de fotografía digitales de alta resolución y el software que procesa las imágenes son tecnologías relativamente económicas, sobre todo si las comparamos con los costos de la fotografía aérea tradicional, permitiendo ahorrar recursos en muchos procesos de registro y mapeo.

En tres instantes

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Fotografía aérea usando un vehículo aéreo no tripulado (UAV) o drone.

La aplicación de estas tecnologías en la investigación arqueológica y en la gestión del patrimonio cultural tiene tres fases.

La primera consiste en la captura de imágenes del sitio o contexto que se quiere registrar. Los UAV o drones armados de cámaras ofrecen la posibilidad de producir fotografías y videos a demanda, a la hora, en los ángulos y en la frecuencia que necesitamos. Aprender a controlar remotamente aparatos no tripulados, aviones o multicopteros, es una tarea relativamente sencilla y, aunque requiere de mucha práctica y de paciencia, en pocos meses se logra dominar los aparatos y producir fotografías aéreas de buena calidad.

Ahora bien, si el propósito es producir imágenes a fin de obtener ortofotos o modelos 3D, entonces el proceso es un poco diferente del registro fotográfico tradicional. Para este fin, las fotos deben tener una cobertura total del objeto, en todas sus dimensiones o en toda su geometría. Cuando el objeto es un sitio o monumento es necesario, por sus dimensiones y la necesidad de cubrir todos sus lados, usar aparatos que puedan sobrevolarlo y registrarlo. La mejor opción para este propósito son los multicópteros no tripulados, que tienen la ventaja que se pueden usar a la altura que uno desee, vuelan tanto vertical como horizontalmente, pueden detenerse en el aire o recorren y registran los lados de un edificio, es decir que con ellos se puede obtener imágenes cenitales, para construir un mosaico que permita generar una ortoimagen, complementar estas con imágenes laterales u oblicuas para terminar de capturar la geometría del objeto. Pero el proceso empieza con el vuelo, que debe ser diseñado en función de los resultados que se quieran obtener.

La dificultad y el arte de este proceso están en el control del aparato, en el análisis del objeto a ser fotografiado y en el diseño del vuelo que capture mejor y más eficientemente todos los ángulos que se quieren capturar. Esto solo se aprende con la práctica y con la asistencia de un piloto experimentado. La perseverancia, el cuidado del aparto y la planificación son aspectos esenciales para lograr las imágenes que se desean, sean estas vistas cenitales u oblicuas, videos o un conjunto de imágenes para producir un modelo tridimensional.

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VARIAS VISTAS. Con los modelos 3D ya no estamos limitados a ver las cosas desde el ángulo en que fueron tomadas.

En la segunda fase del proceso, y con las fotos tomadas por los drones, pasamos a procesar estas a través de programas de fotogrametría como Agi Soft PhotoScan o PhotoModeler. La fotogrametría no solo sirve para modelar tridimensionalmente sitos, también es ideal para hacer registros muy detallados de artefactos o contextos, por lo que su uso en el trabajo arqueológico y arquitectónico está muy difundido.

Nuestro objetivo en esta fase es procesar las imágenes para producir ortofotos y modelos tridimensionales. Las ortofotos son fotografías aéreas perfectamente perpendiculares y sin distorsiones, que son equivalentes a un mapa, y que se producen con un proceso de rectificación a través de programas informáticos. Con este tipo de fotografías, los equipos del Ministerio de Cultura han venido registrando numerosos sitios arqueológicos en la costa central y norte, y en particular en Lima Metropolitana, produciendo imágenes perfectamente planas y con medidas reales con una resolución sorprendente. Si las imágenes que están disponibles a partir de fotografías satelitales son de calidad submétrica, las ortofotos tienen una resolución milimétricas, por lo tanto permiten un registro detalladísimo.

El mismo software, usando las mismas imágenes, permite producir modelos tridimensionales de los sitios en base a las mismas fotos. Los modelos 3D permiten capturar los sitios en todas sus dimensiones y en cualquier posición. Estos modelos son escalables, es decir pueden capturar la realidad en su dimensión exacta o en cualquier escala que queramos darle; y georeferenciables, lo que nos permite localizarlos perfectamente en su posición geográfica real y relacionarlos con otros modelos.

Así, por ejemplo, podemos integrar un modelo de una excavación en curso, con modelos 3D de excavaciones hechas en el pasado, creando un modelo virtual donde se combinen ambos. Con estos modelos tridimensionales ya no estamos limitados a poder ver las cosas desde el ángulo en que fueron capturadas las imágenes, sino que podemos generar vistas a partir de los modelos mismos, prácticamente como si tuviéramos a los sitos originales, o los contextos registrados frente a nosotros, en la computadora.

La complicación de esta segunda fase, sin embargo, reside en la calidad y selección de las imágenes que se procesarán y en el uso de los programas de fotogrametría, nada que no se resuelva con un poco de práctica.

La tercera fase consiste en el análisis de la información producida usando programas de sistemas de información geográfica. Tema para otro artículo.

Nuevas posibilidades

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NO ES UNA FOTO. Los modelos 3D permiten capturar los sitios en todas sus dimensiones y en cualquier posición.

La aplicación de estas nuevas tecnologías está abriendo posibilidades insospechadas en la protección, gestión e investigación del patrimonio cultural. Sin embargo estas nuevas fronteras nos presentan nuevos retos, como la necesidad de equiparnos con nuevos aparatos, software y computadoras. También nos obligan a reentrenarnos en el uso eficiente de la tecnología. Esto no cambia la escancia de la arqueología ni su razón de ser, solo arma los arqueólogos con nuevas herramientas.

Por otro lado, nos obliga a incorporar y aceptar la documentación producida con ellas en la práctica arqueológica y, desde la perspectiva de la regulación, nos fuerza a tener la capacidad de entender estas tecnologías.

El Ministerio de Cultura está apostando por estas tecnologías en sus trabajos de catastro de los sitios arqueológicos e históricos, en el registro de investigaciones y, en general, en la gestión del patrimonio cultural, tanto en la sede central como en las Unidades Ejecutoras y en algunas Direcciones Desconcentradas de Cultura.

Prevemos que en el futuro estas tecnologías serán de uso común en los trabajos que realice el Ministerio, en los servicios que dan los arqueólogos profesionales y en las investigaciones que se realizan por todo el país. En consecuencia, las normas tendrán que ser adaptadas para fomentar y regular el uso de estas tecnologías, y el Ministerio está haciendo ya inversiones en la implementación de equipos capaces de usarlas eficientemente. Los equipos del Ministerio están registrando sitios en diversas zonas del país y ya se pueden ver los resultados de las ortofotos, por ejemplo, en la pagina web del Ministerio, en el SIGDA que se produce desde la Dirección de Catastro y Saneamiento Físico Legal.

En el futuro, a medida que más sitos se registrencon estas técnicas, podremos usar la información producida para evaluar el estado de conservación de sitios y monumentos, para establecer intervenciones y daños, para planificar intervenciones e investigaciones y, en general, para mejorar la gestión de nuestros sitios patrimoniales.

 

Texto: Luis Jaime Castillo Butters – Viceministro de Patrimonio Cultural e Industrias Culturales

(Gaceta Cultural)

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