Change Detection Analysis Using Drone-Based Photogrammetry for Long-Term Archaeological Site Erosion Monitoring

Special Section

Change Detection Analysis Using Drone-Based Photogrammetry for Long-Term Archaeological Site Erosion Monitoring

Kelsey Pennanen1

Author Affiliations

1 Corresponding author: Department of Anthropology and Archaeology, University of Calgary, Room ES806C, Earth Sciences, 2500 University Drive NW, Calgary, AB T2N 1N4, Canada

https://doi.org/10.51270/47.1.49
Canadian Journal of Archaeology 47(1):49-64 (2023)

Abstract

This paper presents a rapid, cost-effective, and non-specialist approach to long-term archaeological site monitoring that is repeatable and affordable. Advances in unmanned aerial vehicle (UAV)-based photogrammetry allow for the creation of multi-temporal three-dimensional (3D) models that permit accurate and in-depth analysis and quantification of landscape change through time. This paper presents a case study of aerial-based photogrammetric datasets using UAVs (i.e., drones) to conduct change detection analysis for monitoring continued erosion threatening an Indigenous buffalo jump in Alberta, Canada. The results demonstrate which areas of the site experienced the most significant change over a period of four years. By bridging gaps between traditional field survey and satellite-scale observations of impacts to large archaeological site complexes, UAV monitoring programs may become increasingly important as anthropogenic climate change continues to threaten heritage sites in Canada.

Résumé

Cet article présente une approche rapide, efficace et non spécialisée qui est reproductible et peu coûteuse pour la surveillance à long terme de sites archéologiques. Les progrès dans la photogrammétrie par véhicules aériens sans pilote (UAV) permettent la création de modèles tridimensionnels (3D) multitemporels en vue d’effectuer une analyse et une quantification précises et approfondies des transformations du paysage au fil du temps. Dans l’étude de cas décrite dans cet article, des ensembles de données photogrammétriques aériennes ont été récoltées à l’aide d’UAV (c.-à-d. de drones) afin de réaliser une analyse de détection des changements pour la surveillance de l’érosion continue qui menace un précipice à bisons autochtone en Alberta, Canada. Les résultats indiquent les secteurs du site qui ont connu les changements les plus importants sur une période de quatre ans. En comblant les lacunes entre les méthodes classiques d’inventaire sur le terrain et d’observation satellitaire des impacts sur de grands complexes archéologiques, les programmes de surveillance par UAV pourraient devenir un outil d’une importance croissante avec les changements climatiques anthropiques menaçant les sites patrimoniaux au Canada.

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