Att fjärrupptäcka förändringar i landformer har länge förlitat sig på tolkningen av flyg- och satellitbilder. Effektiv tolkning av dessa bilder, dock, kan hindras av miljöförhållandena vid den tidpunkt då bilden togs, bildens kvalitet och bristen på topografisk information.

På senare tid, data som produceras av fotogrammetri och Light Detection and Ranging-modeller (LiDAR) har blivit vanliga för dem som är involverade i geografisk analys - ingenjörer, hydrologer, landskapsarkitekter och arkeologer.

I allmänhet, dessa tekniker utformades för att lyfta fram småskaliga "mikrotopografier" som det expansiva Mayabosättningsnätverket som nyligen avslöjades i Guatemalas täta djungel. Men, hur kopplar man ihop prickarna i större skala?

I ny forskning publicerad denna vecka i tidskriften Jordytans processer och landformer , Cambridge arkeologer presenterar en ny algoritm, Multi-Scale Relief Model (MSRM), som kan extrahera mikrotopografisk information i en mängd olika skalor med hjälp av mikro-, meso- och storskaliga digitala ytor (DSM) och digitala terrängmodeller (DTM).

Dr Hector Orengo, forskare vid McDonald Institute for Archaeological Research och huvudförfattare till studien, sa, "Vi utvecklade ursprungligen den här algoritmen för att komplettera multitemporal fjärranalys med hjälp av multispektrala satellitbilder som för närvarande tillämpas på rekonstruktionen av det förhistoriska flodnätverket i nordvästra Indien som en del av TwoRains-projektet."

TwoRains multitemporala fjärranalysmetod har haft en viktig inverkan eftersom den kunde hitta och exakt spåra mer än 8, 000 km av reliktvattendrag; vars bild har valts ut som omslagsbild för årets Cambridge Science Festival (se bilden ovan).

Dock, författarna var medvetna om att många gamla floder inte hittades. Dr Orengo sa, "Det stod snart klart att detektering och kartläggning av topografiska egenskaper som vallar, flodbäddar, blufflinjer och dynfält kan hjälpa till att ge insikt i hur palaeorivers betedde sig och så småningom försvann."

"Den nya MSRM-algoritmen har tillmötesgått detta behov och dess tillämpning har avsevärt utökat vår kunskap om palaeoriver-nätverket i nordvästra Indien med mer än 10, 000 nya floder upptäckts."

Att förstå hur Indus-civilisationen fick tillgång till och hanterade sina vattenresurser är hjärtat i TwoRains-projektet.

Dr Cameron Petrie, chef för det ERC-finansierade projektet och medförfattare till studien, kommenterade, "Vi undersöker karaktären av mänsklig anpassning till de ekologiska förhållanden som skapas av vinter- och sommarnederbördssystemen i Indien. Dessa system är viktiga för att förstå det förflutna och planera för framtiden på grund av deras potential för direkt påverkan på mycket aktuella frågor som t.ex. livsmedelsförsörjning och hållbarheten i mänsklig bosättning i särskilda områden."

"Människor kan anpassa sitt beteende till ett brett spektrum av klimat- och miljöförhållanden, så det är viktigt att vi förstår i vilken grad mänskliga val i det förflutna, nutid och framtid är motståndskraftiga och hållbara inför varierande väderförhållanden, och när de konfronteras med plötsliga händelser av klimatförändringar. Att rekonstruera det förhistoriska hydrografiska nätverket av Sutlej-Yamuna-avloppet i nordvästra Indien hjälper oss att förstå dessa anpassningar mer fullständigt."

Dr Orengo tror att den nya metoden har många användningsområden utanför arkeologins område. Han kommenterade, "Tillämpningen av MSRM kan också vara till nytta för alla andra forskningsområden som syftar till att tolka små terrängskillnader. Vi har gjort koden öppen åtkomst i tidningen med hopp om att andra ska kunna använda den för sina egna intressen, och även utvärdera och förbättra det."