بررسي هاي باستان شناسي منطقه تپه حصار دامغان با استفاده از مدل سازي پيشرو و وارون داده هاي رادار نفوذي به زمين

Archaeological Exploration of Tappeh Hissar, Damghan Using Forward and Inverse Modeling of Ground Penetrating Radar Data

روش رادار نفوذي به زمين (GPR) يك روش ژئوفيزيكي غير مخرب است كه قادر به آشكارسازي انواع ناهمگني هاي زيرسطحي و نيز شناسايي انواع اهداف مدفون در اعماق كم است. در پژوهش حاضر مدل سازي پيشرو و وارون داده هاي GPR با هدف كاربرد در زمينه باستان شناسي، انجام شده است. منطقه مورد مطالعه، منطقه باستاني تپه حصار دامغان است كه در اين منطقه با هدف بررسي هاي باستان شناسي زيرسطحي، تعدادي پروفيل GPR با استفاده از يك سامانه GPR مجهز به آنتن هاي پوشش دار با فركانس مركزي 250 مگاهرتز، برداشت شده است. براي دست يابي به هدف، نگاشت راداري نهايي مطلوب داده هاي واقعي GPR منطبق بر يكي از پروفيل هاي برداشت در اين منطقه، با اعمال مراحل پردازشي مختلف مانند تصحيح اشباع سيگنال، فيلترهاي ميان‌گذر، كنترل بهره خودكار و بردارنده زمينه بر روي ‌داده‌هاي خام، با استفاده از نرم افزار Reflexw آماده سازي شد. سپس پاسخ GPR مدل مصنوعي متناظر با نگاشت راداري منطبق بر اين پروفيل، به روش تفاضل محدود حوزه زمان (FDTD) دوبعدي، شبيه سازي شد. در ادامه براي اعتبارسنجي تعبير و تفسير برداشت هاي GPR واقعي به منظور آشكارسازي و شناسايي اهداف مدفون، از روش مدل سازي وارون با حل يك مسأله بهينه سازي، استفاده شد. نتايج اين پژوهش بر اساس بررسي ميزان تطابق نگاشت راداري داده هاي واقعي GPR با پاسخ GPR مدل مصنوعي توليد شده متناظر با آن، ضمن تأييد درستي تفسير زيرسطحي انجام شده در منطقه باستاني تپه حصار دامغان، قابليت كاربرد اين روش را در زمينه بررسي هاي باستان شناسي نشان مي دهد.

Ground penetrating radar (GPR) method is a non-destructive geophysical method that is used to detect subsurface heterogeneities and also recognition of various shallow targets. In present research, forward and inverse modeling of GPR data applied for archaeological study has been made. The study area is Tappeh Hissar, Damghan, in which GPR data along several survey lines have been acquired using 250 MHz shielded antenna for archaeological investigations. To achieve the goal, the real radar-gram of a survey line in the area has been obtained after applying different processing operations containing signal saturation correction and applying band-pass, auto-gain control and background re-moval filters on the GPR data using Reflexw software. Then, the synthetic radargram corresponding to the real radargram has been simulated using finite-different time domain (FDTD) method. After-ward inversion method with solution of an optimization problem was employed for validation of in-terpretation of GPR radargram in order to detect buried targets. The results of this research, that are based on the agreement between the radargram obtained from the real GPR data and the synthetic radargram corresponding to the real radargram, confirm the correctness of the interpretation of sub-surface archaeological investigations in the area, and thus, indicate the capability of application of GPR method for archaeological exploration