«Геоинформационные технологии в археологических исследованиях» (Тезисы докладов) Москва. Гис в археологии реферат

Курсовая: "Археологические геоинформационные системы"

Выдержка из работы

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ТАВРИЧЕСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

им. В.И. ВЕРНАДСКОГО

ИСТОРИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

КАФЕДРА Истории Древнего мира и Средних веков

Курсовая работа

Археологические геоинформационные системы

Михайлов Арсений Михайлович,

студент II курса, заочного отделения

Научный руководитель —

кандидат исторических наук, доцент,

заведующий кафедрой истории древнего мира

Герцен А.Г.

Симферополь 2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

І. Историография вопроса

ІІ. Методы АГИС

Магниторазведка

Интенсивная топосъемка

Поля GPS-отметок

Георадарные исследования

Комплексные методы

Методы АГИС off-site

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ

ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ

Введение

Одним из элементов окружающего нас ландшафта являются недвижимые памятники культуры, как находящиеся на поверхности, так и скрытые в грунте. Знания о них по праву могут считаться составной частью информационных ресурсов человечества. После распада СССР и значительного сокращения территорий, бывших закрытыми зонами и находившимся в ведении министерства обороны, для археологического исследования открываются многие ранее недоступные районы. Современное строительство создает объективную угрозу утраты памятников материальной культуры, находящихся на осваиваемых территориях. Данные объекты истощимы так же, как и геологические ресурсы, но, в отличие от полезных ископаемых, однажды уничтоженные, они не могут быть полноценно возмещены из других источников. Эффективное исследование этих памятников, установление охранных зон, проведение консервационных работ является первоочередной задачей, стоящей не только перед исследователями, но и перед государством.

В последнее десятилетие активно вошли в жизнь глобальная система спутниковой навигации GPS, новый класс программных средств — геоинформационные системы (ГИС), современные методы исследований такие как, магнитометрия, интенсивная топосъемка, георадарные разведки и различные оff-site (камеральные) исследования. Необходимо включить эти новые технологии в структуру информационного обеспечения системы учёта и изучения недвижимых памятниками, выработать методики использования этих технологий в археологических исследованиях, интегрировать их с принципами построения археологических, геофизических и прочих карт подповерхностных объектов. Однако интеграция европейских стандартов в реально функционирующие компьютеризованные системы затрудняется из-за отсутствия общепринятой информационно-логической (инфологической) модели базы данных по недвижимым памятникам культуры.

Постепенно вышеперечисленные методы входят в практику применения в археологических и прочих культурно-исторических исследованиях. Для эффективного их использования необходимо разработать методику проведения измерений при картировании объектов, изучении памятников георадаром, GPS-приемником, и другими применительно к различным типам культурных памятников и характеру работ на местности.

Высокоточная пространственная GPS-привязка культурно-исторических объектов открывает широкие возможности для проведения различных видов анализа посредством ГИС. При разработке методик такого анализа можно использовать информацию как из базы данных по памятникам культуры, так и из других источников, в частности из старых карт. Поскольку старые карты не всегда достоверно воспроизводят территорию, для их использования в геоинформационных системах необходимо разработать метод оценки точности картографических материалов прошлых веков.

ГИС-методы применимые в археологических исследованиях можно разбить всего на две группы. Это так называемые методы on-site (полевые) в которые можно включить работу с различными приборами и методиками, например, интенсивная топосъемка. Вторая группа исследований — это методы оff-site (камеральные) основанные на обработке, систематизации, расчетах различных данных, статистических и программных. Обе группы исследований можно использовать комплексно, получая разноплановые результаты, расширяющие и дополняющие практически все данные об определенном памятнике или памятниках в комплексе.

І. Историография вопроса

Работы, направленные на создание информационного обеспечения для решения задач охраны и использования памятников культуры, начали выполняться в России с первой половины XIX в. Это была деятельность по созданию карт и описаний российских земель. В них приводились данные об известных древних поселениях и объектах, носящих характер культурно-археологических памятников. В качестве примеров можно назвать труды К. И. Габлица [Габлиц К.И., 1803], П. И. Кеппена [Кеппен П.И., 1836], П. Дюбрюкса [Дюбрюкс П., 1858], Л. Воеводского [Воеводский Л., 1884], В. А. Городцова [Городцов В.А., 1905].

Во второй половине XIX в. стали складываться методические основы составления археологических карт. В 1874 г. конгресс историков в Стокгольме утвердил для них международные знаки. В 1884 г. в России вышла работа Д. Н. Анучина, посвященная составлению легенд для археологической карты России [Анучин Д.Н., 1884]. Общие правила проведения археологического обследования территории и вопрос о составлении археологической карты рассматривались в работах А. А. Спицына [Спицын А.А., 1908, 1927]. В 1939 г. вышла в свет работа А. А. Мансурова «Методика составления археологической карты» [Мансуров А.А., 1939], где были обобщены и подробно изложены главные принципы археологического описания территорий.

Современный этап развития информационного обеспечения управления недвижимыми памятниками культуры неразрывно связан с развитием компьютерных технологий и компьютеризованных банков данных, а также с появлением международных договоренностей о стандартах описания памятников культуры [Core Data Index, 1995], [Core Data Standard, 1995]. Вопросы стандартизации описаний и систематизации информации об объектах культурного наследия затрагиваются в большом количестве работ российских и зарубежных исследователей [Гарднер Ж. -К., 1983], [Шер А.Я., 1985], [Гражданников Е.Д., Холюшкин Е. П., 1990], [Клейн Л.С., 1991]. В последние несколько лет эти стандарты стали предметом обсуждения отечественных

разработчиков баз данных по недвижимым памятникам культуры [АДИТ, 2001], [Гусев С.В., 2001]. На практике ежегодно ГИС-методы используются повсеместно в различных археологических экспедициях и проектах. Показательными примерами последнего десятилетия в сфере применения и расширения методов АГИС являются работы украинских и российских исследователей, например, совместный доклад исследователей из Германии (Б. Зитлер) и Франции (Л. Купальянц и Ф. Басож), презентация которого была представлена Д. С. Коробовым. Доклад «LIDAR как новая технология изучения древних ландшафтов и археологических объектов» публикуется в виде статьи в авторском варианте на английском языке и в русском переводе. Он также сопровождается соответствующими презентациями. В статье Д. С. Коробова «Применение методов пространственного анализа при изучении системы расселения алан Кисловодской котловины» речь идет об изучении доступности водных источников для средневекового населения котловины и о моделировании потенциальных экономических зон вокруг основных мест проживания алан. Совместная работа С. А. Михайлова, А. Н. Бессуднова, М. В. Ивашова и А. Ю. Карандеева «Разработка ГИС археологического памятника на платформе ESRI ArcGIS (на примере Никольского грунтового могильника)» посвящена созданию специального модуля для компьютерного ГИС-моделирования процесса раскопок археологических объектов, которое проводится на основе широко распространенного программного обеспечения.

Тема пространственного моделирования методами ГИС поднимается также в статье Г. П. Гарбузова «Интенсивная археологическая съемка как способ количественного описания античного культурного ландшафта». Автор использует своеобразный метод полевой фиксации подъемного материала с помощью приемников GPS, данные которых впоследствии обрабатываются в ГИС.

Совместная статья Л. М. Казаковой, О. С. Безугловой, И. В. Морозова, Г. П. Гарбузова и Т. М. Арсеньевой «Опыт применения комплексной методики исследования для изучения округи античных памятников (на примере Танаиса)» посвящена анализу округи Танаиса с использованием ДДЗ, в результате которого были выявлены следы древних дорог. В 2003 г. на одной из дорог были проведены комплексные археологические работы, совмещённые с палеопочвенным анализом. Использованию ГИС в области охраны объектов культурного наследия освещается в статье М.А. Очир-Горяевой и В. Дюмкеевой «Опыт создания цифровой карты археологических памятников, раскопанных на территории Республики Калмыкия» и в статье Г. С. Пузаковой «Информационные системы в сохранении археологического наследия в Калининградской области». Авторы публикуют результаты первого, но весьма важного, шага по созданию ГИС археологических памятников упомянутых регионов.

Результаты совместных работ российских и германских археологов, почвоведов и геофизиков на Таманском полуострове были отражены в докладе Д. В. Журавлева и У. Шлотцауера. С. Л. Смекалов выступил с докладом «Магнитная разведка на археологических памятниках Крыма и Тамани в 2007 году», в котором осветил также продолжающиеся работы по составлению ГИС археологических памятников Крыма. Некоторые результаты геофизических работ публикуются Коробовым Д. С. совместно с В. Г. Зубаревым и А. А. Крайневой в статье «Магнитная разведка на городище Белинское в 2007 году».

Методы трехмерного компьютерного моделирования по данным геофизического обследования археологических памятников рассматривались на примере площадного электропрофилирования (доклад И. В. Журбина и А. В. Смурыгина, публикуется в виде статьи «Трехмерное моделирование формы археологических объектов по материалам раскопок и геофизических исследований» и 3D георадарной съемки больших археологических памятников).

В статье В. Г. Бездудного «Геофизические исследования (магнитометрия, георадар) археологических памятников: поселений Пены-1, Журавка,

Почтовое-1″ излагаются результаты геофизического обследования вышеперечисленных поселений, относящихся к разным археологическим культурам и регионам, которое велось двумя методами (магнитометрия и радиолокация). Серию публикаций трехмерных реконструкций раннесредневековых укреплений Кисловодской котловины, продолжает совместная статья С. Н. Алексейчука и Д. С. Коробова «Трехмерное моделирование укрепления Зубчихинское 1 в окрестностях Кисловодска». В ней приводится подробное описание памятника, сопровождающееся топографическим планом, полевыми фотографиями и чертежами, на основе которых С. Н. Алексейчуком создана трехмерная модель, которая публикуется в виде изображений и видеоролика с виртуальным облетом укрепления.

Особняком стоит публикация В. П. Макрушина «Некоторые приемы использования чертежной программы «AutoCAD», которую можно рассматривать в качестве некоего «руководства пользователя», адаптированного для археологической аудитории. Следует отметить, что число подобных работ неуклонно растет, ширится и их география на территории России и Украины.

ІІ. Методы и возможности АГИС

При использовании современных достижений в программировании, электротехнике, навигации, археологу предоставляется возможность раздвинуть горизонты исследований памятников. При более детальном взгляде на методы использования этих достижений, их можно сгруппировать так:

1. Методы on-site:

· Магнитометрия

· Интенсивная топосъемка

· Поля GPS-отметок

· Георадарные разведки

· Комплексные методы

2. Методы оff-site:

· Трехмерное моделирование

· Пространственный анализ

· Цифровые карты (площади)

· Дистанционное зондирование

Методы on-site

Магниторазведка является эффективным, неразрушающим и скоростным методом поиска, картографирования и выявления свойств подземных объектов и структур, получившим широкое распространение для решения археологических задач. Суть метода состоит в выявлении объектов, магнитные свойства которых отличаются от магнитных свойств окружающей среды. Таковые объекты влияют на формирование локального магнитного поля вблизи поверхности земли, т. е. создают так называемые «магнитные аномалии». Способ применения магниторазведки заключается в измерении магнитного поля в точках регулярной сети измерений с мелким шагом, при близком расположении датчика к поверхности. На основании интерпретации получаемых карт магнитного поля (по форме, величине и знаку аномалий) можно делать выводы о наличии под землей тех или иных структур как геологического, так и антропогенного характера.

Поскольку одинаковые по величине и форме аномалии могут создаваться различными комбинациями физических объектов, и даже объекты с одинаковыми магнитными свойствами могут иметь разную структуру и состоять из различных веществ, выводы магниторазведки принципиально не могут быть однозначными и носят вероятностный характер. Однако для правильной идентификации многих типов археологических структур эта вероятность достаточно велика, особенно если речь идет о группе схожих памятников или проводится экстраполяция результатов сопоставления данных магнитной съемки и раскопок на тестовых участках конкретного памятника.

Методика магнитометрического исследования включает:

1) поточечную съемку. Время каждого измерения 3 сек, что позволяет получать значения градиента магнитного поля с удовлетворяющей точностью ± 0,1 нТл. Внутри участка исследования памятника профили проходов располагаются на расстоянии 1 м, шаг измерений по профилю (расстояние между точками измерения) — 1 м;

2) непрерывную съемку. Время каждого измерения от 12 с. до 2 с.; такой метод съемки требует равномерного движения датчиков по профилю и значительно более производителен, хотя частично теряется точность измерений. Внутри участка исследования памятника профили проходов также располагаются на расстоянии 1 м, шаг измерений по профилю (расстояние между точками измерения) от 0,3 м до 1 м, что позволяет лишь частично компенсировать потерю точности измерения.

Результаты, полученные в процессе геомагнитной съемки объекта позволяют сделать ряд важных для дальнейшей практики выводов:

— Высокоточная магнитная съемка археологических памятников на территориях, находящихся в хозяйственном использовании или в местах боевых действий, должна, по возможности, проводиться на площадях, предварительно очищенных от металлического мусора.

— Техногенные аномалии сходны с археологическими. Такие аномалии нуждаются в дополнительной проверке металлодетектором.

— Планировка и глубина залегания комплексных археологических объектов весьма неплохо прогнозируется при помощи трехмерного магнитного моделирования.

— Схемы распространения находок древних изделий несут дополнительную информацию о размерах и структуре многослойного поселения.

Интенсивная топосъемка

Трудно представить полевые археологические исследования без теодолитов, нивелиров и рулеток. Тахеометры могут заменить все эти инструменты, ускорить и облегчить измерения на местности, а также камеральную обработку данных топографической съемки, нивелировок, графической фиксации при полевых исследованиях.

Тахеометры удивительным образом сочетают в себе возможности оптического прибора (теодолита, нивелира) и компьютера. Практически мы получаем связь теодолит-компьютер без рутинных вычислений, а специальные программы помогают делать графические построения (прорисовка рельефа и ситуаций) по уже вычисленным значениям тахеометра. Файловая система тахеометра помогает создавать, сохранять и пополнять файлы разных графических фиксаций во время раскопок. Возможность совмещения топографической съемки и разбивочных работ в любых погодных условиях экономят время и деньги.

Таким образом, можно разделять тахеометрические измерения на следующие пункты:

1. Топографическая съемка — массив точек с координатами X, Y, Z, которые определят плановое и высотное положение точек ситуации местности (столбы, дороги, углы зданий) и рельеф данной местности.

2. Разбивка — вынос в натуру узлов сетки с координатами X, Y, Z к которой привязываются все археологические объекты.

3. Привязка — нанесение на топографический план опорных точек сетки к местным предметам (зданиям, дорогам, мостам, населенным пунктам) и ориентирование разбивочной сетки относительно магнитного направления буссоли, компаса.

Топографическая съемка в самом простом случае может производиться с одной точки (с одной станции). Начальное направление должно совпадать с магнитным (если нет каких либо особых условий) севером по буссоли, которая устанавливается на тахеометр специальным креплением. Создание файла в котором будут находиться координаты точек (значения Х, Y, Z) займет 1−2 минуты. Измерения занимают несколько секунд (наведение на призму, нажатие кнопок). Общее колличество отснятых точек, которые могут храниться в памяти тахеометра может составлять 10 000. Как показывает практика, такого объема памяти тахеометра вполне достаточно, чтобы вести паралельно несколько объектов (несколько файлов) с последующим их пополнением. При необходимости, файл определенного объекта перенесенный на ПК (ноутбук) и хранящийся в текстовом формате. txt, может быть пополнен и изменен. Текстовой файл может быть экспортирован в программы AutoCAD, MapInfo, Surfer, Credo Топоплан 1. 0, Pythagoras и многие другие программы для геодезических расчетов и построений.

Разбивка при необходимости может производиться с той же точки с которой производилась съемка. Вынос опорных точек сетки займет менее часа. С этой же точки может быть произведена разбивка котлована (если требуется убрать балласт) с последующим выносом в котлован узловых точек сетки. Сгущение сетки в котловане может быть произведено с помощью рулеток и колышков.

Привязка опорных точек сетки и посадка сетки на топоплан также займет мало времени. В любом случае, закрепленная станция или точка стояния, а также опорные точки сетки способствуют возобновлению работ по прошествии любого отрезка времени в кратчайшие сроки.

Тахеометрическое сопровождение собственно археологических исследований (вскрытие погребений, ям, нивелирование) может проводиться ежедневно или периодически. Обновление и пополнение файлов должно вестись параллельно и взаимосвязано с графической фиксацией (рисованием ям, погребений, костяков, профилей). Оператор тахеометра должен вести записи по данному объекту с регистрацией дат и этапов археологических исследований с последующей камеральной обработкой. Оперативная камеральная обработка дает возможность выявить ошибки привязок и нивелировок археологических объектов, а также представить целостную картину раскопа с возможностью вывода на печать любого масштаба. Взаимодействие оператора, художника и старшего по раскопу дает возможность полноценно отображать фиксацию на любом этапе раскопок.

Результаты топосъемок, также, подлежат дополнительным исследованиям. Так при интенсивной (более тщательной) съемке можно выделить изменения рельефа не воспринимаемые визуально. Например, полы кургана разрушенные в процессе застройки памятника, перепады высот на пологих склонах выделяющие контуры усадеб и т. д.

При комплексном изучении памятника, топооснова, сделанная в начале работ, послужит археологу на всех этапах исследования, как с применением ГИС-методов, так и при стандартных методах.

Поля GPS-отметок

Диапазон практических подходов к использованию GPS полей в археологии.

Общепринятой практической реализацией GPS полей в археологии является обследование с помощью групп пеших наблюдателей, которые последовательно обходят всю территорию по множеству близко расположенных параллельных маршрутов-сечений (интервал между маршрутами не более 10−15 м в зонах с низкой плотностью артефактов, с уменьшением интервала до 5 м и менее при съемке насыщенных артефактами участков), при этом производится первичная классификация и регистрация (подсчет, сбор, фиксация местоположения при помощи GPS) замеченных артефактов и других важных признаков. При интенсивном обследовании часто применяется также техника съемки с разбивкой территории на сплошную сеть правильных ячеек, для каждой из которых производится ручной подсчет количества находок (иногда вместо подсчета находок используется взвешивание, и плотность находок отображается, например, в граммах на квадратный метр) и их первичная классификация — в работе описана схема интенсивной съемки, заданная сетью с ячейками в четверть гектара (50×50 м), каждая из которых обследовалась с интервалом между наблюдателями 6−10 м с приблизительно 20% реальным осмотром общей площади

Интенсивная археологическая съемка: интеграция с ГИС. В традиционной практике археологической съемки дело имеют с обобщенными учетными единицами (пространственными ячейками), которым приписываются определенные плотности (концентрации) содержания артефактов на обследованной поверхности (в принципе, уменьшая размер ячеек, можно добиться сколь угодно детального описания плотности пространственного распределения артефактов). Сам этот подход хорошо соотносится с растровой моделью представления данных в геоинформационных системах (ГИС) и развитыми в них инструментами анализа поверхностей, особенно если понимать под археологической съемкой процедуру оценки и картографирования пространственно распределенных непрерывных величин, например, плотностей пространственного распределения артефактов того или иного типа. Экстремумы непрерывного распределения плотности артефактов (области их высокой концентрации), выделенные на обследованной территории, будут обозначать собой искомые сайты. Важным здесь представляется, во-первых, возможность построения ясных критериев (порогов) выделения сайтов на основе объективных данных, во-вторых, перспектива использования объективных статистик, описывающих каждый из выделенных сайтов, для их ранжирования и классификации.

В целом нет сомнений, что интенсивная археологическая съемка хорошо вписывается в технологическую схему и алгоритмы обработки данных ГИС. Одно из основных препятствий на пути окончательного «сращивания» ГИС и интенсивной съемки — большая трудоемкость первичной обработки данных, обусловленная количеством времени, которое надо потратить на ручную регистрацию местоположения замеченных артефактов и статистическую обработку данных, особенно в условиях соблюдения определенной сетки обследований. Собственно, в паре съемка — ГИС можно добиться радикального улучшения технологичности съемки и качества анализа, убрав все промежуточные операции с ручной обработкой данных и перейдя к методичной фиксации местоположения абсолютно всех замеченных артефактов (сплошное геокодирование). Приписав каждому артефакту атрибуты, отображающие те или иные его свойства и признаки, получим «нормальную» технологическую цепочку — геокодирование, приписывание атрибутов, трансляция в ГИС, вполне реализуемую даже в режиме on-line.

В качестве простого модельного эксперимента вариант интенсивной археологической съемки с регистрацией местоположения артефактов с помощью портативных спутниковых навигационных GPS-приемников туристического класса точности (например, Garmin eTrex). Замер и запись местоположения артефакта в память прибора занимает всего несколько секунд,

т.е. процедура регистрации происходит практически «на ходу», при этом не требуется специальной подготовки наблюдателей. Все измерения местоположений носят абсолютный характер, автоматически геокодируются в единой системе координат и полностью готовы к дальнейшему анализу в ГИС вне связи с какими-либо дополнительными пространственными данными, что позволяет быстро получать экспресс-оценки результатов съемки и осуществлять ее оперативное планирование. Сама схема съемки в нашей модели максимально упрощена — все артефакты одного класса, например фрагменты керамики, регистрируются без подразделения на подтипы и категории, одним геокодированным облаком точек (запись без атрибутов). Эта схема съемки не исключает возможности сбора подъемного материала (в этом случае каждому отобранному артефакту приписывается уникальный идентификатор, связанный с определенной точкой измерений).

На финальном этапе (этапе постобработки) предложенной модели съемки для построения оценок истинной плотности пространственного распределения артефактов используется техника коррекции полученных в ходе съемки данных с помощью выборочного ручного подсчета плотности артефактов на небольших площадках, местоположение которых позволяет набрать корректирующую выборку, представляющую приблизительно весь размах плотности артефактов на обследуемой территории.

При использовании GPS-приемника в комплексе с картматериалами появляется возможность создания схем и карт расположения особых типов памятников археологии и расселения различных культур. Для этого потребуется создание базы данных, состоящей из массива координат (GPS-поля) изучаемых памятников и различных слоев данных, специализированных под тип исследования. В результате совмещения полевых и камеральных работ будет получена своеобразная схема, иллюстрирующая цель или отвечающая на поставленные вопросы.

Георадарные разведки

Задачей комплексного геофизического исследования (георадар) памятника археологии является:

1) используя геофизическую аппаратуру, до начала раскопок зафиксировать данные значений магнитного поля на участке исследования, а также провести геолокационное зондирование этого же участка либо снять отдельные профили радарограмм для прояснения стратиграфической картины;

2) провести анализ полученных и обработанных результатов;

3) используя весь доступный объем информации о памятнике, интерпретировать, локализовать и нанести на план аномалии, связанные с археологическими объектами;

4) провести сравнительный анализ, дешифровку и интерпретацию обработанных результатов, сравнивая их с результатами раскопок, шурфовок, бурения;

5) на основании комплекса полученных геофизических и археологических данных дать рекомендации археологам по привлечению того или иного вида и типа геофизического оборудования, рекомендовать условия его наиболее успешного применения для поиска и локализации отдельных археологических объектов для каждого вида и типа.

Принцип работы георадара состоит в измерении значения магнитного поля на двух датчиках (верхнем и нижнем) и получении разницы значения общего магнитного поля земли в конкретный период времени и значения магнитного поля над предполагаемым объектом. Расстояние между датчиками — 2 м, высота нижнего датчика над дневной поверхностью 0,3 м. Полученные данные обрабатываются при помощи специализированных программ. Результаты исследования представляются в виде распределения градиента магнитного поля на участке исследования.

Как правило, отрицательные значения градиента даются в синем цветовом диапазоне, положительные — в красном, или же информация представляется в черно-белом варианте.

Методика магнитометрического исследования включает:

1) поточечную съемку. Время каждого измерения 3 сек, что позволяет получать значения градиента магнитного поля с удовлетворяющей точностью ± 0,1 нТл. Внутри участка исследования памятника профили проходов располагаются на расстоянии 1 м, шаг измерений по профилю (расстояние между точками измерения) — 1 м;

2) непрерывную съемку. Время каждого измерения от 12 с до 2 с; такой метод съемки требует равномерного движения датчиков по профилю и значительно более производителен, хотя частично теряется точность измерений. Внутри участка исследования памятника профили проходов также располагаются на расстоянии 1 м, шаг измерений по профилю (расстояние между точками измерения) от 0,3 м до 1 м, что позволяет лишь частично компенсировать потерю точности измерения.

Для георадиолокационной съемки применяется георадар ГЕОРАД-2 с антенной 200 МГц, который позволяет исследовать подповерхностные структуры на глубину до 6 м (данные для сухого песка) с разрешением 0,5 м. Механический датчик расстояния позволяет привязывать данные, полученные с радарограмм, к участку исследования с точностью до 0,1 м.

Принцип работы прибора состоит в излучении и приеме отраженной электромагнитной волны. Радар фиксирует разницу диэлектрической проницаемости грунтов, связанную с природным (промоины, лощины, овраги, погребенные каменные осыпи и т. п.), а также антропогенным (остатки конструкций и сооружений) воздействием, и позволяет локализовать их.

Методика георадиолокационного исследования с помощью данной модели георадара — непрерывная съемка параллельными профилями проходов. Полученные данные обрабатываются при помощи компьютера, что позволяет получать либо послойные планы участка радарного исследования, либо отображение в волновом виде стратиграфического разреза участка памятника по профилю прохода георадара (радарограмма).

Общий вывод, который можно сделать, заключается в том, что использование градиентометра POS-2 на различных типах грунтов на поселениях весьма эффективно для выявления скрытых, распаханных или частично уничтоженных остатков жилых строений. Определенный тип археологического памятника (поселение) предполагает наличие остатков каменных конструкций или прокаленного грунта с аномалиями магнитного поля в местах кострищ, очагов, остатков печей, сгоревших жилищ как наземного, так и углубленного типа, а также хозяйственных ям с заполнением, отличающимся от общего магнитного поля на локальном участке. Это позволяет фиксировать и локализовать такого рода объекты на участках исследований. Разница величин магнитного поля на различных типах жилищ и магнитного поля земли около них составляет ± 5−15 нТл. Все найденные магнитометрией жилища начинали читаться археологически с глубин 0,2−0,3 м от поверхности исследований. Сравнение двух методов — поточечной и непрерывной съемки — показывает результативность обоих. Поточечная съемка дает более качественный результат. Непрерывная съемка гораздо более производительна, дает возможность исследовать практически всю доступную территорию памятника за короткий период времени. Выбор метода проведения съемки, в первую очередь, диктуется задачами исследования, а также сильно зависит от сроков проведения исследования и подготовки поверхности памятника для геофизических работ.

Комплексные методы

Вполне целесообразно проведение комплексных геофизических исследований, как при помощи магнитометрических методов, так и методом георадиолокации, желательно на как можно большей площади. При таком подходе появляется потенциальная возможность выявить как отдельные объекты на памятниках, так и реконструировать структуру поселений целиком.

Также, используя современное оборудование (GPS-приемники, тахеометры, георадары), появляется возможность совмещать полученные результаты исследований для получения комплексного взгляда на памятник. Например, при совмещении интенсивной топосъемки с GPS-полями, будет получена более точное расположение внешних объектов (места скопления подъемного материала, различные зольники) на рельефе памятника. Совмещать, также, можно методы on-site и методы off-site, такие как георадарные разведки и космоснимки определенного памятника. Изучение космоснимков позволит скорректировать площадь георадарной съемки заранее.

Также, комплексные методы АГИС можно использовать в более масштабных вопросах, например, в создании современных и обновлении старых карт (GPS-картография).

В результате использования большинства методов АГИС в комплексе, будет получена обширная база данных, несущая в себе информацию о памятнике. В последствии, эту базу просто и удобно совместить с остальными археологическими исследованиями.

Методы АГИС off-site

В традиционной практике археологической съемки дело имеют с обобщенными учетными единицами, которым приписываются определенные плотности (концентрации) содержания изучаемых элементов (рельефных объектов, артефактов, комплексов) на обследованной поверхности. При уменьшении размера «ячеек», можно добиться детального описания плотности пространственного распределения элементов съемки. Сам этот подход хорошо соотносится с растровой моделью представления данных в геоинформационных системах (ГИС) и развитыми в них инструментами анализа поверхностей, особенно если понимать под археологической съемкой процедуру оценки и картографирования пространственно распределенных непрерывных величин, например, плотностей пространственного распределения артефактов того или иного типа. Экстремумы непрерывного распределения плотности артефактов (области их высокой концентрации), выделенные на обследованной территории, будут обозначать собой искомые сайты. Важным здесь представляется, во-первых, возможность построения ясных критериев (порогов) выделения сайтов на основе объективных данных, во-вторых, перспектива использования объективных статистик, описывающих каждый из выделенных сайтов, для их ранжирования и классификации.

Ещё одним важным методом является изучение и сравнение различных космоснимков (из разных источников), с целью выявления и определения в комплексе памятников. Последующим этапом является ИАС (интенсивная археологическая съемка), в результате которой появляется возможность выявления дополнительных параметров и данных памятника. В целом нет сомнений, что ИАС хорошо вписывается в технологическую схему и алгоритмы обработки данных ГИС. Одно из основных препятствий на пути окончательного «сращивания» ГИС и интенсивной съемки — большая трудоемкость первичной обработки данных, обусловленная количеством времени, которое надо потратить на ручную регистрацию местоположения замеченных артефактов и статистическую обработку данных, особенно в условиях соблюдения определенной сетки обследований. Собственно, в паре съемка — ГИС можно добиться радикального улучшения технологичности съемки и качества анализа, убрав все промежуточные операции с ручной обработкой данных и перейдя к методичной фиксации местоположения абсолютно всех замеченных артефактов (сплошное геокодирование). Приписав каждому артефакту атрибуты, отображающие те или иные его свойства и признаки, получим «нормальную» технологическую цепочку — геокодирование, приписывание атрибутов, трансляция в ГИС, вполне реализуемую даже в режиме on-line. Вопрос достижимого при предложенном варианте съемки, качества описания пространственного распределения артефактов, тесно связан как с конкретными условиями съемки, так и с отмеченными выше общими ограничениями возможностей интенсивных съемок.

На финальном этапе (этапе пост обработки) предложенной модели съемки для построения оценок истинной плотности пространственного распределения артефактов используется техника коррекции полученных в ходе съемки данных с помощью выборочного ручного подсчета плотности артефактов на небольших площадках, местоположение которых позволяет набрать корректирующую выборку, представляющую приблизительно весь размах плотности артефактов на обследуемой территории.

Итак, ГИС -- это не только программные базы данных источников и материалов, но и серьёзное подспорье в полевых разведочных работах, облегчение изучения комплексов и объектов занимающих значительные площади. Так примером может служить Керченская крепость, система оборонительных валов Керченского полуострова, Эльтигенский плацдарм, оборонительные линии северо-восточной части Керченского полуострова, а так же прочие объекты истории и археологии, имеющие сложную структуру и занимающие большие площади.

На примере изучения Эльтигенского плацдарма 1943 года при помощи ГИС-методов можно рассмотреть первичные результаты, полученные on-line, так сказать, не выходя из дома. При помощи различных программ, использующих данные с серверов со спутниковыми снимками (Google, Yandex, Nokia, Navteq), мы можем рассматривать оборонительные линии и их элементы в комплексе. Также появляется возможность расчёта комплексных отношений между различными типами позиций и укреплений, расчёта угла обстрела, изучения вторичного использования каких-либо ранних объектов.

Выявленные линии окопов уже можно условно объединять в комплексы, вместе с блиндажами, дзотами и орудийными позициями. При более тщательном анализе можно рассчитать и скомпоновать зоны покрытия огнём данных позиций. Также при пересчёте высот склонов и протяженности подъемов реальным становится расчёт направлений движения десанта от берега к позициям и далее. Ко всему этому можно добавить количество противотанковых рвов выявленных на Эльтигенском плацдарме путём сравнения космоснимков из различных источников.

В результате совмещения полевых интенсивных археологических съемок с on-line исследованиями можно получить результаты, которые решат ряд проблем и облегчат изучение вопроса. При помощи различных программ, сегодня мы можем совмещать различные направления и методики исследований археологических памятников.

Заключение

Итак, на сегодняшний день, археологические исследования (экспедиции, разведки, камеральные работы) можно успешно дополнить и преобразовать применением ГИС-методов и технологий на практике. Имея различные ресурсы, многие археологические отделы и музеи смогут, при наличии специальной техники (GPS-приемник, электронный тахеометр) и специалистов, создать расширенные АГИС системы (системы учёта, архивы), расширить спектры исследования уже известных памятников ежегодными экспедициями. Имея, в обыкновенной археологической экспедиции возможность использования ГИС-методов, появляется возможность не только повысить эффективность проведения раскопок (GPS-поля) и упрощение снятия высот, отрисовки квадратов, разбивки раскопов, но и внести экономические изменения, сократив время на многих полевых процессах. Дополнительную информацию (расположение и площади) при подготовке к полевому сезону можно получить off-line методами АГИС применяя расчеты (угол обстрела орудия) и изучение космоснимков из различных спутниковых серверов. При использовании радарной техники (георадар), результаты поиска подземных сооружений, дадут более чёткое и выверенное расположение в грунте памятника (аллеи склепов, грунтовые могильники). Восстановление и координатная привязка устаревших карт способна выявить целые поля отсутствующих, на сегодняшний день, как археологических, так и топографических, элементов. Полученные результаты позволят видеть различные памятники в спектре расселения или исчезновения культур, типов поселений, дорог, оборонительных валов. Применение в полевых исследованиях нескольких ГИС-методов в комплексе, способно решить целый список методологических вопросов в разы проще и быстрее.

В итоге мы видим, что XXI век принес в археологию широкий спектр возможностей упрощения, расширения и ускорения исследований.

Список использованных источников и литературы

памятник охрана информационный

1. Алексейчук С. Н., 2004 г. Трехмерная ГИС в археологии (Методика комплексной реконструкции памятников археологии) // Геоинформационные технологии в археологических исследованиях (Москва, 2 апреля 2003 г.): Сб. докл. [Электронный ресурс]. М., CD-ROM.

2. Алексейчук С. Н., Коробов Д. С., 2006. Визуализация комплекса памятников в окрестностях Мосейкиного мыса в Кисловодской котловине // Археология и геоинформатика. Вып. 3. [Электронный ресурс]. М., CD-ROM.

3. Афанасьев Г. Е., Савенко С. Н., Коробов Д. С., 2004. Древности Кисловодской котловины. М., 2004.

4. Бездудный В. Г., Марчук В. Н., 2007. Проведение геолокационного исследования участка грунтового могильника Максари (Клецкий район Волгоградской области) // Археология и геоинформатика. Вып. 4. [Электронный ресурс]. М., CD-ROM.

5. Гарбузов Г. П., 2007. Археология ландшафта и геоинформатика: теоретические аспекты взаимоотношений // Археология и геоинформатика. Вып. 4 [Электронный ресурс]. М., CD-ROM.

6. Гульдагер Б. П., Аттема П., Ланцов С. Б., Смекалова Т. Н., Столба В. Ф., Де Хаас Т., Хандберг С., Винтер Я. К., 2007. Джарылгачский исследовательский проект. Результаты сезона 2007 г. // Боспорский феномен: сакральный смысл региона, памятников, находок. Материалы Международной научной конференции 27−30 ноября 2007. г. Часть 2. СПб.

7. Коробов Д. С., 1996. Отчет о разведке в окрестностях города Кисловодска в 1996 г. // Архив И А РАН. Р-1. № 23 074−23 076.

8. Паромов Я. М., 1992. Археологическая карта Таманского полуострова // Депонировано в ИНИОН РАН. № 47 103 от 01. 10. 1992 г.

9. Гусев С. В., 2001. Стандарты баз данных по недвижимым памятникам культуры // Архив И А РАН., М., издательство «АДИТ», 2001.

10. Дюбрюкс П., 2010 Собрание сочинений. Toм I. Teксты // Составитель и редактор И. В. Тункина Санкт-Петербургский филиал Архива РАН, С-Пб, Издательский дом Коло, 2010.

11. Анучин Д. Н. Рельеф поверхности Европейской России в последовательном развитии о нём представлений // Землеведение, 1895.

12. Спицын А. А., 1908, 1927. Археологические раскопки. // Имп. Археол. комис. Санкт-Петербург: Т-во Р. Голике и А. Вильборг, 1910

13. А. А. Мансуров 1939. Методика составления археологической карты; М., 1939.

14. Габлиц К. И., 1803. Краеведческие работы; М., 1803.

15. Кёппен П. И. Крымский Сборник. СПб., 1837

16. Городцов В. А., 1907. Результаты археологических исследований в Бахмутском уезде Екатеринославской губернии // Труды XIII Археологического съезда,

17. т. I. -- М., 1907.

18. Жан-Клод Гарден Теоретическая археология // М.: Прогресс. 1983.

19. Я. А. Шер Первые шаги отдела музейной информатики в Эрмитаже (1975−1985 гг.). // Информационные технологии в музее. Вып. 2. СПб: 2006.

20. Гражданников Е.Д., Холюшкин Ю. П. Системная классификация социологических и археологических понятий. — Новосибирск, 1990.

21. Клейн Л. С., 1991. Археологическая типология. -- Л.: ЛФ ЦЭНДИСИ: Ленингр. науч. -исслед. археол. об-ние, 1991

ref.net.ua

Опыт применения Географической Информационной Системы (гис) в археологии. Шоназаров Ш. Б. Нууз

в археологии.

Шоназаров Ш.Б.

НУУз.

В последние десятилетия применение в археологической практике технологий ГИС и обработка данных космоснимков и дистанционного зондирования является важным этапом в развитии археологической методики позволяющим перейти к недоструктивным методам исследования памятников археологии. Кроме того, новые методы ГИС дают наилучшую возможность накопления, систематизации и сохранения информации о культурном наследии. Благодаря всеобъемлемости, цельности и возможности многоцелевого использования ГИС появляется возможность эффективного менеджмента культурного наследия.

Географическая Информационная Система (ГИС) - система обработки и представления историко-археологической информации, предназначенная для обучения современным технологиям анализа систематизации и сохранения информации о культурном наследии.

Основным объектом, с которым работает пользователь ГИС является слайд, видимый на экране его дисплея. Слайд - это географическая карта с помеченной на ней историко-археологической и другой информацией. Пользователь может работать с любым числом слайдов. Количество слайдов ограничивается только доступным местом на жестком диске. Слайды организованы циклически так, что при создании нового слайда самый старый автоматически удаляется. С помощью ГИС вы можете создавать новые слайды, помещать на них различную информацию, увеличивать участки слайда, печатать слайды и т.д. Имеется возможность автоматического циклического просмотра созданных вами слайдов. На один слайд может быть помещено несколько различных слоев информации. Один слой образует так называемую компоненту слайда. ГИС обеспечивает около двадцати различных видов компонентов, размещаемых в произвольном количестве слоев. Постоянно разрабатываются новые компоненты и улучшаются старые. Среди имеющихся компонентов следует отметить следующие:

1. Приземные и высотные карты по стандартной схеме наноса с возможностью частичной модификации схемы нанесения.
2. Историко-археологические данные на картах, представленные в различных формах (изолинии, закрашенные области, числовые значения и т.д.)
3. Элементы оформления карты, такие как различные линии (включая фронтальные), стрелки, пояснительный текст, условные знаки и т.д.
4. Изображения, принятые с орбитальных спутников и многие другие.

Географическая база данных содержит береговые линии, границы стран, контуры рек и озер и т.д. и используется в ГИС для построения основы карт. Географическая база данных может быть настроена на определенную географическую территорию. Одновременно могут использоваться несколько географических базы данных. Различные слайды могут относиться к различным территориям. Для работы ГИС не требуется большие ЭВМ. При наличии локальной сети обработка данных может быть разнесена на несколько компьютеров, что повышает общую производительность системы. Программное обеспечение ГИС может работать на любом совместимом компьютере. Однако пользователю будет удобнее работать на компьютере Pentium-IV и монитором с высоким разрешением.

Печать слайдов возможна практически на любом выводном устройстве, для которого имеется поддержка в системе WINDOWS. Сюда входят матричные, лазерные и струйные принтеры, плоттеры. Возможно использование любого контроллера дисплея, поддерживаемого системой WINDOWS. Предпочтение следует отдать дисплеям высокого разрешения с поддержкой не менее 256 цветов.

Программы ГИС состоят из главного модуля и модулей компонентов. Модули компонентов отвечают за создание, модификацию и отображение на экране компонентов слайда. Например, один из модулей позволяет строить карты по данным, другой модуль предназначен для построения вертикальных разрезов, еще один отвечает за приземные данные и т.д. Наличие географического модуля является обязательным. Остальные модули приобретаются и добавляются в систему по желанию пользователя. Таким образом, пользователь может создать систему, настроенную точно по его потребностям.

ГИС программы могут поставляться в различных конфигурациях. Минимальная конфигурация предназначена для одного персонального компьютера. Этот компьютер будет совмещать функции приема, обработки оперативной информации и рабочего места. Для системы из двух компьютеров целесообразно соединить их сетевыми средствами. Тогда оба пользователя смогут воспользоваться общей базой данных. Для большего количества компьютеров рекомендуется развернуть локальную сеть с выделенным сервером. Это позволит защитить программные средства ГИС от случайной порчи и упростит сопровождение системы. Если Вы хотите ввести историко-археологическую базу данных с большим потоком входной информации, то для этого следует выделить отдельный компьютер. Это верно как для приема спутниковых снимков, так и для приема информации от радиолокаторов. Локальная сеть позволит вам объединить эти компьютеры и хранить базы данных на общедоступных дисках файлового сервера. Большое количество рабочих станций смогут воспользоваться этими данными одновременно, и практически не мешая, друг другу. Комплексы ГИС легко соединяются друг с другом. Соединение комплексов используется в основном для получения оперативных историко-археологических данных в режиме реального времени. Технически соединение осуществляется с помощью выделенного или коммутируемого канала связи и пары модемов.

География как системная наука о всей поверхности земного шара формируется фактически лишь в новое время на базе картографии стимулируя также развитие археологии. Оазисы Центральной Азии, являющиеся важным очагом человеческой цивилизации, хранят в своем ландшафте руины некогда процветавших в древности и в средневековье городов и селений, которые еще ждут своих исследований. Первоначальной задачей в решении этой проблемы является работа по созданию исчерпывающего банка данных археологического наследия с привязкой ее к географической карте. Работы, ведущиеся в других странах по применению ГИС технологий в археологии, хотя еще во многом носят экспериментальный характер, тем не менее, позволили выработать общую концепцию, границу возможностей и специфику применения ГИС технологий в археологии. Археологии Центральной Азии еще предстоит приобщиться к разработке этого нового и перспективного направления.

В качестве экспериментального полигона по применению ГИС в археологии, нами была избрана социально поселенческая система древнего Каршинского оазиса, расположенного в среднем течении р. Кашкадарьи на юге Узбекистана. Этот оазис входил в южные районы древней страны Согдианы. Сейчас оазис имеет площадь около 40х40 км, центральная его часть насыщена руинами древних и средневековых усадеб, замков и городов. До XX в. оазис имел гораздо меньшую площадь, так как возможности расширения возделанных земель были сурово лимитированы небольшим дебитом реки Кашкадарьи. В конце ХХ в. в результате проведении воды из Амударьи площади возделанных и обжитых земель оазиса резко возросли.

Река Кашкадарьия вытекая из узкой долины своего среднего течения в обширные степи восточной окраины пустыни Кызылкум, растекается несколькими протоками образуя сухую дельту, на базе которой и возник оазис. В 70-80 годах ХХ в. была составлена схематическая карта археологических памятников Каршинского оазиса.

При полевых работах по Каршинскому оазису было зафиксировано более 400 памятников археологии, в виде больших и малых холмов с находками археологического материала на их поверхности. Они представляют собой оплывшие руины древних городов, крепостей, замков и поселений различных размеров. В процессе разведочных исследований каждый памятник был замерен и кратко описан, по подъемному материалу определена хронология его возникновения и обживания его.

На основе глазомерных топографических планов, отражающих морфологию каждого населенного пункта эпохи древности и средневековья, была произведена типологическая классификация всех археологических памятников Каршинского оазиса. Распределение размеров площадей всех древних и средневековых городов и поселений показало, что они подразделяются по своим размерам на 5-6 основных групп. Это группировка соответствовала иерархической структуре аграрного общества Каршинского оазиса эпохи древности и средневековья.

В планах дешифрирование аэрофотоматериалов и космических снимков с целью изучения геологического строения территории Каршинского оазиса. Очень важным является так же возможность дешифрирования археологических и эпиграфических памятников. Одной из задач является создание археолого-географической информационной системы (АГИС) для сбора, обработки и хранения информации по всем археологическим и погребенным объектам по разделам (археология, эпиграфика и т. д), т.е. создание своеобразного электронного макета древнего и средневекового Каршинского оазиса.

Таким образом, археологические материалы сравнительно небольшого и компактного Каршинского оазиса полностью зафиксированы на карте, имеющие предварительную классификацию и систематизацию представляли собой наиболее подходящий участок для наших экспериментальных разработок по использованию ГИС технологий в археологии. Прежде всего, это была задача по систематизации и анализу социально-поселенческой системы Каршинского оазиса эпохи древности и средневековья.

Как наиболее подходящей для целей создания сводного банка данных об археологических памятниках древней поселенческой структуры оазиса была выбрана программа Arc View GIS.

Совмещение карт различных периодов иллюстрирует изменение произошедшие в природном и историко-культурном ландшафте различных эпох. В нашем распоряжении по Каршинскому оазису находится картографический материал трех эпох: топографическая основа карты 1942 г, стеллитовый снимок оазиса 1996 г. а также карта с обозначением археологических памятников древности и средневековья. Совмещение всех этих хронологических слоев на одной карте технологией ГИС позволило выявить характер фиксации археологических памятников в нашей схематической полевой карте, а также выявить некоторые эпохальные изменение культурного ландшафта естественного и социально-экономического характера.

Дальнейшая разработка археологического банка данных и виртуальной карты социально-поселенческой структуры древности и средневековья требует серьезной коррекции пунктов местонахождения всех поселений Каршинского оазиса и привязки их к системе координат с использованием технологии JPS.

Анализ динамики эволюции поселенческой системы Каршинского оазиса показывает, что монотонное развитие и расширение урбанизированной культуры неоднократно претерпевало кардинальные изменение под влиянием таких внешних факторов как завоевание или крупные экономические кризисы. Причем, как правило, экологические кризисы вызывали крупные миграции, что сопровождалось изменениями в физическом типе и облике культуры населения оседлых оазисов.

Практические выводы методического характера из нашего опыта могут быть следующие: при ГИС анализе древних и средневековых систем поселений следует создавать отдельные карты или тематические слои, отражающие распределение и структуру различных географических факторов речной сети, поселенческие структуры, торговые пункты и дороги для каждой отдельной эпохи. В процессе урбанизации и сложения иерархической структуры поселенческой системы, когда выделяются центральные поселения, служившие рынками для окружающих, менялось и направление торговых путей.

Комбинации различных тематических слоев историко-археологической карты оазиса, дают возможность понять логику оазисной социально-поселенческой структуры, для каждого периода в отдельности и зримо представить функциональную связь разнообразных факторов исторической географии. Накопленный материал позволит создать археологические базы данных и благодаря которым появится возможность проследить и выявить закономерности и особенности возникновения социально-поселенческой структуры, влияние на это явление гео-климатических, искусственных и других факторов.

uz.denemetr.com

Реферат - Г. В. Требелева Институт археологии ран, Москва

Институт археологии РАН, Москва

ПРИМЕНЕНИЕ ГНС-ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ АНАЛИЗА СИСТЕМ ФОРТИФИКАЦИЙ АЗИАТСКОГО БОСПОРА РИМСКОГО ВРЕМЕНИ*

Геоинформационные системы (ГИС) являются компьютерными системами для сбора, проверки, интег­рации и анализа информации, относящейся к земной поверхности. Использование геоинформационных ме­тодов в археологии началось сравнительно недавно. Наиболее активно это направление развивается на про­тяжении последних 10-15 лет. Основные достижения в этой области осуществлены зарубежными учеными. Однако в последнее время ГИС-технологии нашли применение и в отечественной археологии [Афанасьев, 2004; Коробов, 2004; Смекалов, Федоров, 2004; Довгалев, 2005; Требелева, Горлов, 2005]. Началу приме­нения ГИС-технологий в археологии предшествовали десятилетия адаптации теорий и методов пространс­твенного анализа, заимствованных из экономической географии, биологии, и собственно геометрии.

Не все археологические памятники Боспорского царства имеют равную степень сохранности и изу­ченности. Часть памятников достаточно хорошо исследована в ходе раскопок, но многие из известных объ­ектов не раскапывалась вовсе. Поэтому для анализа памятников фортификации, были применены только те параметры, которые можно определить для всех памятников, вне зависимости от их степени изученности (тип, площадь и датировка - данные, которые определяются при проведении разведок). Следует отметить одно существенное преимущество применения ГИС-технологий для анализа археологического материала. В случае появления новой информации или уточнения уже имеющейся информации о мало исследованных памятниках, нет необходимости переделывать работу заново или ставить под сомнение полученные выводы. Изменение какого-либо параметра в базе данных ГИС позволяет оперативно скорректировать все ранее по­лученные выводы, подтвердить их или опровергнуть на новом этапе исследований.

Методика археологического исследования с помощью ГИС-технологий предполагает два основных этапа:

• создание ГИС, т.е. картографирование памятников, ландшафта, разработка и заполнение баз данных;

• анализ, состоящий из классификации данных и пространственной обработки результатов картогра­фирования.

В данной работе для анализа использовались модули пространственного анализа программы Arc Map 8,3: Spatial Analyst, 3-D Analyst, Geostatistical Analyst.

Для картографирования памятников использовались как данные уже ранее существующие базы данных и ГИС [Требелева, Горлов, 2004], так и географические координаты памятников, полученные непосредствен­но автором в 2004 г.

Для картографирования и создания модели ландшафта использовались современные топографичес­кие карты масштаба до 1:100 000, которые геокодировались в программе ArcMap 8.3. Далее, с уже геоко-дированных карт в качестве отдельной точечной темы вносились данные о высотах. Всего для территории Азиатского Боспора было сделано 28168 определений, сравнительно равномерно распределенных по всей территории.

Картографирование линий берегов производилось с учетом особенностей развития каждого региона на основании существующих карт моделей палеогеографических реконструкций. В отечественной историко-археологической литературе существует два основных направления в реконструкции палеогеографической ситуации на Таманском полуострове. Сторонники первого направления придерживаются той точки зрения,

что в древности данная территория представляла собой систему островов. [Montpereux, 1843; Поночевный, 1891; Башкиров, 1927; ВойцеховскиЙ, 1929; Абрамов, Паромов, 1993] Представители второго считают, что современный Таманский полуостров в древности являлся единым островом, [Латышев, 1909; Ростовцев, 1989: Горлов, 1996; Горлов, Поротов, 2000]. Поэтому, для полноты картины, пространственный анализ рас­положения оборонительных сооружений проводился отдельно для двух моделей реконструкции палеогеог­рафической ситуации. В дальнейшем полученные результаты были сопоставлены.

На втором этапе исследования важным моментом стала классификация данных. На основании соотно­шений типа и площади укреплений была выведена иерархия военных крепостей. Основанием для этого слу­жила примерная численность гарнизона крепости, которая в свою очередь рассчитывалась исходя из площа­ди укрепления (примерно 100 человек на 0,2 га). Такая пропорция в свое время была выведена независимо друг от друга С.Д. Крыжицким и С.Б.Ланцовым [Крыжицкий, 1985; Ланцов, 1999]. Далее, на ее основании строились возможные взаимосвязи административного характера.

Для проведения пространственного анализа расположения крепостей был использовано ряд несколь­ких основных функций. Первое, это расчет коэффициентов плотности укрепленных и неукрепленных по­селений на заданной территории ..Ключевым моментом здесь явилось определение «подконтрольных тер­риторий» для каждого конкретного укрепления и для административных центров. Для чего использовался метод построения полигонов Тиссена. Следующей функцией применяемой для характеристики системы расположения укреплений являлся «анализ видимости». В рамках этой функции, с одной стороны выде­лялись видимые и невидимые зоны, которые позволяли смоделировать общую картину визуального кон­троля над территорией, с другой стороны реконструировалась непосредственная визуальная связь между укреплениями. Эта реконструкция позволила проследить возможность подачи немедленного сигнала от одного укрепления к другому.

Таким образом, по результатам проведенного исследования можно сделать следующие выводы. В ор­ганизации обороны территории Азиатского Боспора выделяются два хронологических периода: середи­на I в. до н.э. - конец 1 - начало II вв. н.э. и конец 1 - начало II вв. н.э. - середина III в. н.э.

В первый хронологический период ядром территории Азиатского Боспора являлся Таманский полуост­ров. Здесь царской властью была создана единая система обороны, нацеленная на обеспечение безопасности всей территории через охрану основных границ и коммуникаций. Одним из элементов этой системы следует считать сеть визуальных связей, которая обеспечивала своевременное предупреждение об опасности, пре­жде всего, с востока и юго-востока. Район Прикубанья был тесно связан с Таманским полуостровом, что поз­воляло контролировать значительную часть поймы р. Кубань. Районы Северокавказского побережья Черного моря и Нижнего Дона государство не пыталось включить в единую систему обороны. Существовавшие там полисы (Горгиппию и Танаис) оно рассматривало как анклавы и предоставляло им решать задачу обеспече­ния безопасности собственными силами и средствами.

Во втором хронологическом периоде форма организация обороны изменилась. После значительных разрушений произошедших на рубеже I-II веков единая система оборонительных сооружений Тамани-При-кубанья нацеленная на обеспечение безопасности всей территории через охрану основных границ и ком­муникаций была разрушена. Новая организация обороны была основана на принципе преимущественно непосредственной защиты населения от грозящей опасности, т.е. позволяла населению укрыться за стенами укрепления, в случае нападения врага. Такая система организации является одной из самых простых форм. Но, по всей видимости, именно она наиболее соответствовала насущным задачам и экономическим возмож­ностям государства во II - середине III вв. н.э.

Список литературы:

Абрамов А.П., Паромов Я.М. Раннеантичные поселения Таманского полуострова.// Боспорский сборник.- 1993.-№2.-С. 25-98.

Афанасьев Г.Е. Основные направления применения ГИС- и ДЗ-технологий в археологии. // Круглый стол «Ге­оинформационные технологии в археологических исследованиях» (Москва, 2 апреля 2003 г.) Сборник докладов. -М, 2004.- [Электронный ресурс] CD-ROM

Башкиров А. С. Археологическое обследование Таманского полуострова летом 1926 г.// Труды этпографо-архео-логического музея МГУ. - 1927.—№3.- С .1-15.

ВойцеховскиЙ С.Ф. Опыт восстановления рельефа Таманского полуострова применительно к эпохе Страбона и позднейшему времени. // Записки Северо-Кавказского общества археологии, истории и эпиграфики. - 1929. -кн.1 (т. III). Вып. 5-6.-С. 4-9.

Горлов Ю.В. Палеогеография Азиатского Боспора. // Сборник 20 лет музею М.Ю.Лермонтова в Тамани. □ раздел, Тамань археологическая, Таманский музейный комплекс. - Ст. Тамань. - 1996. - С. 60-71.

Горлов Ю.В., Поротов А.В. Палеографическая ситуация в устье Кубани (Таманский полуостров) в эпоху позднего голоцена.// Антиковедение на рубеже тысячелетий: междисциплинарные исследования и новые методики (информатика, подводная археология и создание компьютерной базы данных). - М, 2000. - С. 24-26

Довгалев А.А. Использование ГИС-технологий и ДДЗ для выявления памятников археологии.// Археология и геоинформатика. Вып. 2. - М, 2005. - [Электронный ресурс] CD-ROM.

Коробов Д.С. Применение ГИС и аэрофотосъемки при картографировании следов древнего земледелия в Кис-ловодской котловине// Круглый стол «Геоинформационные технологии в археологических исследованиях» (Москва, 2 апреля 2003 г.) Сборник докладов. - М., 2004,- [Электронный ресурс] CD-ROM

Крыжицкий С.Д. К вопросу об определении количества населения в греческом эллинистическом городе// Причер­номорье в эпоху эллинизма. Материалы III Всесоюзного симпозиума по древней истории Причерноморья. - Тбилиси,

Ланцов СБ. Краткие сведения о боспорской крепости Кутлак - Афинеоне (?) Псевдо-Арриана.//ВДИ. - 1999. -

№1.-С. 121-136

Латышев В.В. Краткий очерк истории Боспорского царства. СПб., 1909.

Поночевный М.О. Географический очерк Боспорского царства // Кубанский сборник. - Екатеринодар, 1891.-

Т.Л.-С. 1-60.

Ростовцев М.И. Глава VI Государство и культура Боспорского царства. Часть 2. Государство и социальный строи

римского протектората.// ВДИ. - 1989. - №3. - С. 183-203.

Смекалов С.Л., Федоров Д.Л. Геоинформационные технологии в археологических исследованиях. - СПб,

2004.-103 с.

Требелева Г.В., Горлов Ю.В., Применение ГИС-технологий в комплексных палеогеографических и археоло­гических исследованиях на Тамани и Абхазском побережье.).// Проблемы истории филологии и культуры. - 2004.-Вып. XIV.-С. 434-441.

Требелева Г.В., Горлов Ю.В. ГИС-технологии: использование в исследованиях на Тамани и Абхазском поое-режье.// Археология и геоинформатика. Вып. 2. - М., 2005.- [Электронный ресурс] CD-ROM.

www.ronl.ru

Курсовая работа: Археологические геоинформационные системы

Размещено на

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ТАВРИЧЕСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

им. В.И.ВЕРНАДСКОГО

ИСТОРИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

КАФЕДРА Истории Древнего мира и Средних веков

Курсовая работа

Археологические геоинформационные системы

Михайлов Арсений Михайлович,

студент II курса, заочного отделения

Научный руководитель -

кандидат исторических наук, доцент,

заведующий кафедрой истории древнего мира

Герцен А.Г.

Симферополь 2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

І. Историография вопроса

ІІ. Методы АГИС

Магниторазведка

Интенсивная топосъемка

Поля GPS-отметок

Георадарные исследования

Комплексные методы

Методы АГИС off-site

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ

ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ

Введение

Одним из элементов окружающего нас ландшафта являются недвижимые памятники культуры, как находящиеся на поверхности, так и скрытые в грунте. Знания о них по праву могут считаться составной частью информационных ресурсов человечества. После распада СССР и значительного сокращения территорий, бывших закрытыми зонами и находившимся в ведении министерства обороны, для археологического исследования открываются многие ранее недоступные районы. Современное строительство создает объективную угрозу утраты памятников материальной культуры, находящихся на осваиваемых территориях. Данные объекты истощимы так же, как и геологические ресурсы, но, в отличие от полезных ископаемых, однажды уничтоженные, они не могут быть полноценно возмещены из других источников. Эффективное исследование этих памятников, установление охранных зон, проведение консервационных работ является первоочередной задачей, стоящей не только перед исследователями, но и перед государством.

В последнее десятилетие активно вошли в жизнь глобальная система спутниковой навигации GPS, новый класс программных средств - геоинформационные системы (ГИС), современные методы исследований такие как, магнитометрия, интенсивная топосъемка, георадарные разведки и различные оff-site (камеральные) исследования. Необходимо включить эти новые технологии в структуру информационного обеспечения системы учёта и изучения недвижимых памятниками, выработать методики использования этих технологий в археологических исследованиях, интегрировать их с принципами построения археологических, геофизических и прочих карт подповерхностных объектов. Однако интеграция европейских стандартов в реально функционирующие компьютеризованные системы затрудняется из-за отсутствия общепринятой информационно-логической (инфологической) модели базы данных по недвижимым памятникам культуры.

Постепенно вышеперечисленные методы входят в практику применения в археологических и прочих культурно-исторических исследованиях. Для эффективного их использования необходимо разработать методику проведения измерений при картировании объектов, изучении памятников георадаром, GPS-приемником, и другими применительно к различным типам культурных памятников и характеру работ на местности.

Высокоточная пространственная GPS-привязка культурно-исторических объектов открывает широкие возможности для проведения различных видов анализа посредством ГИС. При разработке методик такого анализа можно использовать информацию как из базы данных по памятникам культуры, так и из других источников, в частности из старых карт. Поскольку старые карты не всегда достоверно воспроизводят территорию, для их использования в геоинформационных системах необходимо разработать метод оценки точности картографических материалов прошлых веков.

ГИС-методы применимые в археологических исследованиях можно разбить всего на две группы. Это так называемые методы on-site (полевые) в которые можно включить работу с различными приборами и методиками, например, интенсивная топосъемка. Вторая группа исследований - это методы оff-site (камеральные) основанные на обработке, систематизации, расчетах различных данных, статистических и программных. Обе группы исследований можно использовать комплексно, получая разноплановые результаты, расширяющие и дополняющие практически все данные об определенном памятнике или памятниках в комплексе.

І. Историография вопроса

Работы, направленные на создание информационного обеспечения для решения задач охраны и использования памятников культуры, начали выполняться в России с первой половины XIX в. Это была деятельность по созданию карт и описаний российских земель. В них приводились данные об известных древних поселениях и объектах, носящих характер культурно-археологических памятников. В качестве примеров можно назвать труды К.И. Габлица [Габлиц К.И., 1803], П.И. Кеппена [Кеппен П.И., 1836], П. Дюбрюкса [Дюбрюкс П., 1858], Л. Воеводского [Воеводский Л., 1884], В.А. Городцова [Городцов В.А., 1905].

Во второй половине XIX в. стали складываться методические основы составления археологических карт. В 1874 г. конгресс историков в Стокгольме утвердил для них международные знаки. В 1884 г. в России вышла работа Д.Н. Анучина, посвященная составлению легенд для археологической карты России [Анучин Д.Н., 1884]. Общие правила проведения археологического обследования территории и вопрос о составлении археологической карты рассматривались в работах А.А. Спицына [Спицын А.А., 1908, 1927]. В 1939 г. вышла в свет работа А.А. Мансурова "Методика составления археологической карты" [Мансуров А.А., 1939], где были обобщены и подробно изложены главные принципы археологического описания территорий.

Современный этап развития информационного обеспечения управления недвижимыми памятниками культуры неразрывно связан с развитием компьютерных технологий и компьютеризованных банков данных, а также с появлением международных договоренностей о стандартах описания памятников культуры [Core Data Index, 1995], [Core Data Standard, 1995]. Вопросы стандартизации описаний и систематизации информации об объектах культурного наследия затрагиваются в большом количестве работ российских и зарубежных исследователей [Гарднер Ж.-К., 1983], [Шер А.Я., 1985], [Гражданников Е.Д., Холюшкин Е.П., 1990], [Клейн Л.С., 1991]. В последние несколько лет эти стандарты стали предметом обсуждения отечественных

разработчиков баз данных по недвижимым памятникам культуры [АДИТ, 2001], [Гусев С.В., 2001]. На практике ежегодно ГИС-методы используются повсеместно в различных археологических экспедициях и проектах. Показательными примерами последнего десятилетия в сфере применения и расширения методов АГИС являются работы украинских и российских исследователей, например, совместный доклад исследователей из Германии (Б. Зитлер) и Франции (Л. Купальянц и Ф. Басож), презентация которого была представлена Д.С. Коробовым. Доклад "LIDAR как новая технология изучения древних ландшафтов и археологических объектов" публикуется в виде статьи в авторском варианте на английском языке и в русском переводе. Он также сопровождается соответствующими презентациями. В статье Д.С. Коробова "Применение методов пространственного анализа при изучении системы расселения алан Кисловодской котловины" речь идет об изучении доступности водных источников для средневекового населения котловины и о моделировании потенциальных экономических зон вокруг основных мест проживания алан. Совместная работа С.А. Михайлова, А.Н. Бессуднова, М.В. Ивашова и А.Ю. Карандеева "Разработка ГИС археологического памятника на платформе ESRI ArcGIS (на примере Никольского грунтового могильника)" посвящена созданию специального модуля для компьютерного ГИС-моделирования процесса раскопок археологических объектов, которое проводится на основе широко распространенного программного обеспечения.

Тема пространственного моделирования методами ГИС поднимается также в статье Г.П. Гарбузова "Интенсивная археологическая съемка как способ количественного описания античного культурного ландшафта". Автор использует своеобразный метод полевой фиксации подъемного материала с помощью приемников GPS, данные которых впоследствии обрабатываются в ГИС.

Совместная статья Л.М. Казаковой, О.С. Безугловой, И.В. Морозова, Г.П. Гарбузова и Т.М. Арсеньевой "Опыт применения комплексной методики исследования для изучения округи античных памятников (на примере Танаиса)" посвящена анализу округи Танаиса с использованием ДДЗ, в результате которого были выявлены следы древних дорог. В 2003 г. на одной из дорог были проведены комплексные археологические работы, совмещённые с палеопочвенным анализом. Использованию ГИС в области охраны объектов культурного наследия освещается в статье М.А. Очир-Горяевой и В. Дюмкеевой "Опыт создания цифровой карты археологических памятников, раскопанных на территории Республики Калмыкия" и в статье Г.С. Пузаковой "Информационные системы в сохранении археологического наследия в Калининградской области". Авторы публикуют результаты первого, но весьма важного, шага по созданию ГИС археологических памятников упомянутых регионов.

Результаты совместных работ российских и германских археологов, почвоведов и геофизиков на Таманском полуострове были отражены в докладе Д.В. Журавлева и У. Шлотцауера. С.Л. Смекалов выступил с докладом "Магнитная разведка на...

www.tnu.in.ua

«Геоинформационные технологии в археологических исследованиях» (Тезисы докладов) Москва

Транскрипт

1 ИНСТИТУТ АРХЕОЛОГИИ РАН Отдел охранных раскопок группа "Археолого-географические информационные системы" КРУГЛЫЙ СТОЛ «Геоинформационные технологии в археологических исследованиях» (Тезисы докладов) 02 апреля 2003 г. Москва 1

2 Пелевин А.Т. (Москва) Совместное использование ГИС и GPS при археологогеофизических работах НПЦ "Геотехнология" использует ГИС и GPS при геофизических работах на археологических памятниках, начиная с 1998 г. За это время были составлены как региональные ГИС, так и ГИС на участки археологических обследований и на отдельные археологические памятники. Каждый ГИС-объект связан с определённым местоположением на поверхности земли и соответственно может быть закоординирован с помощью GPS с различной точностью, в зависимости от типа приемника. В кодовых GPS-приемниках (метровая точность) можно создать словарь атрибутов объектов и вводить эти атрибуты в поле одновременно со съемкой объектов. Кодовыми приемниками можно снимать как точечные, так и линейные объекты и постоянно производить актуализацию имеющейся ГИС. Фазовыми приемниками (сантиметровая точность) можно производить детальную съемку рельефа, как для создания топоосновы участка работ, так и для более качественной интерпретации геофизических данных. В некоторых случаях и сама детальная съемка рельефа позволяет выявить археологические объекты. Информация, собранная GPSприемниками, обрабатывается на специальном программном обеспечении и легко экспортируется в ГИС. Приведены примеры совместного использования ГИС и GPS при работах на территории музея-заповедника "Куликово поле", в древнем Мемфисе (Египет) и на городище "Горное эхо" (Кисловодск). Использованные программные пакеты: ArcView, GPSurvey, Pathfinder Office, Surfer, Photoshop, MapEdit, EasyTrace. Смекалов С.Л. (С.-Петербург) Определение погрешностей старой карты для ее использования в ГИС Использование информации из различных источников, в том числе карт прошлых веков, помогает прослеживать изменения в культурном и природном ландшафте с течением времени. Технические средства ГИС позволяют осуществить привязку карт разного времени друг к другу. Наличие на старой карте объектов, отсутствующих на современной, дает возможность предполагать о погребенных памятниках археологии. Важным вопросом для использования старинных карт является знание их ошибок. В работе проведены оценки точности измерения расстояний на Керченском полуострове для карты Крыма 1817 г. составленной генерал-майором С. А. Мухиным (масштаб 1: в одном дюйме 4 версты) и карты Военно-топографического депо гг. (масштаб 1: в одном дюйме три версты). Полученные результаты используются в создаваемой ГИС по археологии восточного Крыма. Расскажем о методике выполнения оценок точности на примере карты Мухина. В процессе ранее проведенных исследований нами были определены при помощи системы спутниковой навигации (GPS) координаты большого числа объектов на Керченском полуострове. Это дало возможность осуществить привязку карты Мухина к современной системе координат WGS 84, измерения по которой мы приняли за "правильные". Сравнение градусной координатной сетки на карте Мухина с сеткой для WGS 84 показало, что длина дуги градуса вдоль меридиана у Мухина примерное на 4,5 км меньше "правильного" значения, то есть расстояние вдоль меридиана у Мухина меньше "правильного" примерное на 4%. Длина дуги градуса по широте (на северной широте 45? 30?) на карте Мухина примерное на 3 км больше чем по сетке для WGS 84, то есть расстояние по широте у Мухина на 4 % больше чем "правильное". Поскольку ошибки имеют близкую величину, но разные знаки, можно ожидать, что при измерении 2

3 расстояний под углами градусов к меридиану карта Мухина будет давать значение близкое к "правильному". Сопоставление координатных сеток характеризует искажение картой масштаба в целом, но не позволяет судить о соблюдении пропорций между изображением отдельных участков местности. Чтобы найти ответ на этот вопрос, было проведено детальное сопоставление карты Мухина с картой Генерального Штаба СССР (ГШ) масштаба 1: в пределах Керченского полуострова. Из числа точек с известными по GPS измерениям координатами, было выбрано 7 точек, однозначно идентифицируемых на обеих картах. Для этих 7 точек мы построили таблицу взаимных расстояний, содержащую 21 элемент, 11 из которых являются независимыми. Далее были сопоставлены значения указанных 11 расстояний определенные при помощи GPS, по карте ГШ и по карте Мухина. Расстояния по карте ГШ во всех случаях совпадали с расстояниями по GPS с разностью не более 100 м. Для карты Мухина получены распределения абсолютных и относительных ошибок измерения расстояний, в том числе отдельно вдоль меридиана и параллели, в зависимости от величины расстояния. Анализ полученных результатов позволяет сделать следующие выводы: для малых расстояний 4-40 км карта Мухина по долготе дает, в среднем меньшее значение, а для измерений по широте большее значение. Хотя усредненная величина относительной ошибки не велика (около 2 %), для отдельного измерения относительная ошибка может достигать величины 10%. Аналогичные оценки, проведенные для трехверстовой карты гг., дают усредненную величину относительной ошибки измерения расстояний менее 0,2 %, величины ошибок отдельных измерений до 4%. Ошибка длины дуги градуса по градусной сетке карты менее 0,5%. Жуковский М.О., Пушкина Т.А. (Москва) Использование геоинформационных систем для сбора, хранения, анализа и представления археологической информации В 2000 г. Смоленской археологической экспедицией был инициирован масштабный проект создания цифрового архива всех имеющихся материалов, наколенных в результате 130 лет полевого и кабинетного изучения Гнездовского комплекса археологических памятников. Архив включает в себя текстовые описания, отчеты о раскопках, послойные и стратиграфические чертежи раскопов, полевые дневники, описи, фотографии и рисунки находок, археологические и топографические планы и схемы различных масштабов, общегеографические и топографические карты, архивные карты и рисунки, данные дистанционного зондирования земной поверхности и т.д. Наиболее эффективным средством для унификации, интеграции, хранения и комплексного анализа разнородного массива таких данных являются географические информационные системы и пространственные реляционные базы данных, позволяющих коррелировать разнородные блоки информации, используя пространственные атрибуты. Доступ в информации призван обеспечить единый централизованный пользовательский портал, обеспечивающий параллельную манипуляцию данными из одной точки. Геоинформационную составляющую системы обеспечивает связка ArcView 3.2. и AutoCAD 2000 Overlay - Land Development Desktop - MAP, блок баз данных - СУБД ACCESS Доклад посвящен общему описанию проекта, а также более детальному рассмотрению ряда подходов и технологий сбора, цифровой обработки и представления археологической информации. Специально будет рассмотрена разрабатываемая в рамках реализации проекта методика ведения цифровой полевой документации, технология создания цифровых фотопанорам, построения цифровых моделей рельефа. 3

4 Требелева Г.В., Горлов Ю.В. (Москва) Использование геоинформационных систем в программе по изучению палеогеографии и археологической топографии Сухумской бухты Современные археологические бумажные карты были важным этапом в изучении и охране археологического наследия. Однако использование их в полевых условиях было затруднено, так как каждая имела собственную форму и содержание. Археологическая карта Абхазии Ю.Н. Воронова - плод его многолетней работы, содержит огромное количество информации. Но ее использование так же трудно, так как в сути своей она картой не является, а представляет собой описание археологического наследия Абхазии, с приложением множества схем памятников различных эпох. В тоже время археологические памятники данного региона имеют ряд особенностей: идентификация многих памятников проблематична в связи с ландшафтными особенностями региона. Ситуация усугублена последствиями грузино-абхазской войны. В связи с этим, управление охраны памятников республики Абхазии поставила перед археологами задачу создать новую электронную версию археологической карты республики. Конкретная географическая информация, содержащаяся в традиции, нуждается в очень осторожном подходе. И единственным способом проверки ее достоверности и использования, либо корректировки информации могут быть только палеогеографические изыскания. Наш коллектив работает по гранту РФФИ "Историческая и палеогеографическая реконструкция Кавказского побережья Черного моря в античную эпоху". В рамках данного проекта археологические и палеогеографические исследования проводились в целом на территории от устья Кубани до Очемчирской бухты. Однако для полигонного исследования оказались пригодными только три района: устье Кубани, Пицундская и Сухумская бухты. Основные работы нашего коллектива были сосредоточены на территории Сухумской бухты и прилегающих мысов. Район устья Кубани в целом был изучен в рамках проекта ТРАП в гг. Доступ в Пицундскую бухту был затруднен, так как там дислоцируются миротворческие военные силы РФ. Район Очемчиры, тоже очень интересный в археологическом плане, (предположительно там локализуется Гюэнос) и который тоже мог бы служить для полигональных исследований, к сожалению, на сегодняшний день остается не разминированным после грузино-абхазской войны. В гг. Черноморской экспедицией Института археологии были проведены геоархеологические разведки, включавшие в себя комплексное обследование археологических памятников, получение точных географических координат GPS. Началось составление археологической базы данных. Система базы данных была разработана специалистами Парижской Высшей школы применения математических и статистических методов при изучении гуманитарных проблем. В данной системе сейчас существует база данных по памятникам Таманского полуострова, созданная в рамках совместного российско-французского Таманского Регионального Археологического Проекта. В качестве геоосновы используются карты масштаба 1:10000, панхроматическая аэрофотосъемка гг. и спектрозональных космоснимок КФ 1000 с разрешением 4 м. Полученная база данных наносится на карту-проект ГИС, при этом в отдельные темы выделяются памятники различных хронологических рядов. В отношении памятников Сухумской бухты таких тематических слоев пять: 1. Палеолит-неолит 2. Период бронзы 3. VI - I вв. до н.э. 4. I - VI в. н.э. 5. VII -XII в. н.э. Отдельной темой наносятся места бурений, а на основании полученных результатов создаются полигональные темы регрессий и трансгрессий моря. В отношении Сухумского побережья удалось получить предварительные результаты, 4

5 позволяющие уточнить масштабы, хронологию и динамику развития фанагорийской регрессии и нимфейской трансгресии, а также установить принципиально разное развитие отдельных участков побережья, в котором отражались их геологические особенности и присутствие рек. Таким образом, появилась возможность нанести отдельным слоем предварительную реконструкцию черноморского побережья Кавказа, для пика фанагорийской регрессии, т.е. примерно на начало VII в. до н.э. и для пика нимфейской трансгрессии, т.е. для периода VI в. н.э. Удалось нанести на карту 33 и идентифицировать 25 памятников в районе Сухумской бухты. И хотя остается еще проблема локализации известных палеотопонимов и палеогидронимов прикладной результат проведенной работы есть: уже начата разработка охранных мероприятий для локализованных в Сухумской бухте памятников, что очень важно в условиях восстановления курортов на Абхазском побережье. Довгалев А.А. (Ставрополь) 3D визуализация при проведении историко-культурных экспертиз В настоящий момент Геоинформационные системы (ГИС) прошли длительный путь своего развития и в целом прекрасно справляются с поставленными задачами. Однако расширение областей применения компьютерных технологий приводит к возникновению новых прикладных задач, требующих новых методов и подходов. Не обошли эти новые веянья и фундаментальные науки. Не стали исключением и археологические исследования. При проведении полевых разведывательных работ было принято решение о переходе от двухмерных планов к созданию виртуальной модели местности, которая позволила бы получить более полное представление о территории, нежели "классические" изображения, обеспечили просмотр объектов с любой точки пространства (с высоты птичьего полета, с земной поверхности и т.д.), упростило процесс принятия решений. Для получения дополнительной информации был проведен анализ имеющихся картографических произведений, изучался современный рельеф местности. Интерпретация последнего, плюс дополнительные тахеометрические съемки места работ послужили материалами для построения цифровой модели рельефа (ЦМР). Причем построение ЦМР проводилось с учетом основных географических закономерностей: кроме горизонтальных отметок высот учитывались реки, отметки урезов воды, характерные перегибы рельефа и др. Обширные возможности Erdas IMAGINE позволили провести задачу визуализации быстро и эффективно с использованием программного модуля Imagine Virtual Gis. Созданная трехмерная "теневая" модель местности включает в себя интеграцию разнообразных данных, таких как: растровые и векторные данные, данные космосъемки, 3d модели объектов. Большим плюсом созданной трехмерной модели является то, что работа ведется не в условной системе координат, а в реальной географической системе. Все это, в сочетании с мощными средствами визуализации, и возможностью "облета" модели в реальном масштабе времени, широкими возможностями адаптации созданных 3D моделей, существенно повышает качество проектных решений. Более того, появляется возможность оперативного и всестороннего согласования с заказчиком целостной виртуальной модели предполагаемого места работ и тем самым исключение разногласий различного характера на ранних стадиях выполнения работ. 5

6 Алексейчук С.Н. (Москва) Трехмерная ГИС в археологии (Методика комплексной реконструкции памятников археологии) Во время всестороннего изучения памятника археологии накапливается масса информации, которую можно разделить на многие виды источников. Такая информация разрознена и не имеет общего направляющего стержня, что затрудняет постополевую обработку этих материалов. Цель комплексной реконструкции - совмещение в одном источнике максимально большего количества информации различного вида об изучаемом памятнике археологии. Работы, направленные на разработку методики комплексной реконструкции, были начаты в 1999г. На первом этапе реконструкции были основаны всего лишь на одном источнике - чертежах сооружений (рис.1). В результате была создана трехмерная модель усадьбы эпохи Золотой Орды (Селитренное городище, раскопки Э.Д. Зиливинской), которая в точности повторяла все архитерктурные особенности объектов. Центральный дом имел четыре основных строительных периода, в течении которых значительные изменения происходили в интерьере помещений, тогда как капитальные несущие стены практически не изменялись. Исходя из этого, сначала была построена модель внешних стен, затем в нее последовательно вставлялись реконструированные внутренние сооружения помещений всех четырех периодов. Таким образом, мы получили четыре модели одного строения, отражающие его состояние в различные этапы существования. Следующая ступень развития методики была связана с созданием трехмерной модели городища Настасьино (Московская обл., раскопки А.В. Энговатовой) (рис.2). Перед нами стояла задача совмещения двух источников информации. Этими источниками были топоплан дневной поверхности городища и топоплан материка. Предварительно была построена трехмерная модель мыса с находящимся на нем городищем. Затем отдельно был реконструирован материк в раскопанной части памятника. На заключительном этапе эти две модели были совмещены. Таким образом, мы получили реконструкцию представленную на иллюстрации. В 2001 году были начаты работы по комплексной реконструкции Телль Хазны (Сирия, раскопки Р.М. Мунчаева) Первоначально по высотным отметкам и изолиниям топоплана была построена трехмерная модель самого теля. Затем в модель, в которой предварительно была вырезана соответствующая область, были вставлены вертикальные стратиграфические профили (рис.3). Далее к основному проекту был подключен отдельно созданный чертеж с находками (пока только 16 печатей и их оттисков), который в свою очередь был связан через ключевое поле с внешней базой данных по находкам. С началом работ по Телль Хазне методика перешла на новый этап в своем развитии: от простого графического представления результатов реконструкций к информационной модели, с возможностью анализа подключенных внешних данных. В дальнейшем планируется подключение других источников информации, таких как аэрофотоснимки, картографический материал и т.д. В результате мы получим многоуровневую геоинформационную модель памятника археологии, которая будет сочетать в себе множество взаимосвязанной графической и текстовой информации. Итак, подобная комплексная методика реконструкции памятников археологии обладает следующими преимуществами: многоуровневая структура (возможность подключения различных источников информации), открытая архитектура (возможность в любой момент дополнения, изменения и удаления информации), геоинформационная составляющая (взаимосвязанные графические и текстовые данные). По информативной насыщенности, наглядности, скорости и удобству обработки подобные комплексные реконструкции не имеют себе равных среди других источников. 6

7 Гарбузов Г.П. (Ростов-на-Дону) Проблемы использования данных космического дистанционного зондирования Земли в археологии Данные космического дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) близки по своим информационным возможностям и технологии анализа к традиционным данным аэрофотосъемки. Отличительные особенности космических данных ДЗЗ - невысокая детальность, большой пространственный охват, многоспектральность и ориентация на цифровые технологии. Эти качества определяют основную область использования общедоступных космических данных ДЗЗ в археологических исследованиях - это поддержка региональных археологических ГИС созданными на их основе пространственными данными: от простых растровых слоевподложек до тематических векторных слоев, являющихся результатом сложной тематической классификации исходных космических снимков. Уровень возможного взаимодействие с ГИС системой задает объемы и этапы обработки данных ДЗЗ и степень их влияния на содержательную часть археологического проекта. Можно упрощенно представить два варианта участия космических данных ДЗЗ в тематической археологической ГИС. В первом варианте участие ограничивается топографической поддержкой проекта в условиях отсутствия или неполноты картографического материала - немаловажна доступность исходных космических снимков, которые относительно несложно превратить в геокодированные пространственные данные. Технология обработки данных в этом случае сводится к предварительной радиояркостной коррекции изображений и их трансформации по наборам опорных точек. В наиболее последовательном подходе растровое изображение векторизуется с целью создания полноценной векторной карты региона проекта. Во втором варианте используется содержащаяся в многоспектральных (многозональных) космических снимках информация о пространственной распределенности спектральных свойств земной поверхности. Для анализа данных используются, как правило, алгоритмы классификации с обучающими выборками, т.е. выборками тестовых участков поверхности с известными оптическими свойствами. В этом варианте космические данные ДЗЗ служат самостоятельным объективным источником информации, влияющим на результаты проекта в целом. Основная точка соприкосновения здесь - исследование и реконструкция ландшафта (археология ландшафта) и тесно связанная с исследованием ландшафта проблема моделирования пространственного размещения различных типов археологических памятников. Рукавишников Д.В. (Москва) Опыт применения ER Mapper 5.5 в археологии Комплексный программный пакет ER Mapper компании ER Mapping версии 5.5 активно используется в работах нашего института и в работах ГУП "НАСЛЕДИЕ". Основной аспектом применения ER Mapper является дешифровка аэрофортсъемки для нужд полевой археологии и создание тематических геокодированных векторных карт и ситуационных планов. Эта задача очень важна для современной археологии учитывая повсеместное применение Гео-Информационных Систем (ГИС). Однако современные ГИС, являющиеся в основном западными разработками, и созданные с учетом стандартов и запросов зарубежных стран, мало отвечают требованиям отечественной археологии. Главная проблема на настоящий момент в этой области - это отсутствие подробной и мелкомасштабной геоподосновы. Частичным решением этой проблемы может стать применение ER Mapper для создания подобной подосновы. Разумеется что создать подробную векторную карту на большой регион, например на область, будет затруднительно, но для решения узкоспециализированных вопросов, например в рамках группы памятников ( сеть поселений, могильников) это вполне реально. В качестве источника картографической информации могут выступать как аэрофотосъемка так и оцифрованные 7

8 изображения бумажных карт. Результат обработки изображений и тематические векторные планы могут быть экспортирован в форматы различных ГИС (MapInfo, ArcInfo) и использованы для решения пространственных задач и работы непосредственно в поле. Другим аспектом применения ER Mapper является обработка полевых чертежей. Программа позволяет, быстро и просто, автоматически убрать с изображения чертежа фактуру миллиметровки, выдав в результате фактически отбеленный чертеж. Такое изображение становится пригодно как для дальнейшей автоматической или полуавтоматической оцифровки, так и для распечатки в качестве готового чертежа. Третьим вариантом использования ER Mapper может быть частное применение методики мозаичного алгоритма, который используется в основном для создания цельного покрытия из отдельных, взаимопересекающихся аэрофотоснимков, для склейки как панорамных снимков больших профилей раскопов или курганов, так и отдельных частей чертежей большого формата. Еще одно частное использование векторной составляющей ER Mapper - создание чертежа профиля по растровому изображению (фотографии ). Это может быть полезно, когда полевые чертежи утеряны либо когда профиль по каким-либо природным причинам невыразителен или непонятен. Кац М.Я. (Москва) Опыт применения магниторазведки при изучении археологических объектов Научно-производственный центр "Геотехнология" имеет богатый опыт применения геофизических методов при изучении археологических объектов широкого хронологического диапазона и в различных географических условиях. Наиболее производительным, экономичным и информативным методом при этом является магниторазведка. Традиционно выделяемые при помощи магниторазведки объекты - очаги, печи, гончарные и металлургические горны, валы и рвы, ямы бытового и производственного назначения. Такого рода объекты обнаружены при геофизическом обследовании памятников древнерусского времени на Куликовом поле и в Подмосковье. Магниторазведочные работы при обследовании памятников на Куликовом поле являются планомерными и долгосрочными. На отдельных памятниках магнитной съемкой по сети 1х1м покрыто более 2,5 га. Поскольку при таких масштабных работах количество подъемного материала становится статистически значимым, то появляется возможность совместного анализа данных магниторазведки и результатов сбора подъемного материала. Для такого анализа нами предложено использовать такой параметр как плотность находок. Совместный анализ изолиний плотности находок и изолиний напряженности магнитного поля позволил нам выявить планировку изучаемого поселения. Работы, проведенные в Египте, на территории древнего Мэмфиса, показали, что в этих географических условиях наблюдается хорошая корреляция данных магниторазведки с микрорельефом, что позволило изучить корреляционные связи и провести районирование территории. Такая же методика была применена при изучении аланской крепости в Кисловодске. Совместный анализ данных магниторазведки и микрорельефа позволили уверенно выделить здесь остатки крепостных стен, очаги и скопление обожженного материала (турлука). Основываясь на многочисленных раскопах, проведенных по результатам магниторазведки, авторами предложен алгоритм расчета эффективности применения этого метода при археологических изысканиях. 8

9 Васильев А.Г., Абрамов А.П., Копейкин В.В., Морозов П.А. (Москва) Подводные георадарные археологические исследования В археологических экспедициях сезона 2000 и 2002 годов были проведены работы по георадарному обследованию дна Таманского залива в районе косы Чушка (Черное море) и побережья Таманского залива. С помощью "подводного георадара" на дне залива под слоем ила и песка были обнаружены фрагменты фундамента стены шириной до 15 метров и ров с южной стороны стены. Размеры стены и рва дали основание для заключения, что сохранившийся в настоящее время Киммерийский вал (в верховьях Таманского залива) и каменный фундамент и ров у южной оконечности косы Чушка - это части одного и того же оборонительного сооружения. По нашему мнению, это та стена и ров, которые защищают полуостров, как написано у Страбона (Strabo, книга XI, глава II.). В докладе будут представлены результаты исследований полученных с помощью технологий георадарного зондирования (сухопутного и морского подводного), космической съемки и классических археологических методов. 9

docplayer.ru

Смотрите также

• 
  Эстетические проблемы дизайна реферат
• 
  Реферат на тему вильнюс
• 
  Старообрядчество реферат на руси
• 
  Водные ресурсы удмуртии реферат
• 
  Реферат этика судебного оратора
• 
  Технология цифровой печати реферат
• 
  Рудольф фон лабан реферат
• 
  Пожары в крыму реферат
• 
  Карст и суффозия реферат
• 
  История развития ландшафтоведения реферат
• 
  Рекуррентное депрессивное расстройство реферат