В настоящее время применение геофизических методов при обследовании археологических, исторических и других культурных объектов выделилось фактически в отдельное направление, которому присущи специальные методики проведения наблюдений и интерпретации данных, обусловленные спецификой объектов исследования.
К основным особенностям исследований объектов культурного наследия следует отнести:
- необходимость использования неразрушающих методов диагностики, что вызвано как ценностью самих объектов, так и особенностями прилегающих территорий (плотная застройка, наличие покрытий, часто также представляющих историческую ценность);
- мобильность аппаратурных систем, т.к. зоны исследования могут быть ограничены по площади и доступности;
- отсутствие полноценной исходной информации об объекте или противоречивость исторических сведений;
- необходимость проведения исследований по плотной сети наблюдений.
Наилучшим образом данным требованиям удовлетворяет георадиолокационное профилирование, позволяющее с незначительными временными затратами обследовать значительные по площади объекты, получая практически непрерывную информацию об изменениях геосреды.
Предпосылкой успешного применения георадиолокации в данной отрасли является достаточный контраст свойств между вмещающей средой и объектами поиска (например, остатки каменных фундаментов в грунте или воздушная полость в каменной кладке), различие волновых картин, соответствующих различным материалам применяемым в строениях (камень, кирпич, бетон), различие свойств и соответственно характеристик записи нарушенной и ненарушенной, как грунтовой так и техногенной среды.
В настоящее время в России разработаны и используются георадары серии «ОКО», характеристики которых не уступают мировым аналогам. Георадары «Око» оснащены антеннами разной частоты от 50 Мгц до 2000 Мгц, что позволяет исследовать значительный интервал глубин с достаточной разрешающей способностью.
В целом объекты, с которыми приходится иметь дело при производстве работ в рамках данного направления, можно разделить на три группы, для каждой из которых характерны свои задачи, технологические и методические особенности.
1. Археологические объекты. Основная задача — поиск и идентификация остатков древних сооружений или культовых захоронений. Такие объекты, как правило, невыражены в рельефе дневной поверхности, вследствие рекультивации земель, застройки и другой хозяйственной деятельности человека, кроме того история любого археологического объекта, отраженная в документах, в большинстве случаев имеет массу противоречий. Это значительно расширяет область поиска и осложняет процесс планирования археологических работ. Проведение геофизических исследований позволит ограничить зону раскопок, восстановив положение объектов в плане. Георадарную съемку целесообразно проводить антеннами средней и низкой частоты.
2. Исторические здания и сооружения. Задача — определение размеров и состояния различных элементов объекта (толщины стен, особенности строения фундамента, наличие скрытых полостей и т.д.). Сложности при проведении работ вызваны плохой сохранностью поверхностей обследования и объектов в целом. При проведении наблюдений преимущественно используются высокочастотные антенные блоки.
3. Современные культурные объекты. Основной задачей является определение конструктивных особенностей, выявление причин деформаций и преждевременных разрушений объектов. Съемка проводится антенными блоками высокой и средней частоты.
Исторические центры в большинстве городов мира характеризуются высокой плотностью застройки. Это вызывает определенные трудности при необходимости демонтажа зданий, плотно прилегающих к строениям, которые необходимо сохранить. Для выбора правильного способа демонтажа необходимо знать ряд параметров строения, которые не всегда можно определить путем визуального осмотра. Работы такого типа занимают достаточно мало времени, т.к. в большинстве случаев не требуют плотной сети наблюдений. При обследовании стен, перекрытий и других аналогичных элементов строений используются высокочастотные антенные блоки 2000-1200 МГц.