En anteriores post hemos mostrado las capacidades que tienen los SIG en diferentes tipos de análisis arqueológicos. Por ejemplo, determinar rutas óptimas o áreas de captación de recursos. Análisis que resultaban complejos de realizar hasta la irrupción de los SIG y de su uso en el campo arqueológico.

En este post vamos a exponer las capacidades que nos proporcionan los SIG para el análisis de cuencas de visibilidad mostrando el trabajo de investigación: “Visibility analysis of the Roman communication network in southern Scotland” realizado por Kathryn M. Murphy, Bruce Gittings y Jim Crow.

El estudio de investigación aborda mediante diferentes tipos de análisis de visibilidad la relación existente entre 11 yacimientos del Sur de Escocia ( Beattock Summit, Craik Cross Hill, Eildon Hill North, Ewes Doors, White Type, Brownhart Law, Carmaben Hill,  Butterhole Brae, Barron’s Pike, Robin Hood’s Butt y Rubens Law) considerados torres romanas, centrándose especialmente en el yacimiento Rubens Law del que existen dudas si es de época romana.

En la realización del estudio se utilizaron archivos vectoriales (shp) con la ubicación de los yacimientos y vías romanas y archivos rásters MDT (Modelo Digital del Terreno) que contienen la información de la elevación del terreno con una resolución de 5 m2 por pixel.

Mapa con la ubicación de las torres y vías romanas.

Los diferentes tipos de análisis de visibilidad que se plantean en el estudio para averiguar la relación existente entre las torres son los siguientes: el cálculo de la cuenca visual (habitual), cuenca visual acumulada, cuenca de visibilidad difusa y cuenca de visibilidad probable.

Esquema con los diferentes tipos de cuencas de visibilidad realizados en el estudio.

Análisis de cuenca visual (Regular): es el cálculo de cuenca visual más habitual y sencillo de realizar con un SIG. Para su obtención es necesario utilizar un algoritmo del SIG que permita procesar los siguientes datos: una capa ráster MDT, las coordenadas de ubicación y  la altura del observador.

En el estudio para cada torre se realizó el cálculo de la cuenca visual manejando dos supuestos diferentes de alturas: una de 7 metros y otra de 10 metros. Sin embargo, para el observador se estableció la misma altura: 1.7 metros.  El resultado fueron 22 nuevas capas, 11 con una altura del observador sobre el terreno de 8,7 y otras 11 de 11,7.

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Análisis de cuenca visual acumulado (Commulative): los SIG también incluyen herramientas que permiten la combinación de capas ráster siguiendo el álgebra de mapas. En el estudio se combinaron las 11 de capas con 8.7 metros de altura del punto del observador y las 11 con 11.7 metros de altura. En resultado son dos capas ráster que muestran cuántas veces cada pixel es visible desde los puntos de observación, así como también de las zonas que son menos y más visibles desde las torres.

Análisis de visibilidad difusa (Fuzzy): este método de análisis de visibilidad proporciona un enfoque más realista, ya que incluye una función de disminución de la visibilidad según los límites de la visión humana y / o atmosférica. Por lo tanto se aleja de la salida binaria del análisis (área visible o no visible) de la cuenca visual habitual.

Para este método se utilizó la siguiente fórmula:

En la fórmula el parámetro “eucdist” corresponde a la distancia euclidiana desde el punto del observador al resto de capa. El parámetro X corresponde al límite de visibilidad perfecta, se establece en 20 km. El parámetro Y corresponde a la disminución de visibilidad, se establece en 40 km. La distancia máxima de visibilidad se considera 60 km. Las distancias se establecieron mediante las mediciones de campo realizadas en diferentes días y condiciones atmosféricas desde Rubers Law.

Imágenes tomadas desde el yacimiento de la colina de Rubers Law y utilizadas para calcular la distancia de visibilidad.

Análisis de cuenca visual probable: se trata de un proceso complicado donde se crean varias variaciones de MDT basadas en el error cuadrático medio. Posteriormente se calculan las cuencas de visibilidad para estas variaciones y las capas resultantes se suman para averiguar la probabilidad de cualquier punto del paisaje sea visto por el observador.  

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Resultados de los análisis y conclusiones del estudio.

El resultado del análisis de la cuenca visual  permitió establecer una división de los yacimientos en dos grupos, A y B, en función del tamaño de la cuenca visuales y posible fines diferentes.

El grupo A formado por las torres Rubers Law, Eildon Hill North, Craik Cross Hill y Brownhart Law con una cuenca visual grande y que son intervisibles lo que permitiría haber enviado señales entre ellas.

El grupo B formado por las torres Beattock Summit, Butterhole Brae, Carmaben Hill, Ewes Doors, White Type, Barone’s Pike y Robin Hood’s Butt con las cuencas visuales pequeñas, situadas en la línea de caminos romanos confirmados o posibles y con posibles fines de vigilancia y alarma ante cualquier problema.

Cuenca visual de Rubers Law.

Cuenca visual de Eildon Hill North.

Cuenca visual de Brownhart Law.

Cuenca visual de Craik Cross Hill.

Mapa con las cuencas visuales de las torres del grupo B.

El resultado del análisis de cuenca visual acumulado permitió a los autores del estudio averiguar el área total que se puede controlar desde las torres y el número de torres que pueden ver el mismo pixel. Además, también se averiguó que el número total de pixeles (celdas) que son visibles aumenta con la altura de las torres (Tabla 1) y que el aumento de la altura de las torres no afecta a la intervisibilidad de las mismas (Tabla 2).

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Estos datos apoyan la teoría que el propósito principal de las torres del grupo A era vigilar el paisaje circundante.

Resultado del análisis de cuenca visual acumulado de 8.7 m.

Resultado del análisis de cuenca visual acumulado de 11.7 m.

Tabla 1. Número de celdas visibles para cada una de las alturas establecidas y la cantidad de veces que se ven desde las torres en función del análisis acumulado de cuencas visuales.

Tabla 2. Numero de veces  que cada torre es vista por otras torres. 

El resultado del análisis de visibilidad difusa (Fuzzy) muestra que la intervisibilidad entre las torres del grupo A es muy bueno, especialmente entre Rubers Law y las torres más cercanas. Este resultado hace valorar a los autores la posibilidad que las torres podrían tener funciones de estación de señales o mensajes. 

Análisis de visibilidad difusa desde Rubers Law con altura de observador de 11,7 m.

Análisis de visibilidad difusa desde Eildon Hill North con altura de observador de 11,7 m.

Análisis de visibilidad difusa desde Brownhart Law con altura de observador de 11,7 m.

Análisis de visibilidad difusa desde Craik Cross Hill con altura de observador de 11,7 m.

El análisis de cuenca visual probable representa la probabilidad que se vea una celda en el ráster de cuenca visual teniendo en cuenta las inexactitudes y los errores potenciales del MDT que se utilizó en el análisis.

En este caso el estudio obtuvo las cuenca visual probable acumulativa, ya que se incluyeron las 11 torres. Los pixeles de la capa resultante obtuvieron valores comprendidos entre 0 y 7, siendo 7 la mayor probabilidad de ser visto. Los datos fueron trasladados a una tabla (Tabla 3) donde nuevamente se pudo comprobar que las torres del grupo A son las más intervisibles entre sí. 

Análisis de cuenca visual probable para el área de estudio.

Tabla 3. Valores probables de cuenca visual para las torres en el sur de Escocia

Conclusión y valoración de la torre de Rubers Law. 

Los autores finalizan el artículo con la valoración de los resultados de análisis de cuencas visuales y el propósito de la torre Rubers Law. Exponen que es muy probable que Rubenrs Law y las torres del grupo A debido a la excelente intervisibilidad formaban una red intercomunicada y las torres del grupo B tendrían funciones más limitadas, centradas en controlar únicamente los caminos. 

Además, señalan que sin más investigación arqueológicas no es posible declarar definitivamente si había una torre de la época romana en la cumbre de Rubers Law, pero basándose en los análisis de cuenca visual llevado a cabo en este estudio es probable que Rubers Law tuvo un papel destacable en la ocupación romana del sur Escocia y podría tener relación con el muro de Adriano. 

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