SCIENCE

SCIENCE «Η συμβολομετρία με δεδομένα δορυφόρων Ραντάρ ως μη επεμβατικό εργαλείο εκτίμησης τρωτότητας σε περιοχές πολιτιστικής κληρονομιάς.»

«Το έργο SCIENCE υλοποιήθηκε στο πλαίσιο της Δράσης “ΔΡΑΣΗ ΕΘΝΙΚΗΣ ΕΜΒΕΛΕΙΑΣ: ΔΙΜΕΡΕΙΣ ΚΑΙ ΠΟΛΥΜΕΡΕΙΣ Ε&Τ ΣΥΝΕΡΓΑΣΙΕΣ, Διμερής και Πολυμερής Ε&Τ Συνεργασία Ελλάδας-Κίνας” και συγχρηματοδοτήθηκε από το Ευρωπαϊκό Ταμείο Περιφερειακής Ανάπτυξης (ΕΤΠΑ) της Ευρωπαϊκής Ένωσης και από εθνικούς πόρους μέσω του Ε.Π. Ανταγωνιστικότητα, Επιχειρηματικότητα & Καινοτομία (ΕΠΑνΕΚ) (κωδικός έργου: T7ΔKI-00045)» «Co‐financed by the European Regional Development Fund of the European Union and Greek national funds through the Operational Program Competitiveness, Entrepreneurship and Innovation, under the call “title SCIENCE: SpaCeborne SAR Interferometry as a Noninvasive tool to assess the vulnerability over Cultural hEritage sites.” (project code: T7ΔKI-00045)».

Αντικείμενο του Έργου:

Η πολιτιστική κληρονομιά αποτελεί βασικό στοιχείο της ιστορίας, τα αρχαία μνημεία και οι αρχαιολογικοί χώροι στηρίζουν τις σημερινές κοινωνίες και μας βοηθούν και μας συνδέουν με την πολιτιστική μας καταγωγή. Η προστασία και η διατήρηση των πολιτιστικών μας πόρων για τις μελλοντικές γενιές σε σχέση με διάφορους φυσικούς ή ανθρωπογενείς κινδύνους αποτελεί σήμερα ένα σημαντικό μέλημα. Οι τόποι και τα μνημεία της πολιτιστικής κληρονομιάς πρέπει να προστατεύονται και να προωθούνται, καθώς είναι ευάλωτα στην κίνηση του εδάφους.

Η μείωση της επίδρασης των φυσικών / ανθρωπογενών καταστροφών στις περιοχές πολιτιστικής κληρονομιάς αποτελεί θεμελιώδη ερευνητικό στόχο. Ο τελικός στόχος είναι να προβλεφθεί η τρωτότητα των αρχαιολογικών χώρων στην παραμόρφωση του εδάφους στο χρόνο και χώρο και επομένως η προστασία τους από βλάβες. Οι πιθανότητες επιτυχίας του στόχου είναι υψηλές επειδή η συμβολομετρία από δορυφόρους με όργανα SAR είναι μια καθιερωμένη τεχνική που παρέχει πολύ υψηλή ακρίβεια εκτίμησης της επιφανειακής παραμόρφωσης.

Κατά τη διάρκεια των τελευταίων ετών, η συμβολομετρία με βάση τα διαστημικά ραντάρ συνθετικού ανοίγματος (SAR) έχει αποδειχθεί ότι είναι ένα ισχυρό εργαλείο τηλεπισκόπησης για την ανίχνευση και μέτρηση της παραμόρφωσης εδάφους και τη μελέτη της επίδρασης της παραμόρφωσης στις τεχνητές κατασκευές. Παρέχει ανάλυση χαρτογράφησης και μέτρησης εκατοστόμετρων έως χιλιοστά και σε κλίμακα υποδομής/κτιρίου /μνημείου να από το διάστημα.

Συνεπώς, είναι πολύ σκόπιμο να αναπτυχθεί και να αποδειχθεί η χρήση προηγμένων τεχνικών συμβολομετρίας με δορυφορικά δεδομένα SAR, μιας μη επεμβατικής μεθόδου, για την παρακολούθηση των ιστορικών χώρων σε συνδυασμό με την επιβεβαίωση τους και με εργασία πεδίου.

Οι δημόσιες αρχές (Υπουργείο Πολιτισμού, Ιδρύματα και τοπικοί φορείς) είναι υποχρεωμένοι να παρακολουθούν συνεχώς τους αρχαιολογικούς χώρους, να αξιολογούν την κατάσταση συντήρησής τους και να προγραμματίζουν και να δίνουν προτεραιότητα στις δραστηριότητες αποκατάστασης όταν αυτό απαιτείται. Για να ολοκληρώσουν αυτό το έργο χρειάζονται κυρίως μη επεμβατικά και συστηματικά μέσα. Η ανάπτυξη και η εκμετάλλευση τεχνικών και μεθόδων που βασίζονται στην ανάλυση δεδομένων δορυφορικής παρατήρησης της Γης είναι μια δυνητική λύση στις ανάγκες τους.

Στόχος του έργου ήταν η ανάπτυξη, η επίδειξη και η επιβεβαίωση από πλευράς γεωτεχνικών τοπικών συνθηκών και της δομικής υγείας των μνημείων, των τεχνικών συμβολομετρίας SAR για την παρακολούθηση πιθανών παραμορφώσεων εδάφους που επηρεάζουν τους αρχαιολογικούς χώρους και τα μνημεία μεγάλης σημασίας. Το έργο πραγματοποίησε πιλοτικές εφαρμογές σε γνωστούς χώρους πολιτιστικής κληρονομιάς στην Κίνα και στην Ελλάδα, και συγκεκριμένα:

• Ming Dynasty City Walls in Nanjing
• Great Wall in Zhangjiakou
• Στην Ακρόπολη των Αθηνών
• Ενετικά τείχη της πόλης του Ηρακλείου Κρήτης

Η διμερής κοινοπραξία που περιλαμβάνει τους φορείς:

• Χαροκόπειο Πανεπιστήμιο
• Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο
• Terra Spatium Α.Ε.
• Εφορία αρχαιοτήτων Ηρακλείου Κρήτης
• Υπηρεσία συντήρησης μνημείων Ακρόπολης

Αποτελέσματα του Έργου:

Το αποτέλεσμα αφορά την ανάπτυξη ενός μη επεμβατικού συστήματος παρακολούθησης τρωτότητας χώρων και μνημείων πολιτιστικής κληρονομιάς λόγω εδαφικών παραμορφώσεων, με τη χρήση δορυφορικών δεδομένων παρατήρησης της Γης. Τελικός στόχος είναι να τεθεί στην υπηρεσία φορέων με σκοπό να στηρίξει ανάγκες, διαφύλαξης των μνημείων προσφέροντας τεκμηριωμένη γνώση συνεισφέροντας έτσι σε εστιασμένες και κατάλληλες πρακτικές προστασίας.

Κάνει χρήση σύγχρονης τεχνολογία, θέτοντας σε εφαρμογή μια ερευνητική δράση που ωφελεί ιδρύματα, δημόσιους οργανισμούς, τελικούς χρήστες και ιδιωτικούς φορείς στον τομέα της πολιτιστικής κληρονομιάς.

Ταυτόχρονα αναπτύχθηκαν δεσμοί συνεργασίας με αντίστοιχους φορείς από την Κίνα με σκοπό την μεταφορά τεχνογνωσίας σε θέματα χρήσης των νέων τεχνολογιών. Για την ακρίβεια, συγγράφθηκαν από κοινού τα κάτωθι επιστημονικά άρθρα:

1. Loupasakis C., Antoniadis N., Grigorakou E., Parcharidis I., Tompolidi A.M., Fragiadakis M., Sithiakaki V., Kanaki E., Soupios P., Kalousi G.V., Eleftheriou P., Elias P., 2022. Parametric simulations on the stability conditions of the masonry wall of Chandakas, Heraklion City, Crete, Greece. Geotechnical Engineering for the Preservation of Monuments and Historic Sites III. Eds: Lancellotta, Viggiani, Flora, de Silva & Mele, ISBN978-1-003-30886-7.DOI 10.1201/9781003308867-26.
2. Loupasakis, C. Tsangaratos, P.; Gatsios, T.; Eleftheriou, V.; Parcharidis, I.; Soupios, P. Investigating the Stability of the Hill of the Acropolis of Athens, Greece, Using Fuzzy Logic and Remote Sensing Techniques. Remote Sens. 2023, 15, 1067. https://doi.org/10.3390/rs15041067.
3. Μαστροδήμου Κ. , Φραγκιαδάκης Μ. , Παρχαρίδης Ι. , Λουπασάκης Κ. , Τσαγγαράτος, Π. , Σουπιός Π. , Γάτσιος Θ. .,Τομπολίδη Α. , Γρηγοράκου Ε. , Καλούση Γ. , Αντωνιάδης Ν. , Μυτακίδης Κ. , Ελευθερίου Β. , Χριστοδουλοπούλου Ρ. , Μιχαλοπούλου Δ. , Μαυρομάτη Δ. , Κανάκη Ε. , Κρασσάκης Π. , Ηλίας Π., Εκτίμηση βλαβών σε κλασσικά μνημεία με χρήση Συμβολομετρίας, 5ο Πανελλήνιο Συνέδριο Αντισεισμικής Μηχανικής Τεχνικής Σεισμολογίας, Αθήνα 20-22/10/2022.
4. Chen, F.; Liu, H.; Xu, H.; Zhou, W.; Balz, T.; Chen, P.; Zhu, X.; Lin, H.; Fang, C.; Parcharidis, I. Deformation monitoring and thematic mapping of the Badaling Great Wall using very high-resolution interferometric synthetic aperture radar data. Int. J. Appl. Earth Obs. 2021, 105, 102630. doi:10.1016/j.jag.2021.102630.
5. Zhu Meng, Fulong Chen, Wei Zhou, Hui Lin, Issaak Parcharidis, and Jin Luo. (2022). Two-Dimensional InSAR Monitoring of the Co- and Post-Seismic Ground Deformation of the 2021 Mw 5.9 Arkalochori (Greece) Earthquake and Its Impact on the Deformations of the Heraklion City Wall Relic. Remote Sensing 14, no. 20: 5212, https://doi.org/10.3390/rs14205212.
6. Fulong Chen, Wei Zhou, Hang Xu, Issaak S. Parcharidis, Hui Lin, Chaoyang Fang: Space Technology Facilitates the Preventive Monitoring and Preservation of the Great Wall of the Ming Dynasty: A Comparative Study of the Qingtongxia and Zhangjiakou Sections in China. IEEE J. Sel. Top. Appl. Earth Obs. Remote. Sens. 13: 5719-5729 (2020).
7. Chen, F., Xu, H., Zhou, W., Zheng, W., Deng, Y., & Parcharidis, I. (2021). Three-dimensional deformation monitoring and simulations for the preventive conservation of architectural heritage: A case study of the Angkor Wat Temple, Cambodia. GIScience and Remote Sensing, 58(2), 217-234. doi:10.1080/15481603.2020.1871188.
8. Chen, Fulong & Zhou, Wei & Hang, Xu & Parcharidis, Is & Lin, Hui & Fang, Chaoyang. (2020). Space Technology Facilitates the Preventive Monitoring and Preservation of the Great Wall of the Ming Dynasty: A Comparative Study of the Qingtongxia and Zhangjiakou Sections in China. IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing. 10.1109/JSTARS.2020.3023297.
9. Mastrodimou K., Kalogerakou V., Dimakopoulou V. and Fragiadakis M. (2023), Damage assessment of classical monuments using nonlinear dynamic simulations. COMPDYN 2023, 9th ECCOMAS Thematic Conference on Computational Methods in Structural Dynamics and Earthquake Engineering. Athens, Greece, 12-14 June 2023.