The Use of Remote Sensing, Geophysical Methods and Soil Analysis in the Study of Sites Disturbed by Agricultural Activity

This study is based on an interdisciplinary approach to the prospection of archaeological sites impacted by modern agricultural plowing activity. We applied remote sensing, combined with geophysical, geochemical, and archaeological methods at Kushmanskoye III — a medieval Finno-Ugric site in the Cheptsa River basin, northern Udmurtia (9th–13th centuries AD). As a result of many years of plowing, the site cannot be visually demarcated, and visual traces of its extent have been obliterated. Scientifi c methods included aerial photography from unmanned vehicles (visual range, thermal, and multispectral imaging), geophysical techniques (resistivity and magnetometry surveys, ground penetrating radar, and electrical resistivity tomography), and soil studies (grain size composition, micromorphology, and chemical and biological analyses of soil cores). As a result, we effectively traced the boundaries of the site and of its “household periphery”, delineating areas with various degrees of disruption. Our research identifi ed two lines of defensive constructions, previously invisible on the surface. Our fi ndings have enabled us to initiate revision of the site’s status in the register of state-protected archaeological resources. The location of geophysical anomalies, caused by buried features, reveals a regularized row layout to the site. The results are supported by those of archaeological surveys.

Medieval sites, agricultural damage, boundaries, layout, aerial photography, geophysics, geochemistry

1. Археологическая карта северных районов Удмуртии / А.Г. Иванов, М.Г. Иванова, Т.И. Останина, Н.И. Шутова. – Ижевск: УИИЯЛ УрО РАН, 2004. – 276 с.

2. Борисов А.В., Коробов Д.С. Древнее и средневековое земледелие в Кисловодской котловине: итоги почвенно-археологических исследований. – М.: Таус, 2013. – 272 с.

3. Воробьева Н.Г., Журбин И.В., Князева Л.Ф. Исследование возможностей БПЛА Supercam S350-f в задачах изучения и сохранения археологического наследия // Изв. высш. учеб. заведений: Геодезия и аэрофотосъемка. – 2016. – Т. 60, № 2. – С. 83–90.

4. Гарбузов Г.П. Археологические исследования и дистанционное зондирование Земли из космоса // РА. – 2003. – № 2. – С. 45–55.

5. Жуковский М.О. Использование данных спутников CORONA в археологических исследованиях // КСИА. – 2012. – Вып. 226. – С. 45–54.

6. Иванова М.Г. Иднакар: Древнеудмуртское городище IX–XIII вв. – Ижевск: УИИЯЛ УрО РАН, 1998. – 294 с.

7. Иванова М.Г. Отчет об исследованиях на Кушманском городище Учкакар, Кушманском III селище и Кушманском II селище в Ярском районе Удмуртской Республики в 2016 г. Т. I // Научно-отраслевой архив УИИЯЛ УрО РАН. РФ. Оп. 2. Д. 1693. СD 104.

8. Иванова М.Г., Журбин И.В. Археолого-геофизические исследования поселений Камско-Вятского региона // Вестн. Удмурт. гос. ун-та. Сер.: История и филология. – 2015. – Т. 25, вып. 1. – С. 104–109.

9. Иванова М.Г., Кириллов А.Н. Предварительные итоги изучения Кушманского комплекса памятников в бассейне р. Чепцы // Тр. Кам. археол.-этногр. экспедиции. – Пермь: Перм. гос. гум.-пед. ун-т, 2012. – Вып. VIII: Археологические памятники Поволжья и Урала: современные исследования и проблемы сохранения и музеефикации. – С. 313–319.

10. Кириллов А.Н. Археологические работы по определению границ объектов археологического наследия в Глазовском районе и разведочные работы в Ярском районе Удмуртской Республики // Архив ИКМЗ УР «Иднакар». 2013. Д. 02-03. 148 с.

11. Назмутдинова А.И., Милич В.Н. Исследование зависимости результатов классификации многозональных изображений лесной растительности от параметров вейвлет-преобразования // Автометрия. – 2016. – Т. 52, № 3. – С. 20–27.

12. Назмутдинова А.И., Милич В.Н., Журбин И.В. Метод и признаки выявления культурного слоя археологических памятников по данным многозональной съемки // Геоинформатика. – 2017. – № 1. – С. 52–58.

13. Чернышева Е.В., Каширская Н.Н., Коробов Д.С., Борисов А.В. Изменение биологической активности дерновокарбонатных почв Кисловодской котловины под влиянием древнего и современного антропогенного воздействия // Почвоведение. – 2014. – № 9. – С. 1068–1076.

14. Anderson J.P.E., Domsch K.H. A physiological method for the quantitative measurement of microbial biomass in soils // Soil Biol. Biochem. – 1978. – Vol. 10, N 3. – P. 215–221.

15. Geophysical Survey in Archaeological Field Evaluation. – English Heritage, 2008. – 60 p. – URL: http://www.englishheritage.org.uk/publications/ (Дата обращения: 07.12.2014 г.).

16. Lockyear K., Shlasko E. Under the Park: Recent Geophysical Surveys at Verulamium (St Albans, Hertfordshire, UK) // Archaeol. Prospection. – 2017. – Vol. 24. – P. 17–36.

17. Mozzi P., Fontana A., Ferrarese F., Ninfo A., Campana S., Francese R. The Roman City of Altinum, Venice Lagoon, from Remote Sensing and Geophysical Prospection // Archaeol. Prospection. – 2016. – Vol. 23. – P. 27–44.