3D data fusion for the presentation of archaeological landscapes: a Scottish perspective

  3D  Modelling  and  Visualisation   1

Introduction

ȱ œ˜Ğ Š›Žȱ ’—ȱ ‹˜‘ȱ ›ŽŽȱ Š—ȱ ™›˜™›’ŽŠ›¢ȱ ˜›–œȱ

‘Šœȱ Š••˜ Žȱ œžŽ—œǰȱ ›ŽœŽŠ›Œ‘Ž›œȱ Š—ȱ ŽŠŒ‘Ž›œȱ ˜ȱ

™›ŽœŽ—ȱŠŠȱ’—ȱřȱ˜›–Šǰȱ ‘’Œ‘ȱȃ‹›’—œȱ•Š—œŒŠ™Žœȱ

Š•’ŸŽȄǯȱ ‘’œȱ œŽ™ȱ Œ‘Š—Žȱ ’—ȱ ŠŠȱ ™›ŽœŽ—Š’˜—ȱ ‘Šœȱ

Š££•Žȱ‘ŽȱŠ›Œ‘ŠŽ˜•˜’ŒŠ•ȱŒ˜––ž—’¢ǰȱ‹žȱ‹Ž¢˜—ȱ

‘Žȱ ȃ ˜ Ȅȱ ŠŒ˜›ǰȱ  ‘Šȱ –˜›Žȱ ˜Žœȱ řȱ ŠŠȱ ™›Žœ-­‐‑

Ž—Š’˜—ȱ ’ŸŽȱ žœȱ ǻžœ’—ȦŠ–™Ž›ȱ ŘŖŖŜǼǵȱ ‘Žȱ ꛜȱ

™Š›ȱ ˜ȱ ‘’œȱ ™Š™Ž›ȱ ˜ž•’—Žœȱ ‘Žȱ ™›˜ŒŽœœȱ ˜ȱ Œ›ŽŠ’—ȱ

Šȱ řȱ Ÿ’œžŠ•’œŠ’˜—ȱ ˜ȱ Š—ȱ Š›ŽŠȱ ˜ȱ Œ˜•Š—ȱ ‘Šȱ  Šœȱ

œž›ŸŽ¢ŽȱŠœȱ™Š›ȱ˜ȱŠȱȱŘŖŖśȱŠ›Œ‘ŠŽ˜•˜’ŒŠ•ȱ

•Š—œŒŠ™Žȱ œž›ŸŽ¢ǯȱ ȱ Š•œ˜ȱ ™›ŽœŽ—œȱ ‘Žȱ ™˜Ž—’Š•ȱ ˜›ȱ

Šȱ–˜—ž–Ž—ȱœ™ŽŒ’ęŒȱœž›ŸŽ¢ȱ ’‘’—ȱ‘Šȱ•Š—œŒŠ™Žǯȱ

‘ŽȱœŽŒ˜—ȱ™Š›ȱ˜ȱ‘Žȱ™Š™Ž›ȱŠœœŽœœŽœȱ‘Žȱ›ŽœŽŠ›Œ‘ȱ

™˜Ž—’Š•ȱ˜ȱřȱŠŠȱ™›ŽœŽ—Š’˜—œȱŠœȱŠȱ˜˜•ȱ˜›ȱ•Š—-­‐‑

œŒŠ™ŽȱŠ›Œ‘ŠŽ˜•˜’œœǯȱ

Background

ȱ ž—Ž›˜˜”ȱ Š—ȱ Š›Œ‘ŠŽ˜•˜’ŒŠ•ȱ •Š—œŒŠ™Žȱ

œž›ŸŽ¢ȱ’—ȱŘŖŖśȱŠœȱ™Š›ȱ˜ȱŠȱ™Š›—Ž›œ‘’™ȱ™›˜“ŽŒȱ ’‘ȱ

ŽŽ—ŒŽȱ œŠŽœȱ ǻǼǰȱ Š—ȱ ¡ŽŒž’ŸŽȱ Ž—Œ¢ȱ ˜ȱ ‘Žȱ

’—’œ›¢ȱ ˜ȱ ŽŽ—ŒŽǰȱ ˜ȱ ™›˜Ÿ’Žȱ Šȱ ‹ŠœŽ•’—Žȱ œž›ŸŽ¢ȱ

˜ȱ Ž—‘Š—ŒŽȱ ‘Žȱ ‘’œ˜›’Œȱ Œ˜–™˜—Ž—ȱ ˜ȱ ‘Žȱ Š—ȱ

Š—ŠŽ–Ž—ȱ•Š—ȱ˜›ȱ‘ŽȱŠœ•Ž•Š ȱŠ—ȱ›Ž‘˜›—ȱ

›Š’—’—ȱ›ŽŠȱǻǼǯȱ‘Žȱœž›ŸŽ¢ȱœŽȱ˜žȱ˜ȱ›ŽŒ˜›ȱ

Š••ȱ Ÿ’œ’‹•Žȱ Š›Œ‘ŠŽ˜•˜’ŒŠ•ȱ ŽŠž›Žœǰȱ ’—Œ•ž’—ȱ ›Ž•’Œȱ

–’•’Š›¢ȱ›Ž–Š’—œǯȱ

‘Žȱȱ’œȱœ’žŠŽȱ˜ Š›œȱ‘ŽȱȱŽ—ȱ˜ȱ‘Žȱ

Ž—•Š—ȱ’••œȱŽ’˜—Š•ȱŠ›”ǰȱ’––Ž’ŠŽ•¢ȱœ˜ž‘ȱ˜ȱ

’—‹ž›‘ȱ(Fig.  1)ǯȱȱ–ŽŠœž›ŽœȱŠȱ–Š¡’–ž–ȱ˜ȱśȱ”–ȱ

›˜–ȱ —˜›‘ȱ ˜ȱ œ˜ž‘ȱ ‹¢ȱ ž™ȱ ˜ȱ řǯşȱ ”–ȱ ›Š—œŸŽ›œŽ•¢ȱ

Š—ȱŒ˜ŸŽ›œȱŠ—ȱ’››Žž•Š›ȱŠ›ŽŠȱœ˜–Žȱŝǯşȱ”–Ŷȱ’—ȱŽ¡Ž—ǯȱ

‘ŽȱŠ›ŽŠȱŒ˜—Š’—œȱŠȱŒŽ—›Š•ȱ–Šœœ’ǰȱŒ˜–™›’œ’—ȱŠȱœŽ-­‐‑

›’Žœȱ˜ȱ‘’••œȱ›’œ’—ȱ˜ȱŚşřȱ–ȱǯȱȱ—Š››˜ ȱ›’‹‹˜—ȱ˜ȱ

™Šœž›Žȱꎕœȱ‘ŠȱŽ¡Ž—œȱŠ•˜—ȱ‘Žȱœ˜ž‘Ž›—ȱœ’Žȱ

˜ȱ ‘Žȱ ’—‹ž›‘ȱ ’¢ȱ ‹¢™Šœœȱ –Š›”œȱ ‘Žȱ —˜›‘Ž›—ȱ

ŽŽȱ˜ȱ‘Žȱǯȱ‘Žȱœ˜ž‘Ž›—ȱŽ—ȱ˜ȱ‘Žȱ›Š’—’—ȱ

Š›ŽŠȱ’œȱŠȱ™ŠŒ‘ ˜›”ȱ˜ȱŒž•’ŸŠŽȱŠ—ȱ™Šœž›Žȱꎕœǯȱ

˜œȱ˜ȱ‘Žȱ›Š’—’—ȱŠ›ŽŠȱ’œȱ‘ŽŠ‘Ž›ȱ˜›ȱ›Šœœȱ–˜˜›-­‐‑

•Š—ǰȱ ’‘ȱŠȱŽ ȱœ–Š••ȱ™ŠŒ‘Žœȱ˜ȱ ˜˜•Š—ȱŠ—ȱ‘Žȱ

˜ŸŽ›Š••ȱŒž››Ž—ȱ•Š—ȬžœŽȱ’œȱœ‘ŽŽ™ȱŠ›–’—ǯȱ

Archaeological  Survey

‘Žȱ ꎕ ˜›”ȱ Œ˜–™˜—Ž—ȱ ˜ȱ ‘Žȱ ™›˜“ŽŒȱ œŠ ȱ ‘Žȱ

Š›ŽŠȱ ’—œ™ŽŒŽȱ ˜—ȱ ‘Žȱ ›˜ž—ǯȱ ŽŠž›Žœȱ ‘Šȱ  Ž›Žȱ

—˜ȱ ˜—ȱ ‘Žȱ ›—Š—ŒŽȱ ž›ŸŽ¢ȱ –Š™ȱ  Ž›Žȱ œž›ŸŽ¢Žȱ

žœ’—ȱŠȱŽ’ŒŠȱ¢œŽ–ȱŗŘŖŖȱ’쎛Ž—’Š•ȱ •˜‹Š•ȱ˜œ’-­‐‑

’˜—’—ȱ¢œŽ–ȱǻ Ǽȱ ’‘ȱŠ—ȱŠŒŒž›ŠŒ¢ȱ˜ȱƹȺŘȱŒ–ǯȱ

ŽŠž›Žœȱ’Ž—’ꮍȱ›˜–ȱŠ—ȱŽ¡Š–’—Š’˜—ȱ˜ȱ‘’œ˜›’Œȱ

ŠŽ›’Š•ȱ ™‘˜˜›Š™‘œȱ Š—ȱ –Š™œȱ  Ž›Žȱ Ÿ’œ’Žȱ ˜—ȱ ‘Žȱ

›˜ž—ǰȱ ˜ȱ ‹Žȱ ŸŽ›’ꮍȱ ˜›ȱ ’œ›ŽŠ›Žǯȱ ‘Žȱ ȱ

’œȱŒ˜ŸŽ›Žȱ‹¢ȱ˜˜ȱšžŠ•’¢ȱŸŽ›’ŒŠ•ȱŠŽ›’Š•ȱ™‘˜˜›Š-­‐‑

™‘¢ǰȱŠ”Ž—ȱ’—ȱŗşŚŝǰȱŗşśřǰȱŗşŜŖȱŠ—ȱŗşŜşǰȱŠ—ȱŒ˜•˜ž›ȱ

™‘˜˜›Š™‘¢ȱŠ”Ž—ȱ’—ȱŗşŞŞǯȱ‘Žȱŗ^stȱŠ—ȱŘ^nd  editions  

˜ȱ ‘Žȱ ȱ ŜȬ’—Œ‘ȱ –Š™ȱ ˜ȱ ’—‹ž›‘œ‘’›Žȱ ǻŗŞśŚȮśȱ

Š—ȱŗŞşśȮŗşŖśǼȱ‘ŠŸŽȱ‹ŽŽ—ȱŸŠ•žŠ‹•Žȱœ˜ž›ŒŽœȱ˜›ȱž—-­‐‑

Ž›œŠ—’—ȱ‘Žȱ–’ȱŗş^‘ȱŠ—ȱ•ŠŽȱŗş^‘ȱŒŽ—ž›¢ȱ•Š—-­‐‑

œŒŠ™Žœǰȱ›Žœ™ŽŒ’ŸŽ•¢ǯȱ

œȱŠȱ›Žœž•ȱ˜ȱ‘Žȱ˜Œž–Ž—Š›¢ȱ›ŽœŽŠ›Œ‘ȱŠ—ȱ‘Žȱ ꎕȱ œž›ŸŽ¢ǰȱ ‘Žȱ ™›˜“ŽŒȱ Ž—Ž›ŠŽȱ Šȱ •Š›Žȱ Ÿ˜•ž–Žȱ

˜ȱ’’Š•ȱŠŠǰȱ›Š—’—ȱ›˜–ȱŒ˜Žȱ ȱ•’—Žȱ ˜›”ȱ

Ž™’Œ’—ȱ –˜—ž–Ž—œȱ Š—ȱ •Š—œŒŠ™Žȱ ŽŠž›Žœȱ ’—ȱ ȱ œ‘Š™Žę•Žȱ ˜›–ŠDzȱ œŒŠ——Žȱ Š—ȱ Ž˜Ȭ›ŽŽ›Ž—ŒŽȱ

›—Š—ŒŽȱ ž›ŸŽ¢ȱ ŗ^stȱ Š—ȱ Ř^ndȱ Ž’’˜—ȱ –Š™œȱ Šœȱ ȱ ꕎœDzȱ ŠŽ›’Š•ȱ ™‘˜˜›Š™‘œȱ Šœȱ ȱ ꕎœǰȱ Š—ȱ ’’Š•ȱ

™‘˜˜›Š™‘¢ȱ Šœȱ ȱ Š—ȱ ȱ ꕎœǯȱ ‘’œȱ –’¡ž›Žȱ

˜ȱ˜Œž–Ž—Š›¢ȱŠ—ȱœž›ŸŽ¢ȱŽ—Ž›ŠŽȱŠŠȱŠ••˜ œȱ Alex  Hale  Ȯ  James  Hepher

řȱŠŠȱžœ’˜—ȱ˜›ȱ‘Žȱ›ŽœŽ—Š’˜—ȱ˜ȱ›Œ‘ŠŽ˜•˜’ŒŠ•ȱŠ—œŒŠ™ŽœDZȱ ȱŒ˜Ĵ’œ‘ȱŽ›œ™ŽŒ’ŸŽ

Abstract:ȲA  řȱ™›ŽœŽ—Š’˜—ȱŒŠ—ȱ™›˜Ÿ’ŽȱŠȱŸŽ›¢ȱŠĴ›ŠŒ’ŸŽȱ™•Š˜›–ȱ˜ȱ™ž‹•’œ‘ȱ•Š—œŒŠ™ŽȬœŒŠ•ŽȱŠ›Œ‘ŠŽ˜•˜’-­‐‑

ŒŠ•ȱœž›ŸŽ¢œǯȱŽœ’ŽœȱŽ¢ŽȬŒŠŒ‘’—ȱ™›ŽœŽ—Š’˜—œǰȱ ‘ŠȱŠ›Žȱ‘Žȱ›ŽœŽŠ›Œ‘ȱŠ™™•’ŒŠ’˜—œȱ˜ȱřȱŠŠȱ˜›ȱ•Š—œŒŠ™Žȱ

Š›Œ‘ŠŽ˜•˜’œœǵȱ ‘’œȱ ™Š™Ž›ȱ ǻ’—ȱ Œ˜—“ž—Œ’˜—ȱ  ’‘ȱ Šȱ řȱ •Š—œŒŠ™Žȱ Ÿ’œžŠ•’œŠ’˜—Ǽȱ ™›ŽœŽ—œȱ Šȱ ™›Ž•’–’—Š›¢ȱ Š-­‐‑

Ž–™ȱ‹¢ȱ‘Žȱ˜¢Š•ȱ˜––’œœ’˜—ȱ˜—ȱ‘Žȱ—Œ’Ž—ȱŠ—ȱ’œ˜›’ŒŠ•ȱ˜—ž–Ž—œȱ˜ȱŒ˜•Š—ȱǻǼȱ˜ȱŽ-­‐‑

•’ŸŽ›ȱœž›ŸŽ¢ȱŠŠȱŠȱ‹˜‘ȱ•Š—œŒŠ™ŽȱŠ—ȱ–˜—ž–Ž—ȱœŒŠ•Žœȱ’—ȱřǯȱŽȱ ’••ȱŠ•œ˜ȱŠœœŽœœȱœ˜–Žȱ˜ȱ‘Žȱ›ŽœŽŠ›Œ‘ȱ

™˜Ž—’Š•œȱ˜›ȱřȱŠŠȱ™ž‹•’ŒŠ’˜—ȱ›˜–ȱŠȱ•Š—œŒŠ™ŽȱŠ—ȱ–˜—ž–Ž—ȱ™Ž›œ™ŽŒ’ŸŽǯ

Řȱ Š¢Ž›œȱ˜ȱŽ›ŒŽ™’˜—ȱȮȱȱŘŖŖŝ

‹Ž ŽŽ—ȱ‘Žȱ–˜—ž–Ž—ȱŠ—ȱ‘Žȱ•Š—œŒŠ™Žǯȱ‘ŽȱŠŠȱ

œ’Ğ’—ȱ™›˜žŒŽȱŽ’‘ȱ˜ŒŠ•ȱœ’Žœȱ˜›ȱ‘Žȱ•Š—œŒŠ™Žȱ

Ÿ’œžŠ•’œŠ’˜—ǯȱ ™™›˜™›’ŠŽȱ ›ŠœŽ›ȱ Š—ȱ ŸŽŒ˜›ȱ ŠŠȱ  ˜ž•ȱ‹Žȱ˜ŸŽ›•Š’—ȱ˜—ȱŠȱ‹ŠŒ”›˜™ȱ˜ȱ Ž–Š™™’—Ȃœȱ

Ž¡–Š™ȱ –’••Ž——’ž–ȱ –Š™ȱ ˜ȱ ›’Š’—ǰȱ Œ˜–™›’œ’—ȱ

Œ˜•˜ž›ȱ™‘˜˜›Š™‘œȱ ’‘ȱŠȱ›˜ž—ȱ›Žœ˜•ž’˜—ȱ˜ȱž™ȱ

˜ȱŗśȱŒ–ȱ™Ž›ȱ™’¡Ž•ǯȱ‘ŽœŽȱŸŽ›’ŒŠ•ȱ™‘˜˜›Š™‘œȱ Ž›Žȱ

›Š™Žȱ˜ŸŽ›ȱ—Ž›–Š™Ȃœȱ’’Š•ȱŽ››Š’—ȱ–˜Ž•ȱǻǼȱ

˜ȱ‘Žȱȱ•Š—œŒŠ™Žǯȱ‘ŽȱŽ’‘ȱ˜Œ’ȱ’—Œ•žŽȱŘŖ^‘  

ŒŽ—ž›¢ȱ–’•’Š›¢ȱ ˜›”œȱŠ—ȱ–Ž’ŽŸŠ•ȱŒž•’ŸŠ’˜—ȱ›Ž-­‐‑

–Š’—œȱ Š—ȱ ›˜—£ŽȱŽȱ ‘˜žœŽȱ ™•Š˜›–œǰȱ Š—ȱ  Ž›Žȱ

žœŽȱ˜ȱœ‘˜ ȱŠŠœŽœȱ’—ȱŒ˜–‹’—Š’˜—œȱ‘Šȱ ˜ž•ȱ

˜›ȱŠȱ ’ŽȱŸŠ›’Ž¢ȱ˜ȱ™›ŽœŽ—Š’˜—ȱ˜™’˜—œȱ’—ȱ‘Žȱřȱ

Ž—Ÿ’›˜—–Ž—ǯ

3D  Visualisation  Production

‘Žȱꎕ ˜›”ȱŠ—ȱ˜Œž–Ž—Š›¢ȱ›ŽœŽŠ›Œ‘ȱ™›˜žŒŽȱ

ŠŠȱ ‘Šȱ —ŽŽŽȱ ˜ȱ ‹Žȱ “ž’Œ’˜žœ•¢ȱ œ’ĞŽȱ ’—ȱ ˜›Ž›ȱ

‘Šȱ ‘Žȱ řȱ Ÿ’œžŠ•’œŠ’˜—ȱ Œ˜—ŸŽ¢Žȱ ‹˜‘ȱ •Š—œŒŠ™Žȱ

Š—ȱ–˜—ž–Ž—ȱœŒŠ•ŽȱŒ‘Š›ŠŒŽ›’œ’Œœǯȱȱ ŠœȱŽ•ȱŠ™-­‐‑

™›˜™›’ŠŽȱ‘ŠȱŸ’œžŠ•’œŠ’˜—ȱŠȱ‘ŽœŽȱ’쎛Ž—ȱœŒŠ•Žœȱ  ˜ž•ȱ ‹Žœȱ Ž–˜—œ›ŠŽȱ ‘Žȱ ŸŠ›’Š’˜—ȱ ’—ȱ Œ‘Š›ŠŒŽ›ȱ

’ǯȱŗǯȲ˜ŒŠ’˜—ȱ–Š™ȱ˜ȱŠœ•Ž•Š ȱŠ—ȱ›Ž‘˜›—ȱ›Š’—’—ȱ›ŽŠǯȱǻǻŖŖŜşŞŖǼȱ^©›˜ —ȱ˜™¢›’‘ǯȱ••ȱ›’‘œȱ›ŽœŽ›ŸŽǰȱ

›—Š—ŒŽȱž›ŸŽ¢ȱ’ŒŽ—ŒŽȱž–‹Ž›ȱŗŖŖŖŘŖśŚŞȱŘŖŖŝǼ

’ǯȱŘǯȱŠǯȲǻŠ‹˜ŸŽȱ•ŽĞǼȱȱ˜ȱŠœ•Ž•Š ȱ˜›ȱœ‘˜ œȱ˜™˜›Š™‘¢ȱŽ›’ŸŽȱ›˜–ȱ‘Žȱ’쎛Ž—’Š•ȱ ȱœž›ŸŽ¢ȱǻŗŖśşŘŚŞǼǯȱ

‹ǯȱ ǻŠ‹˜ŸŽȱ ›’‘Ǽȱ •Š—Žȱ Š‹•Žȱ ›Š ’—ȱ œ‘˜ ’—ȱ Šœ•Ž•Š ȱ ˜›’ęŒŠ’˜—œȱ ’—ȱ ›Ž•’Žȱ žœ’—ȱ ‘Žȱ ȱ ‘Ž’‘œȱ ǻŗŖśşŘŚşǼǯȱ (^©›˜ —ȱ˜™¢›’‘ǯȱ••ȱ›’‘œȱ›ŽœŽ›ŸŽǯȱŠŒ”›˜ž—ȱ’–ŠŽœȱŠ—ȱ•Š—œŒŠ™Žȱ‘Ž’‘ȱ–˜Ž•ȱŠŠȱŒ˜™¢›’‘ȱ˜ȱ Ž–Š™-­‐‑

™’—^©ȱŠ—ȱ—Ž›–Š™^©Ǽ

ŠǼ ‹Ǽ

a ‹

  3D  Modelling  and  Visualisation   3

˜‹œŽ›ŸŠ’˜—ǰȱ’–Žȱ˜ȱŸ’Ž ȱŠ—ȱ–˜—ž–Ž—ȱ•Š‹Ž••’—ȱ  Ž›ŽȱŒ˜—œ’Ž›ŽȱŠ—ȱŽ’Žȱ˜›ȱŽŠŒ‘ȱ˜ȱ‘Žȱ˜Œ’ȱŠ—ȱ

‘Žȱ ˜›ȱ ˜ȱ Ž–˜—œ›ŠŽȱ ’쎛Ž—ȱ ›ŽœŽŠ›Œ‘ȱ ‘Ž–Žœȱ (Figs.  2Ȯ7).

Vector  Data

‘Žȱ•’—Žȱ ˜›”ȱ™•˜ĴŽȱž›’—ȱ‘Žȱ ȱœž›ŸŽ¢ȱꎕ-­‐‑

 ˜›”ȱ Š—ȱ ‘Šȱ ’’’œŽȱ ›˜–ȱ ŠŽ›’Š•ȱ ™‘˜˜›Š™‘œȱ

›Ž™›ŽœŽ—Žȱ Œž•’ŸŠ’˜—ǰȱ œ’Žȱ ‹˜ž—Š›’Žœǰȱ  Š••ȱ •’—Žœȱ

Š—ȱ ’—’Ÿ’žŠ•ȱ œ’Žȱ ŽŠž›Žœǯȱ ‘’œȱ •’—Žȱ  ˜›”ȱ Œ˜–-­‐‑

™›’œŽœȱŠĴ›’‹žŽœȱ‘ŠȱŠ›Žȱ™Š›ȱ˜ȱ‘Žȱȱœ’ŽȱŠ-­‐‑

Š‹ŠœŽǯȱ ‘’œȱ ŸŽŒ˜›ȱ ŠŠȱ ’—Œ•žŽȱ £ȱ ŸŠ•žŽœȱ ǻ‘Ž’‘ȱ

ŠŠǼȱ ˜›ȱ ŽŠŒ‘ȱ œž›ŸŽ¢ȱ ™˜’—ȱ —˜Žȱ ˜›ȱ ’’’œŽȱ

™˜’—ǯȱ ‘Žȱ ‘Ž’‘ȱ ŠŠȱ Ž—Š‹•Žȱ ‘Žȱ œ’Žȱ ŽŠž›Žœȱ ˜ȱ

Ž’‘Ž›ȱ œ’ȱ ’—Œ˜—›ž˜žœ•¢ȱ ŠŠ’—œȱ ‘Žȱ •˜ Ž›ȱ ŠŒŒž-­‐‑

›ŠŒ¢ȱ ‹ŠŒ”›˜ž—ǰȱ ˜›ȱ ‹¢ȱ ŠĴ›’‹ž’—ȱ ‘Žȱ •’—Žȱ  ˜›”ȱ

’›ŽŒ•¢ȱ ’‘ȱ‘Žȱ—Ž›–Š™ȱ‘Ž’‘ȱŠŠǰȱ˜ȱ˜›–ȱŠ—ȱ

ž—’—Ž››ž™Žȱ œž›ŠŒŽǯȱ ˜œȱ ˜ȱ ‘Žȱ ˜Œ’ȱ Œ˜ž•ȱ ŽŠœ-­‐‑

’•¢ȱ ‹Žȱ ›ŽŒ˜—’œŽȱ Š—ȱ ž—Ž›œ˜˜ȱ žœ’—ȱ œ’–™•Žȱ řȱ ™˜•¢•’—Žœǯȱ ˜ ŽŸŽ›ǰȱ ’ȱ  Šœȱ Ž•ȱ ‘Šȱ œ˜–Žȱ œ’Žœȱ  ˜ž•ȱ ‹Ž—Žęȱ ›˜–ȱ Ž¡›žœ’˜—ȱ ˜ȱ ™˜•¢˜—œȱ Œ›ŽŠŽȱ

›˜–ȱ‘Ž’›ȱ•’—Žȱ ˜›”ȱŽ™’Œ’˜—ǯȱ‘’œȱ Šœȱž—Ž›Š”-­‐‑

Ž—ȱ˜ȱŽ—‘Š—ŒŽȱœ’ŽȱŠ›ŽŠȱŽ¡Ž—ǰȱ Š••ȱ‘’Œ”—ŽœœŽœȱŠ—ȱ

‘Ž’›ȱ ™›˜‹Š‹•Žȱ ‘Ž’‘ȱ Š‹˜ŸŽȱ ›˜ž—ȱ •ŽŸŽ•ǯȱ ŽŽǰȱ ˜›ȱ

Ž¡Š–™•Žǰȱ‘Žȱ›˜—£ŽȱŽȱ™•Š˜›–œȱ˜—ȱŠ™Ž•Š ȱ’••ȱ   (Fig.  6).

Œ˜—ŸŽ¢ȱ™Š›’Œž•Š›ȱŒ‘Š›ŠŒŽ›’œ’ŒœȱŠ—ȱŒ‘Š—Žœȱ’—ȱ‘Žȱ

•Š—œŒŠ™Žǯȱ

‘Žȱ –˜—ž–Ž—ȱ œ™ŽŒ’ęŒȱ Ž¡Š–™•Žȱ žœŽȱ ‘Žȱ •ŠŽȱ 1^stȱ ’••Ž——’ž–ȱ ȱ ›˜—ȱ Žȱ ˜›ȱ Šȱ Šœ•Ž•Š ǰȱ ’—ȱ

‘Žȱ œ˜ž‘ȬŽŠœȱ ˜ȱ ‘Žȱ ȱ Š›ŽŠǰȱ Š—ȱ  Šœȱ Œ‘˜œŽ—ȱ

˜ȱ œ‘˜ ȱ ‘Žȱ ›Š—Žȱ ˜ȱ œ’ŽȬœ™ŽŒ’ęŒȱ ŠŠȱ ‘Šȱ ŒŠ—ȱ ‹Žȱ

žœŽȱ’—ȱřȱœ’ŽȱŠ—Š•¢œ’œǯȱ‘ŽȱŠŠȱ’—Œ•žŽȱ˜›’’—Š•ȱ

Ž¡ŒŠŸŠ’˜—ȱ™•Š—œȱ›˜–ȱ‘ŽȱŗşřŖœȱŠ—ȱŗşŚŖœǰȱœž›ŸŽ¢ȱ

›Š ’—œȱ›˜–ȱŗşŗśȱŠ—ȱŠȱ’’Š••¢ȱ’—”Žȱ›Š ’—ȱ

›˜–ȱ ‘Žȱ ȱ ŘŖŖśȱ œž›ŸŽ¢ǯȱȱ ”Ž¢ȱ Ž•Ž–Ž—ȱ ˜ȱ

‘’œȱ–˜—ž–Ž—ȱœ™ŽŒ’ęŒȱŽ¡Š–™•Žȱ Šœȱ˜ȱꗎȱž—Žȱ‘Žȱ

‘Ž’‘ȱŠŠȱ˜ŸŽ›ȱ ‘’Œ‘ȱ‘ŽœŽȱŠŠȱŽ•Ž–Ž—œȱ ˜ž•ȱ

‹Žȱ›Š™Žǯȱ‘’œȱ›Žšž’›Žȱ‘Žȱ™›˜žŒ’˜—ȱ˜ȱŠȱ•˜ŒŠ•-­‐‑

’œŽȱ ’’Š•ȱ Ž››Š’—ȱ –˜Ž•ȱ ǻǼȱ ˜ȱ ‘Žȱ ŽŠ›‘ ˜›”ȱ (Fig.   2a)ǯȱ ‘’œȱ ȱ  Šœȱ Œ›ŽŠŽȱ ›˜–ȱ ŗŝǰŖŖŖȱ  ȱ

œ™˜ȱ ‘Ž’‘œȱ –ŽŠœž›Žȱ ŠŒ›˜œœȱ ‘Žȱ ŗŚŖȱuȱ ŞŖȱ –ȱ Š›ŽŠȱ

˜ȱ ‘Žȱ ˜›ȱ ˜ȱ ‘Ž•™ȱ Ž¡Š–’—Žȱ ’œȱ ’—Ž›’˜›ȱ ˜›ȱ œ’—œȱ ˜ȱ

œŽĴ•Ž–Ž—ȱ ›Ž–Š’—œǯȱ ȱ Œ˜–™•Ž–Ž—Š›¢ȱ ™•Š—Žȱ Š‹•Žȱ

œž›ŸŽ¢ȱ ˜ȱ ‘Žȱ ˜›ȱ ™›˜žŒŽȱ Šȱ ‘ŠŒ‘ž›Žȱ ™•Š—ȱ ˜ȱ

Ž–˜—œ›ŠŽȱŠȱŒ˜—ŸŽ—’˜—Š•ȱŘȱœž›ŸŽ¢ȱ–Ž‘˜ȱŠ—ȱ

‘Žȱ‹Ž—Žęœȱ˜ȱ’œȱ’—Ž›Š’˜—ȱ ’‘’—ȱ‘ŽȱřȱŸ’›žŠ•ȱ  

Ž—Ÿ’›˜—–Ž—ǰȱ ŠŒ‘’ŽŸŽȱ ‹¢ȱ ›Š™’—ȱ ‘Žȱ ™•Š—Žȱ Š‹•Žȱ

œž›ŸŽ¢ȱ˜ŸŽ›ȱ‘Žȱȱ(Fig.  2b)ǯȱ˜ȱŠŒ’•’ŠŽȱ‘ŽȱŸ’œž-­‐‑

Š•’œŠ’˜—ȱ ȃĚ¢‘›˜ž‘ȃȱ Ȃœȱ ›ŒŒŽ—Žȱ şǯŗȱ Š—’–Š-­‐‑

’˜—ȱ ˜˜•œȱ  Ž›Žȱ žœŽȱ ˜ȱ Œ›ŽŠŽȱ ›Š–ŽȬ‹¢Ȭ›Š–Žȱ Š—’-­‐‑

–Š’˜—ȱꕎœȱ’—ȱž’˜ȱ’Ž˜ȱ—Ž›•ŽŠŸŽȱǻǼȱ˜›–Šȱ

˜›ȱ‹˜‘ȱ‘Žȱ•Š—œŒŠ™ŽȱŠ—ȱ‘Žȱ˜›ǯȱ›’Ž—Š’˜—ȱ˜—ȱ

’ǯȱřǯȲž›ŸŽ¢ȱ•’—ŽȬ ˜›”ȱǻŸŽŒ˜›ȱŠŠǼȱ˜ȱ›Ž•’Œȱ˜›•ȱŠ›ȱȱŠ—ȱȱ–’•’Š›¢ȱ›Ž—Œ‘Žœȱ˜ŸŽ›•Š’—ȱ˜—˜ȱ‘Žȱ‹ŠŒ”›˜ž—ȱ˜ȱ Ž–Š™™’—Ȃœȱ›Š™Žȱ™‘˜˜›Š™‘¢ǯȱǻ^©›˜ —ȱ˜™¢›’‘ǯȱ••ȱ›’‘œȱ›ŽœŽ›ŸŽǯȱŠŒ”›˜ž—ȱ’–ŠŽœȱŠ—ȱ•Š—œŒŠ™Žȱ‘Ž’‘ȱ

–˜Ž•ȱŠŠȱŒ˜™¢›’‘ȱ˜ȱ Ž–Š™™’—^©ȱŠ—ȱ—Ž›–Š™^©Ǽ

Śȱ Š¢Ž›œȱ˜ȱŽ›ŒŽ™’˜—ȱȮȱȱŘŖŖŝ

ŠŠȱ’—ȱ‘ŽȱřȱŽ—Ÿ’›˜—–Ž—ǰȱ‘Žȱ›ŽœŽŠ›Œ‘Ž›ȱŒŠ—ȱœŽŽȱ

‘Žȱ•Š—œŒŠ™ŽȱŠœȱŠȱ™Š•’–™œŽœȱ˜ȱ™›ŽœŽ›ŸŽȱ˜™˜›Š-­‐‑

™‘’ŽœǰȱŠŒ›˜œœȱ ‘’Œ‘ȱ‘Ž›ŽȱŠ›ŽȱŒŠŒ‘Žœȱ˜ȱŠ›Œ‘ŠŽ˜•˜’ŒŠ•ȱ

ŠŠȱ‘ŠȱŒŠ—ȱ‹Žȱž›—Žȱ˜—ȱŠ—ȱ˜ěȱŠȱ ’••ǯȱ’’˜—-­‐‑

Š••¢ǰȱ ˜ȱ ™›˜Ÿ’Žȱ ’ŠŒ‘›˜—’Œȱ ž—Ž›œŠ—’—ȱ ˜ȱ •Š—-­‐‑

œŒŠ™Žȱ›Ž–Š’—œǰȱŽŠž›ŽœȱŒŠ—ȱ‹Žȱ–ŠŽȱ˜ȱŠŽȱ’—ȱŠ—ȱ

˜žȱŠ••˜ ’—ȱ‘ŽȱžœŽ›ȱ˜ȱŸ’œžŠ•’£ŽȱŒ‘Š—Žǯȱ‘Žȱœ™ŽŽȱ

Šȱ ‘’Œ‘ȱ‘ŽȱŒ‘Š—Žȱ˜ŒŒž›œȱ’œȱŒ•ŽŠ›•¢ȱ—˜ȱ›ŽŠ•Ȭ’–Žȱ

Š—ȱ‘žœȱŒŠ—ȱ™›˜Ÿ’ŽȱŠȱ›Š‘Ž›ȱŒ˜—ŒŽ—›ŠŽȱǻœ™ŽŽŽȱ

ž™Ǽȱ˜›ȱŽ•ŽœŒ˜™Žȱǻœ•˜ Žȱ˜ —ǼȱŸ’Ž ȱ˜ȱ•Š—œŒŠ™Žȱ  

Œ‘Š—Žǯ

‘Žȱœ˜Ğ Š›Žȱ™›˜Ÿ’ŽœȱŠȱ›Š–Ž ˜›”ȱ˜›ȱ‘Žȱ’—Ž-­‐‑

›Š’˜—ȱ˜ȱŠŠȱŽ›’ŸŽȱ›˜–ȱŠ••ȱŠœ™ŽŒœȱ˜ȱ•Š—œŒŠ™Žȱ

œž’Žœȱ ›˜–ȱ Ž˜™‘¢œ’Œœǰȱ Š›Œ‘’ŸŽȱ –ŠŽ›’Š•ǰȱ œž›ŸŽ¢ȱ

ŠŠȱ ǻ ȱ ˜›ȱ ˜‘Ž›œǼǰȱ ȱ œŒŠ——Žȱ •Š—œŒŠ™Žœǰȱ

•ŠœŽ›ȱ œŒŠ——Žȱ ˜‹“ŽŒœȱ Š—ȱ Ž¡ŒŠŸŠ’˜—ȱ ™•Š—œȱ ǻœŽŽȱ џієѕѡȵȦȵюѡѡђџѠќћȱ ŘŖŖŝȱ ˜›ȱ Š—ȱ Ž¡Š–™•Žȱ ˜ȱ Šȱ Š-­‐‑

’˜—Š•ȱŠ›”ȱŸ’œžŠ•’œŠ’˜—Ǽǯȱ˜ ŽŸŽ›ǰȱ‘ŽȱŠž‘˜›œȂȱŽ¡-­‐‑

™Ž›’Ž—ŒŽȱ˜ž—ȱ‘Šȱȃ•Žœœȱ’œȱ–˜›ŽȄȱ ‘Ž—ȱ’ȱŒ˜–Žœȱ˜ȱ

•Š—œŒŠ™ŽȬœŒŠ•ŽȱŠŠǯȱŠ—¢ȱ–˜›Žȱ‘Š—ȱ‘›ŽŽȱŠŠœŽœȱ

œž™Ž›’–™˜œŽȱ‹ŽŒŠ–ŽȱŒ˜—žœŽȱŠ—ȱ’ȱ—˜ȱ—ŽŒŽœ-­‐‑

œŠ›’•¢ȱŽ—‘Š—ŒŽȱ‘Žȱ˜ŒŠ•ȱœ’ŽœǰȱŽœ™ŽŒ’Š••¢ȱ ‘Ž—ȱžœ’—ȱ

‘ŽȱŠŽȱ˜˜•œȱ˜ȱ™›˜Ÿ’Žȱ¢—Š–’ŒȱŒ‘Š—ŽȱœŒŽ—Š›’˜œǯȱ

‘ŽȱřȱŽ—Ÿ’›˜—–Ž—ȱ’œȱŠ—ȱŽ¡ŒŽ••Ž—ȱ–Ž’ž–ȱ˜›ȱ‘Žȱ

’—Ž››˜Š’˜—ȱ ˜ȱ •Š—œŒŠ™Žȱ Š›Œ‘ŠŽ˜•˜¢ǰȱ ‹žȱ ‘’œȱ ’œȱ  ‘˜••¢ȱŽ™Ž—Ž—ȱ˜—ȱ‘ŽȱšžŠ•’¢ȱ˜ȱ‘ŽȱŠŠȱ‘Šȱ’œȱ

‹Ž’—ȱžœŽǯȱ‘ŽœŽȱ¢™Žœȱ˜ȱ’—Ž››˜Š’˜—ȱœ˜Ğ Š›ŽȱŠ•-­‐‑

•˜ ȱ™›Ž’Œ’ŸŽȱ–˜Ž••’—ǰȱ ‘’Œ‘ȱŒŠ—ȱ‹ŽȱŽœŽȱ ‘Ž—ȱ ꎕȬŒ‘ŽŒ”Žǯȱ ‘Ž›ȱ œ™Š’Š•ȱ Š—Š•¢œ’œȱ ˜˜•œǰȱ œžŒ‘ȱ Šœȱ

Ÿ’Ž œ‘ŽœȱŠ—ȱŠ•Ž›ŽȱŠ•’žŽœȱ˜ȱŸŽŽŠ’˜—ȱ˜›ȱœŽŠȱ

•ŽŸŽ•ȱ ŒŠ—ȱ ™›˜Ÿ’Žȱ –˜Ž•’—ȱ œŽšžŽ—ŒŽœȱ ˜ȱ Ž—‘Š—ŒŽȱ

˜ž›ȱŠ‹’•’¢ȱ˜ȱž—Ž›œŠ—ȱ–’Œ›˜˜™˜›Š™‘¢ǯ Raster  Data

Š™œȱŠ—ȱ›Š ’—œȱ Ž›ŽȱŽ˜Ȭ›ŽŽ›Ž—ŒŽȱ’—ȱ›ŒŠ™ȱ şǯŗǰȱ Šœȱ ‘Ž¢ȱ ‘ŠŸŽȱ —˜—Žȱ ˜ȱ ‘Žȱ ’œ˜›’˜—ȱ Šœœ˜Œ’ŠŽȱ  ’‘ȱ˜‹•’šžŽȱŠŽ›’Š•ȱ™‘˜˜›Š™‘œǯȱ‘ŽœŽȱ Ž›Žȱ›ŽŒ’-­‐‑

ꎍȱŠ—ȱŽ˜Ȭ›ŽŽ›Ž—ŒŽȱžœ’—ȱŽ›’Š•ȱśǯřŗǰȱŠȱœ˜Ğ Š›Žȱ

™ŠŒ”ŠŽȱ ‘Šȱ ŒŠ—ȱ –Š‘Ž–Š’ŒŠ••¢ȱ ŒŠ•Œž•ŠŽȱ Šȱ ™’¡Ž•Ȭ

‹¢Ȭ™’¡Ž•ȱ ›ŽŒ’ęŒŠ’˜—ǰȱ Š”’—ȱ ’—˜ȱ ŠŒŒ˜ž—ȱ ˜™˜-­‐‑

›Š™‘’Œȱ Œ‘Š—Žȱ ŠŒ›˜œœȱ ‘Žȱ Š›ŽŠȱ ˜ȱ ‘Žȱ ™‘˜˜›Š™‘ǯȱ

‘Žȱ›ŠœŽ›ȱŠŠȱ Šœǰȱ’—ȱŽŠŒ‘ȱŒŠœŽǰȱœ’Žȱ˜›ȱ•˜ŒŠ•Žȱœ™Ž-­‐‑

Œ’ęŒȱ Š—ȱ Œ‘˜œŽ—ȱ ˜ȱ ‹Žȱ ›Ž™›ŽœŽ—Š’ŸŽȱ ˜ȱ ™Š›’Œž•Š›ȱ

¢™Žœȱ Š—ȱ ™Ž›’˜œȱ ˜ȱ •Š—œŒŠ™Žȱ žœŠŽȱ ˜›ȱ Œ‘Š—Žǯȱ

‘’œȱ›ŠœŽ›ȱŠŠǰȱ ‘Ž—ȱ˜ŸŽ›•Š’—ȱ˜—ȱ‘Žȱ Ž–Š™™’—ȱ

’–ŠŽœǰȱ ŠœȱŠĴ›’‹žŽȱ ’‘ȱ‘Žȱ‘Ž’‘ȱŠŠȱ˜ȱ—Ž›-­‐‑

–Š™Ȃœȱǯȱ‘’œȱŒ›ŽŠŽȱŠȱ–Ž›’ŒŠ••¢ȱŠŒŒž›ŠŽȱœ’ŽȬ

œ™ŽŒ’ęŒȱ˜ŸŽ›•Š¢ǰȱŸ’Ž ŽȱŠŠ’—œȱŠȱ›žŽȱ‹ŠŒ”›˜ž—ȱ

Œ˜—Ž¡ǯ

Research  Applications  and  Potential

‘Žȱ ›ŽœŽŠ›Œ‘Ž›ȱ ŒŠ—ȱ Ž–™•˜¢ȱ Š—ȱ Ž–™’›’ŒŠ•ȱ Š™™›˜ŠŒ‘ȱ

˜ȱ‘ŽȱšžŽœ’˜—œȱ™˜œŽȱ˜ȱŠ›Œ‘ŠŽ˜•˜’ŒŠ•ȱ•Š—œŒŠ™Žœȱ

Š—ȱ‘’œȱŠ™™›˜ŠŒ‘ȱ’œȱ˜—Žȱ‘Šȱ‘ŽȱŠž‘˜›œȱ–Š’—Š’—ȱ

Šœȱ‘Žȱ–˜œȱœ˜•’ȱ˜ȱ˜ž—Š’˜—œȱ˜›ȱ›ŽœŽŠ›Œ‘ȱž’•’£-­‐‑

’—ȱřȱŠŠǯȱ ’ŸŽ—ȱ‘ŽȱŒ˜–™•Ž¡’¢ȱŠ—ȱ‘ŽȱŽ–™˜›Š•ȱ

Š—ȱœ™Š’Š•ȱŽ¡Ž—œȱ˜ȱŠ›Œ‘ŠŽ˜•˜’ŒŠ•ȱ•Š—œŒŠ™Žœǰȱ‘Žȱ

›ŽœŽŠ›Œ‘Ž›ȱŒŠ—ȱ‹ŽȱŠŒŽȱ ’‘ȱŸŠœȱšžŠ—’’Žœȱ˜ȱŠŠȱ

˜ȱ’쎛’—ȱ¢™Žœǰȱ–Ž’ŠȱŠ—ȱšžŠ•’¢ǯȱ‘Žȱ˜••˜ ’—ȱ

˜ž•’—Žœȱ‘ŽȱŠž‘˜›œжȱŽ¡™Ž›’Ž—ŒŽȱ˜ȱžœ’—ȱŠȱřȱŽ—Ÿ’-­‐‑

›˜—–Ž—ȱ˜ȱ’œ™•Š¢ǰȱ’—Ž›ŠŽǰȱ’—Ž››˜ŠŽȱŠ—ȱ™›ŽœŽ—ȱ

Š›Œ‘ŠŽ˜•˜’ŒŠ•ȱ •Š—œŒŠ™Žȱ ŠŠǯȱ —ŒŽȱ  ˜›”’—ȱ  ’‘ȱ

’ǯȱŚǯȱŠǯȲŠŒ”›˜ž—ȱ™‘˜˜›Š™‘ȱ˜ȱ˜˜‘˜žœŽ•ŽŽȱ™Š›”•Š—ȱœ‘˜ ’—ȱ‘Žȱ’œ™Ž›œŽǰȱ–Šž›Žȱ›ŽŽœȱǻ–’•Žȱ˜ȱ’–ŠŽǼǯȱ

‹ǯȲȱœŽ–’Ȭ˜™ŠšžŽȱ›—Š—ŒŽȱž›ŸŽ¢ȱŘ^ndȱŽ’’˜—ȱ–Š™ȱ˜ȱ˜˜‘˜žœŽ•ŽŽȱœ‘˜ ’—ȱ‘ŽȱŽ™’ŒŽȱ›ŽŽœȱ ’‘ȱ‘˜œŽȱ™›ŽœŽ—ȱ

’—ȱ‘Žȱ™Š›”•Š—ȱ˜—ȱ‘Žȱ‹ŠŒ”›˜ž—ȱ™‘˜˜›Š™‘ǯȱǻ^©›˜ —ȱ˜™¢›’‘ǯȱ••ȱ›’‘œȱ›ŽœŽ›ŸŽǯȱŠŒ”›˜ž—ȱ’–ŠŽœȱŠ—ȱ•Š—-­‐‑

œŒŠ™Žȱ‘Ž’‘ȱ–˜Ž•ȱŠŠȱŒ˜™¢›’‘ȱ˜ȱ Ž–Š™™’—^©ȱŠ—ȱ—Ž›–Š™^©Ǽ

a   b  

ȱ řȱ˜Ž••’—ȱŠ—ȱ’œžŠ•’œŠ’˜—ȱ ś

’ǯȱśǯȲŠ›ȱ ˜ȱ Š—ȱ Š›Œ‘’ŸŽȱ ŠŽ›’Š•ȱ ™‘˜˜›Š™‘ȱ œ‘˜ ’—ȱ ›’ȱ

Š—ȱ ž››˜ ȱ Œž•’ŸŠ’˜—ȱ ›Ž–Š’—œǰȱ  ’‘ȱ œž›ŸŽ¢ȱ ŠŠȱ ˜ŸŽ›-­‐‑

laid.  (^©›˜ —ȱ˜™¢›’‘ǯȱ••ȱ›’‘œȱ›ŽœŽ›ŸŽǯȱŠŒ”›˜ž—ȱ

’–ŠŽœȱ Š—ȱ •Š—œŒŠ™Žȱ ‘Ž’‘ȱ –˜Ž•ȱ ŠŠȱ Œ˜™¢›’‘ȱ ˜ȱ Ž–Š™™’—^©ȱŠ—ȱ—Ž›–Š™^©Ǽ

’ǯȱŜǯȲ‘Žȱ›˜—£ŽȱŽȱ‘žȱ™•Š˜›–œȱǻŒ˜––˜—•¢ȱŽ›–Žȱ

Š—ȱž—Ž—Œ•˜œŽȱ™•Š˜›–ȱœŽĴ•Ž–Ž—Ǽȱ ’‘ȱ‘Ž’›ȱ˜ž•’—ŽȱŽ¡-­‐‑

›žŽȱ˜ȱŘȵ–ȱ’—ȱ‘Ž’‘ǯȱǻ^©›˜ —ȱ˜™¢›’‘ǯȱ••ȱ›’‘œȱ›Ž-­‐‑

œŽ›ŸŽǯȱŠŒ”›˜ž—ȱ’–ŠŽœȱŠ—ȱ•Š—œŒŠ™Žȱ‘Ž’‘ȱ–˜Ž•ȱ

ŠŠȱŒ˜™¢›’‘ȱ˜ȱ Ž–Š™™’—^©ȱŠ—ȱ—Ž›–Š™^©Ǽ

Œ˜–‹’—Žȱ ’ȱ  ’‘ȱ ‘Žȱ ꎕȬŽ—Ž›ŠŽȱ ŠŠǯȱ ž›ȱ ꛜȱ

ŠĴŽ–™ȱ žœŽȱ Š••ȱ •’—ŽȬ ˜›”ȱ Ž—Ž›ŠŽȱ ’—ȱ ‘Žȱ ꎕȱ

Š—ȱ ™›˜Ÿ’Žȱ Šȱ –Šœœȱ ˜ȱ Œ˜•˜ž›ž•ȱ •’—Žœǰȱ Ž—Ž›ŠŽȱ

‘›˜ž‘ȱ ›ŒŠ™ȱ ꕎœǯȱ ‘’œȱ ’—Œ•žŽȱ ’—’Ÿ’žŠ•ȱ

ž››˜ œȱ ‹Ž ŽŽ—ȱ ›’œȱ ǻŒž•’ŸŠ’˜—ȱ ›Ž–Š’—œǼǰȱ  ‘’Œ‘ȱ

Œ˜—žœŽȱ›Š‘Ž›ȱ‘Š—ȱŒ•Š›’ꮍȱ‘ŽȱŽ¡Ž—ȱ˜ȱ›Ž–Š’—œǰȱ

’—’Ÿ’žŠ•ȱ–˜—ž–Ž—œȱŠ—ȱ•Š—œŒŠ™ŽȱŽŠž›Žœǯȱ˜ȱ’ȱ  ŠœȱŽŒ’Žȱ‘Šȱ Žȱ ˜ž•ȱœ›’™ȱ˜žȱŠȱ•Š›ŽȱŠ–˜ž—ȱ

˜ȱ ‘Žȱ ŠŠȱ ’—ȱ ˜›Ž›ȱ ˜ȱ Œ›ŽŠŽȱ ˜Œ’ȱ  ’‘’—ȱ ‘Žȱ •Š—-­‐‑

œŒŠ™Žǯȱ ‘ŽœŽȱ ˜Œ’ȱ Œ˜ž•ȱ ‹Žȱ ’—’Ÿ’žŠ•ȱ –˜—ž–Ž—œǰȱ

‹žȱ–˜›Žȱ˜ĞŽ—ȱ Ž›ŽȱŠȱ›˜ž™ȱ˜ȱ–˜—ž–Ž—œǰȱœ˜–Ž-­‐‑

’–Žœȱ›Ž•ŠŽȱ’—ȱ’–ŽȱŠ—ȱœ™ŠŒŽȱ‹žȱ—˜ȱŠ• Š¢œǰȱ˜›ȱ

Œ˜–‹’—Žȱ–˜—ž–Ž—œȱŠ—ȱ•Š—œŒŠ™ŽȱŽŠž›ŽœǰȱœžŒ‘ȱ

Šœȱꎕȱ‹˜ž—Š›’Žœǯȱœ’—ȱ—Ž›–Š™Ȃœȱ’’Š•ȱŽ››Š’—ȱ

–˜Ž•ȱ ǻǼȱ Š—ȱ Ž–Š™™’—Ȃœȱ Ž¡–Š™ȱ –’••Ž—-­‐‑

—’ž–ȱ –Š™ȱ ˜ȱ ›’Š’—ȱ ™‘˜˜›Š™‘œȱ Šœȱ ‘Žȱ Œ˜—œŠ—ȱ

‹ŠŒ”›˜ž—ǰȱ ŽȱŠ™™•’ŽȱœŽŸŽ—ȱŒ˜–‹’—Š’˜—œȱ˜ȱŠŠȱ

˜ȱŒ›ŽŠŽȱ‘ŽȱŽ’‘ȱ˜Œ’ȱ’—ȱ‘Žȱȱ•Š—œŒŠ™Žǯȱ‘Žȱ

˜••˜ ’—ȱ œŒ›ŽŽ—ȱ ›Š‹œȱ ’••žœ›ŠŽȱ ‘Žȱ ’쎛Ž—ȱ ŠŠȱ

Œ˜–‹’—Š’˜—œȱžœŽȱ’—ȱ‘ŽȱŸ’œžŠ•’œŠ’˜—ǯ Research  Applications

‘Žȱ řȱ Ÿ’œžŠ•’œŠ’˜—ȱ Ž—Š‹•Žœȱ žœȱ ˜ȱ Ÿ’œ’ȱ ‘Žȱ •Š—-­‐‑

œŒŠ™Žǰȱ –˜ŸŽȱ ‘›˜ž‘ȱ ’ȱ Š—ȱ Ÿ’Ž ȱ Œ‘˜œŽ—ȱ œ’Žœȱ Š—ȱ

•Š—œŒŠ™Žȱ ŽŠž›Žœǯȱ —ȱ Ž›–œȱ ˜ȱ ›ŽœŽŠ›Œ‘ȱ Š™™•’ŒŠ-­‐‑

’˜—œǰȱ ‘Žȱ ›ŽŒ˜›’—ȱ ˜ȱ •Š—œŒŠ™ŽȬœŒŠ•Žȱ Œ‘Š—Žȱ ’œȱ

‘Žȱ –Š“˜›ȱ ‹Ž—ŽŠŒ˜›ǯȱ ‘’œȱ ŒŠ—ȱ ‹Žȱ ŠŒ‘’ŽŸŽȱ Š—ȱ

–Š—’ꮍȱ ˜—ŒŽȱ Œ˜–‹’—Š’˜—œȱ ˜ȱ ŠŠȱ Š›Žȱ ˜ŸŽ›•Š’—ȱ

˜—ȱ ‘Žȱ ˜›’’—Š•ȱ ‹ŠŒ”›˜ž—ȱ ŒŠ—ŸŠœǯȱ ‘Žȱ Œ˜–‹’—Š-­‐‑

’˜—œȱ™›ŽœŽ—ȱœ’Žȱ•˜ŒŠ’˜—ǰȱ˜›–ȱŠ—ȱŒ˜—Ž¡ǰȱ‘˜ -­‐‑

ŽŸŽ›ǰȱ ’ȱ ’œȱ  ’‘ȱ ‘Žȱ ŠŽȱ ž—Œ’˜—ȱ ‘Šȱ Œ‘Š—Žȱ ŒŠ—ȱ

‹Žȱ ’••žœ›ŠŽǯȱ ˜›ȱ Ž¡Š–™•Žǰȱ  ‘Ž—ȱ Œ˜–‹’—’—ȱ ‘Žȱ ȱ Ř^ndȱ Ž’’˜—ȱ –Š™ȱ  ’‘ȱ ‘Žȱ ˜˜‘˜žœŽ•ŽŽȱ ŽœŠŽȱ

™Š›”•Š—œǰȱ ‘Žȱ •˜ŒŠ’˜—œȱ ˜ȱ ‘Žȱ ’—’Ÿ’žŠ•ȱ –Šž›Žȱ

›ŽŽœȱ ŒŠ—ȱ ‹Žȱ Š™™›ŽŒ’ŠŽȱ Š—ȱ ‘Ž’›ȱ ™›ŽœŽ—ŒŽȱ ˜›ȱ Š‹-­‐‑

œŽ—ŒŽȱ›ŽŒ˜›Žȱ(Fig.  4)ǯȱ’–’•Š›•¢ǰȱ‹¢ȱ˜ŸŽ›•Š¢’—ȱ‘Žȱ Ř^ndȱŽ’’˜—ȱȱ–Š™ȱǻŗŞşśǼȱ˜ŸŽ›ȱ‘Žȱŗ^stȱŽ’’˜—ȱœ‘ŽŽȱ ǻŗŞśŚǼȱ Šȱ Š™Ž•Š ȱ Š›–ȱ  Žȱ ŒŠ—ȱ ’Ž—’¢ȱ ›ŽŒ˜›Žȱ

Œ‘Š—ŽDzȱ˜›ȱŽ¡Š–™•Žȱ‘ŽȱŠ›–ȱ‹ž’•’—ȱ’œȱ›˜˜ŽȱŠ—ȱ

œž‹œŽšžŽ—•¢ȱž—›˜˜ŽȱŠ—ȱ‘Ž›ŽȱŠ›Žȱœž‹Ȭ’Ÿ’œ’˜—œȱ  ’‘’—ȱ‘ŽȱŽ—Œ•˜œž›Žȱ(Fig.  7)ȱ‹¢ȱ‘Žȱ’–Žȱ‘ŽȱŠ›–ȱ’œȱ

Ž™’ŒŽȱ˜—ȱ‘ŽȱŘ^ndȱŽ’’˜—ȱ–Š™ǯȱ‘Šȱ Žȱ˜ȱ—˜ȱœŽŽȱ

Š›Žȱ ‘Žȱ ›’ŸŽ›œȱ ˜ȱ Œ‘Š—Žǰȱ ˜›ȱ Ž¡Š–™•Žȱ ’ȱ Š—ȱ ŽœŠŽȱ

Œ‘Š—Žœȱ ˜ —Ž›œ‘’™ǯȱ ˜ ŽŸŽ›ǰȱ ’ȱ ˜Œž–Ž—Š’˜—ȱ ’œȱ

ŠŸŠ’•Š‹•Žȱ ˜›ȱ œžŒ‘ȱ ŽŸŽ—œȱ ‘Ž—ȱ ‘ŽœŽȱ ŒŠ—ȱ ‹Žȱ ’—Œ˜›-­‐‑

™˜›ŠŽȱ ’—˜ȱ ‘Žȱ Ÿ’œžŠ•’œŠ’˜—ǯȱ—˜‘Ž›ȱ Ž¡Š–™•Žȱ ’œȱ

‘ŽȱŠ—Š•¢œ’œȱ˜ȱ‘Žȱ’—Ž›’˜›ȱ˜ȱŠœ•ŽȱŠ ȱ˜›ǯȱŠ›Ž-­‐‑

ž•ȱ Š—Š•¢œ’œȱ ˜ȱ ‘Žȱ ˜›ȱ ŠŠȱ žœ’—ȱ›ŒŒŽ—ŽȂœȱ •’‘ȱ

Š—ȱ ŸŽ›’ŒŠ•ȱ Ž¡ŠŽ›Š’˜—ȱ Œ˜—›˜•œȱ Œ˜—ę›–Žȱ ‘Šȱ

‘Žȱ˜›ȱ‘Šȱ‹ŽŽ—ȱ‘ŽŠŸ’•¢ȱŠ–ŠŽȱ‹¢ȱŗŞ^‘Ȧŗş^‘ȱŒŽ—-­‐‑

ž›¢ȱŒž•’ŸŠ’˜—ǰȱ ‘’Œ‘ȱ‘Šȱ˜‹•’Ž›ŠŽȱŠ—¢ȱœž›ŠŒŽȱ

a) c)

Visualising  Change

ž›ȱŠ™™›˜ŠŒ‘ȱŠĴŽ–™Žȱ˜ȱ ˜›”ȱŠȱ•Š—œŒŠ™ŽȬœŒŠ•Žȱ

’—ȱŠȱ›ž›Š•ȱŽ—Ÿ’›˜—–Ž—ǰȱ›Š‘Ž›ȱ‘Š—ȱ›Ž™ŽŠȱ‘Žȱ™•Ž‘-­‐‑

˜›Šȱ˜ȱ˜‹“ŽŒȬ‹ŠœŽȱ™›˜“ŽŒœȱǻ›˜–ȱ–žœŽž–ȱŠ›’ŠŒœȱ

˜ȱ œ›žŒž›Š•ȱ ›Ž–Š’—œǼȱ ˜›ȱ ž›‹Š—ȱ Ě¢‘›˜ž‘œȱ ǻŽǯǯȱ љюѠєќѤȱ іѡѦȱ ќѢћѐіљǼǯȱȱ ǰȱ •Š—œŒŠ™ŽȬ

œŒŠ•Žȱ Š›Œ‘ŠŽ˜•˜’ŒŠ•ȱ œž›ŸŽ¢’—ȱ ‘Šœȱ ‹ŽŽ—ȱ Šȱ ŒŽ—›Š•ȱ

Ž—Š—ȱ ˜ȱ ˜ž›ȱ ›Ž–’ȱ Šœȱ Šȱ ˜ŸŽ›—–Ž—ȱ ž—Žȱ —˜—Ȭ

Ž™Š›–Ž—Š•ȱ ™ž‹•’Œȱ ‹˜¢ǯȱ ˜ ŽŸŽ›ǰȱ ’ȱ  Šœȱ ŠĞŽ›ȱ

‘ŽȱŠŠȱ‘Šȱ‹ŽŽ—ȱŠ‘Ž›Žȱ’—ȱ‘Žȱꎕȱ‘Šȱ‘Žȱřȱ

Š—Š•¢œ’œȱ  Šœȱ ž—Ž›Š”Ž—ǯȱ ‘’œȱ Ž—Š‹•Žȱ žœȱ ˜ȱ ›Š ȱ

ž™˜—ȱ ‘Žȱ Žœ”Ȭ‹ŠœŽȱ ˜Œž–Ž—Š›¢ȱ ŽŸ’Ž—ŒŽȱ Š—ȱ

Ŝȱ Š¢Ž›œȱ˜ȱŽ›ŒŽ™’˜—ȱȮȱȱŘŖŖŝ

ŽŸ’Ž—ŒŽȱ ˜ȱ œŽĴ•Ž–Ž—ȱ ›Ž–Š’—œȱ ’—ȱ ‘Žȱ ’—Ž›’˜›ȱ ǻœŽŽȱ

ž››˜ ȱ •’—Žœȱ Ž™’ŒŽȱ ˜—ȱFig.  8Ǽǯȱ ‘Žȱ ˜‘Ž›ȱ ŸŠ•žŽœȱ

˜ȱ Ÿ’œžŠ•’œŠ’˜—œȱ ˜›ȱ ›ŽœŽŠ›Œ‘ȱ Š›Žȱ ‘Žȱ ™˜Ž—’Š•œȱ ˜›ȱ

–˜Ž•’—ȱœ’Žȱ•˜ŒŠ’˜—œȱŠ—ȱ•Š—œŒŠ™ŽȱŽŠž›ŽœȱŠ—ȱ

‘Žȱ’Ž—’ęŒŠ’˜—ȱ˜ȱŠ’’˜—Š•ȱœ’Žœǰȱ‹ŠœŽȱž™˜—ȱž—-­‐‑

Ž›œŠ—’—ȱŒ˜––˜—ȱ•Š—œŒŠ™ŽȱŒ‘Š›ŠŒŽ›’œ’ŒœȱŠ—ȱ

Žœ’—ȱ‘Ž–ȱž›’—ȱ™›˜œ™ŽŒ’ŸŽȱꎕ ˜›”ǯȱ

Closing  Remarks

˜›”’—ȱ ’‘’—ȱ‘ŽȱřȱŸ’›žŠ•ȱŽ—Ÿ’›˜—–Ž—ȱ’œȱ‹˜‘ȱ

Œ‘Š••Ž—’—ȱ Š—ȱ Ž¡Œ’’—ȱ Šȱ •Š—œŒŠ™ŽȬœŒŠ•Žǯȱ Ў—ȱ

Ÿ’œžŠ•’œŠ’˜—œȱ™›ŽœŽ—ȱž›‹Š—ȱ•Š—œŒŠ™Žœǰȱ ’‘ȱ—˜ȱ˜-­‐‑

Œžœȱ ˜—ȱ ’—’Ÿ’žŠ•ȱ œ’Žœȱ ˜›ȱ ‘Žȱ Œ˜—ŸŽ›œŽȱ ˜ŒŒž›œȱ Š—ȱ

‘Ž¢ȱ›Ž–Š’—ȱę¡Žȱž™˜—ȱ˜—Žȱ’Ž–ǯȱ‘ŽȱŸ’œžŠ•’œŠ’˜—œȱ

™›ŽœŽ—Žȱ Š‹˜ŸŽȱ Ž—Š‹•Žȱ ‘Žȱ •Š—œŒŠ™Žȱ Š›Œ‘ŠŽ˜•˜-­‐‑

’œȱ ˜ȱ ž—Ž›Š”Žȱ ŠŠȱ –Š—’™ž•Š’˜—ȱ Š—ȱ Š—Š•¢œ’œǰȱ

Š—ȱ Ž–˜—œ›ŠŽȱ œ™Š’Š•ȱ Š—ȱ Ž–™˜›Š•ȱ Œ‘Š—Žȱ Šȱ

’ǯȱŞǯȲ‘ŽȱŘŖŖśȱ‘ŠŒ‘ž›Žȱ›Š ’—ȱ›Š™Žȱ˜ŸŽ›ȱ‘Žȱ ȱ ȱ˜ȱŠœ•Ž•Š ȱ˜›ǰȱœŽȱ’—ȱ‘ŽȱŒ˜—Ž¡ȱ˜ȱ‘Žȱ Ž–Š™-­‐‑

™’—ȱ •Š—œŒŠ™Žȱ ™‘˜˜›Š™‘¢ǯȱ ‘Žȱ ›Š ’—ȱ œ‘˜ œȱ ‘Žȱ ŗŞ^‘Ȧŗş^‘ȱ ŒŽ—ž›¢ȱ Œž•’ŸŠ’˜—ȱ ž››˜ œȱ ŒžĴ’—ȱ ŠŒ›˜œœȱ ‘Žȱ

ŒŽ—›Š•ȱŠ›ŽŠȱ˜ȱ‘Žȱ˜›ǯȱǻ^©›˜ —ȱ˜™¢›’‘ǯȱ••ȱ›’‘œȱ›Ž-­‐‑

œŽ›ŸŽǯȱŠŒ”›˜ž—ȱ’–ŠŽœȱŠ—ȱ•Š—œŒŠ™Žȱ‘Ž’‘ȱ–˜Ž•ȱ

ŠŠȱŒ˜™¢›’‘ȱ˜ȱ Ž–Š™™’—^©ȱŠ—ȱ—Ž›–Š™^©Ǽ

’ǯȱŝǯȲŠȮŒǯȲŠ™Ž•Š ȱŠ›–œŽŠȱŠ—ȱŽ—Œ•˜œž›ŽœȱŽ™’ŒŽȱ ’‘ȱœž›ŸŽ¢ȱ•’—Ž ˜›”ȱǻ•ŽĞǼǰȱ‘Žȱȱŗ^stȱŽ’’˜—ȱ–Š™ȱǻ›’‘ǼȱŠ—ȱ

‘ŽȱȱŘ^ndȱŽ’’˜—ȱ–Š™ȱǻ‹˜Ĵ˜–Ǽǯȱǻ^©›˜ —ȱ˜™¢›’‘ǯȱ••ȱ›’‘œȱ›ŽœŽ›ŸŽǯȱŠŒ”›˜ž—ȱ’–ŠŽœȱŠ—ȱ•Š—œŒŠ™Žȱ‘Ž’‘ȱ

–˜Ž•ȱŠŠȱŒ˜™¢›’‘ȱ˜ȱ Ž–Š™™’—^©ȱŠ—ȱ—Ž›–Š™^©Ǽ

b a

c

For a 3D flythrough see http://www.vimeo.com/2039138

ȱ řȱ˜Ž••’—ȱŠ—ȱ’œžŠ•’œŠ’˜—ȱ ŝ

Šȱ ›Š—Žȱ ˜ȱ œŒŠ•Žœǯȱ ŠŠȱ žœ’˜—ȱ –˜Ž•œǰȱ œžŒ‘ȱ Šœȱ ‘Žȱ   ȱ ŠĴŽ–™ȱ ’œŒžœœŽȱ ‘Ž›Žǰȱ ’••žœ›ŠŽœȱ ‘˜ ȱ

ŠŠœŽœȱ –žœȱ ‹Žȱ žœŽȱ “ž’Œ’˜žœ•¢ȱ ˜ȱ ™›˜Ÿ’Žȱ Œ•Š›-­‐‑

’¢ȱ˜›ȱŠ—Š•¢œ’œǰȱ›˜–ȱ ‘’Œ‘ȱ–˜Ž•’—ȱŒŠ—ȱ‹ŽȱŽŸŽ•-­‐‑

˜™Žȱ˜ȱ’—˜›–ȱžž›Žȱ™›˜›Š––Žœȱ˜ȱꎕ ˜›”ǯȱŽȱ

‘ŠŸŽȱ ŠĴŽ–™Žȱ ˜ȱ ™›˜Ÿ’Žȱ Šȱ –’¡Žȱ ŽŒ˜—˜–¢ȱ ‘Šȱ

–Š’—Š’—œȱ ‘Žȱ •Š—œŒŠ™ŽȬœŒŠ•Žȱ Š—ȱ ‹›’—œȱ ˜žȱ ‘Žȱ

Ž›–Š—ŽȱŠĴ›’‹žŽœȱ˜ȱŒŽ›Š’—ȱœ’Žœǯ

Acknowledgements

’‘ȱ ‘Š—”œȱ ˜ȱ ’Ž›œȱ ’¡˜—ȱ Š—ȱ Š›”ȱ ’••’Œ”ȱ   ǻǼȱ˜›ȱŒ˜––Ž—’—ȱ˜—ȱŽŠ›•’Ž›ȱ›ŠĞœȱ˜ȱ‘’œȱ

™Š™Ž›ǯȱ ‘Žȱ Šž‘˜›œȱ Š›Žȱ ›ŠŽž•ȱ ˜ȱ ‘Žȱ Š—˜—¢–˜žœȱ

›ŽŸ’Ž Ž›œȱ ‘˜ȱ™›˜Ÿ’ŽȱžœŽž•ȱŒ˜––Ž—Š›¢ȱ˜—ȱ‘’œȱ

™Š™Ž›ǯ

References

ѢѠѡіћȵȦȵѡюњѝђџȱŘŖŖŜ

ǯȱѢѠѡіћȵȦȵǯȱѡюњѝђџǰȱ’˜›’Š•ǯȱŠ—œŒŠ™ŽœȱŝȦŘǰȱŘŖŖŜǯ џієѕѡȵȦȵюѡѡђџѠќћȱŘŖŖŝ

ǯȱџієѕѡȵȦȵǯȱюѡѡђџѠќћǰȱ ’›žŠ••¢ȱ ’œ’’—ȱ Šȱ Ž–˜Žȱ

Š›”ǯȱ›ŒœŽ›ȱŠ—žŠ›¢ȮŠ›Œ‘ȱŘŖŖŝǯ љюѠєќѤȱіѡѦȱќѢћѐіљ

љюѠєќѤȱіѡѦȱќѢћѐіљDZȱ›‹Š—ȱ˜Ž•ȱ˜ȱ •Šœ˜ ȱŠœȱřȱ visualisation.  ‘Ĵ™DZȦȦ   ǯ•Šœ˜ ǯ˜Ÿǯž”ȦŽ—Ȧžœ’—ŽœœȦ

•Š——’—ȏŽŸŽ•˜™–Ž—ȦŽ›’ŠŽȏŽœ’—ȦŸ’Ž ‘Žž›-­‐‑

‹Š—–˜Ž•ǯ‘–ȱǽřŗȱŽŒȱŘŖŖŝǾǯ

Alex  Hale James  Hepher Royal  Commission  on  the  Ancient  and    

Historical  Monuments  of  Scotland John  Sinclair  House 16  Bernard  Terrace Edinburgh EH8  9NX Scotland Alex.Hale@rcahms.gov.uk James.Hepher@rcahms.gov.uk