
№3(8), 2010 г.
Ð. П. Ðнтимонов
ТыÑÑÑ‡ÐµÐ»ÐµÑ‚Ð¸Ñ Ð¸Ñтории человечеÑтва Ñкрыты под вулканичеÑкой лавой, пеÑками, илом и другими рыхлыми отложениÑми земной коры. ЕдинÑтвенный ÑпоÑоб узнать больше об ушедших цивилизациÑÑ… — раÑкопать и изучить объекты прошлого. ВмеÑте Ñ Ñ‚ÐµÐ¼ найти их не так-то проÑто именно из-за подземного положениÑ.
Погребенные археологичеÑкие объекты обычно не имеют заметных наземных проÑвлений. Однако, ÑтановÑÑÑŒ чаÑтью земной ÑкоÑиÑтемы, они вноÑÑÑ‚ Ñвой вклад в формирование ландшафтного облика. Вот только выделÑть Ñтот вклад ÑпециалиÑты научилиÑÑŒ Ñравнительно недавно, Ñ Ñ€Ð°Ð·Ð²Ð¸Ñ‚Ð¸ÐµÐ¼ аÑрокоÑмичеÑкой Ñъемки и ÑпоÑобов обработки изображений.
Мнение ÑпециалиÑта
Д. Ð’. Степанов, замеÑтитель директора ÐПК «Глобалзонд» по производÑтву, к. Ñ‚. н.:
«Ðаша ÐºÐ¾Ð¼Ð¿Ð°Ð½Ð¸Ñ Ð·Ð°Ð½Ð¸Ð¼Ð°ÐµÑ‚ÑÑ Ð¿Ñ€Ð¾Ð³Ð½Ð¾Ð·Ð¸Ñ€Ð¾Ð²Ð°Ð½Ð¸ÐµÐ¼ Ð·Ð°Ð»ÐµÐ³Ð°Ð½Ð¸Ñ Ð¿Ð¾Ð»ÐµÐ·Ð½Ñ‹Ñ… иÑкопаемых по материалам коÑмичеÑкой Ñъемки. ОÑновным объектом Ð´ÐµÑˆÐ¸Ñ„Ñ€Ð¸Ñ€Ð¾Ð²Ð°Ð½Ð¸Ñ ÑвлÑÑŽÑ‚ÑÑ Ð¼Ð°Ð»Ñ‹Ðµ кольцевые Ñтруктуры, Ñформированные на поверхноÑти Земли глубинными Ñтруктурами. РаÑпознавание их производитÑÑ Ð°Ð²Ñ‚Ð¾Ð¼Ð°Ñ‚Ð¸Ð·Ð¸Ñ€Ð¾Ð²Ð°Ð½Ð½Ð¾ Ñ Ð¿Ð¾Ð¼Ð¾Ñ‰ÑŒÑŽ программ ÑобÑтвенной разработки. Однако значительное влиÑние на доÑтоверноÑть результатов оказывает качеÑтво предварительной подготовки изображений, повышающее Ñоотношение «Ñигнал/шум». И здеÑÑŒ большим подÑпорьем поÑлужило внедрение в технологичеÑкий процеÑÑ Ð¿Ñ€Ð¾Ð³Ñ€Ð°Ð¼Ð¼Ñ‹ Image Media Center (IMC), которое позволило отказатьÑÑ Ð¾Ñ‚ лишних операций конвертации при иÑпользовании внешних графичеÑких редакторов. К тому же и Ñами редакторы Ñ Ñ‚Ñ€ÑƒÐ´Ð¾Ð¼ ÑправлÑлиÑÑŒ Ñ Ð¾Ð±Ñ€Ð°Ð±Ð¾Ñ‚ÐºÐ¾Ð¹ площадных коÑмичеÑких изображений. Значительно упроÑтилÑÑ Ð¸ процеÑÑ Ð¿Ð¾Ð´Ð³Ð¾Ñ‚Ð¾Ð²ÐºÐ¸ отчетных карт Ð´Ð»Ñ Ð·Ð°ÐºÐ°Ð·Ñ‡Ð¸ÐºÐ° за Ñчет возможноÑтей программы комбинировать Ñпектрозональные Ð¸Ð·Ð¾Ð±Ñ€Ð°Ð¶ÐµÐ½Ð¸Ñ Ð² цветные, накладывать и Ñовмещать векторные и раÑтровые Ñлои. По нашей оценке, Ñокращение времени полного цикла технологичеÑкого процеÑÑа ÑоÑтавило до 20%. Ð¡ÐµÐ¹Ñ‡Ð°Ñ Ð¼Ñ‹ активно изучаем возможноÑти программы Ð´Ð»Ñ Ð¼Ð¾Ð´ÐµÑ€Ð½Ð¸Ð·Ð°Ñ†Ð¸Ð¸ Ñамих методик подготовки изображений, что позволит повыÑить доÑтоверноÑть наших результатов. ПриÑтно, что разработчики готовы учеÑть наши потребноÑти и внедрить в программу дополни- тельные модули в ÑоответÑтвии Ñ Ñ‚ÐµÑ…Ð½Ð¸Ñ‡ÐµÑкими уÑловиÑми. При Ñтом IMC, пожалуй, единÑÑ‚Ð²ÐµÐ½Ð½Ð°Ñ Ð¿Ñ€Ð¾Ð³Ñ€Ð°Ð¼Ð¼Ð° на рынке, ÑтоимоÑть которой воÑпринимаетÑÑ Ñкромной при более чем неÑкромных возможноÑÑ‚Ñх».
Еще в 1964 г. П.Я. Райзер в Ñвоей Ñтатье «Опыт Ð¿Ñ€Ð¸Ð»Ð¾Ð¶ÐµÐ½Ð¸Ñ Ñ‚ÐµÐ¾Ñ€Ð¸Ð¸ Ð¿Ð¾Ð·Ð½Ð°Ð½Ð¸Ñ Ð¸ логики к дешифрированию аÑроÑнимков» [1] так обоÑновывал возможноÑть Ð½Ð°Ñ…Ð¾Ð¶Ð´ÐµÐ½Ð¸Ñ Ð½Ð° Ñнимках погребенных объектов: «ЕÑли раÑÑматривать метод как ÑпоÑоб иÑÑÐ»ÐµÐ´Ð¾Ð²Ð°Ð½Ð¸Ñ Ð¸ Ð¿Ð¾Ð·Ð½Ð°Ð½Ð¸Ñ Ð¾ÐºÑ€ÑƒÐ¶Ð°ÑŽÑ‰ÐµÐ³Ð¾ Ð½Ð°Ñ Ð¼Ð¸Ñ€Ð°, то аÑрометод ÑвлÑетÑÑ ÑпоÑобом выÑÐ²Ð»ÐµÐ½Ð¸Ñ Ñ Ð²Ñ‹Ñоты в полете вещеÑтвенных, Ñтруктурных и ÑнергетичеÑких ÑвойÑтв вÑей земной поверхноÑти в целом и отдельных ее Ñлементов, природных реÑурÑов и природных Ñвлений, закономерноÑтей их Ñ€Ð°Ð·Ð²Ð¸Ñ‚Ð¸Ñ Ð¸ их взаимоÑвÑзей в проÑтранÑтве и во времени».
Главной проблемой оказалоÑÑŒ отÑутÑтвие и даже невозможноÑть поÑÑ‚Ñ€Ð¾ÐµÐ½Ð¸Ñ Ð¿Ð¾Ð»Ð½Ð¾Ð¹ ÑиÑтемы дешифровочных признаков, ÐºÐ¾Ñ‚Ð¾Ñ€Ð°Ñ Ð¿Ð¾Ð·Ð²Ð¾Ð»Ñла бы однозначно идентифицировать археологичеÑкие объекты: Ñами объекты разной, порой непредÑказуемой формы, залегают на разной глубине, в различных природных Ñредах и Ñ‚. д. ПоÑтому ÑиÑÑ‚ÐµÐ¼Ð°Ñ‚Ð¸Ð·Ð°Ñ†Ð¸Ñ Ð¿Ñ€Ð¸Ð·Ð½Ð°ÐºÐ¾Ð² продолжаетÑÑ Ð´Ð¾ Ñих пор, нарÑду Ñ Ð¿Ð¾Ð¸Ñком новых, ранее неизвеÑтных.
Дополнительные возможноÑти Ð´Ð»Ñ Ð²ÑÐºÑ€Ñ‹Ñ‚Ð¸Ñ Ð¿Ð¾Ð³Ñ€ÐµÐ±ÐµÐ½Ð½Ñ‹Ñ… объектов предоÑтавлÑÑŽÑ‚ раÑширÑющиеÑÑ Ð¿Ñ€Ð¾ÑтранÑтвенно-чаÑтотные диапазоны коÑмичеÑкой Ñъемки. ВмеÑте Ñ Ñ‚ÐµÐ¼ поÑвлÑÑŽÑ‚ÑÑ Ð¸ новые ÑредÑтва обработки изображений, позволÑющие получить из них латентную, ранее недоÑтупную информацию.
Одним из таких ÑредÑтв, взÑтых на вооружение нашей организацией Ñравнительно недавно, ÑвлÑетÑÑ Ð¿Ñ€Ð¾Ð³Ñ€Ð°Ð¼Ð¼Ð½Ñ‹Ð¹ ÐºÐ¾Ð¼Ð¿Ð»ÐµÐºÑ Image Media Center 5.0, разработанный роÑÑийÑкой компанией «Центр инновационных технологий». Его оÑновным преимущеÑтвом ÑвлÑетÑÑ Ñовмещение полноценного функционала геопроÑтранÑтвенной Ñреды, удобной Ð´Ð»Ñ Ñ€Ð°Ð±Ð¾Ñ‚Ñ‹ Ñ ÐºÐ¾ÑмичеÑкими изображениÑми, Ñ ÑˆÐ¸Ñ€Ð¾ÐºÐ¸Ð¼Ð¸ возможноÑÑ‚Ñми профеÑÑионального графичеÑкого редактора.
ИÑпользование Ñтих возможноÑтей в рамках одной программной оболочки позволило ÑущеÑтвенно повыÑить ÑффективноÑть Ñ€ÐµÑˆÐµÐ½Ð¸Ñ Ð·Ð°Ð´Ð°Ñ‡Ð¸ поиÑка погребенных археологичеÑких объектов, Ñнизив ÑтоимоÑтную, трудозатратную и временную ÑоÑтавлÑющие. Положительный опыт по обнаружению погребенных археологичеÑких объектов в Ñредней климатичеÑкой зоне был получен при выÑвлении по материалам аÑрофотоÑъемки «Страны городов», района раÑÐ¿Ð¾Ð»Ð¾Ð¶ÐµÐ½Ð¸Ñ Ð´Ñ€ÐµÐ²Ð½ÐµÐ³Ð¾ поÑÐµÐ»ÐµÐ½Ð¸Ñ Ðркаим в ЧелÑбинÑкой облаÑти [2] (риÑ. 1).

ПоÑеление фикÑируетÑÑ Ð² виде двух впиÑанных друг в друга колец землÑных валов Ñ Ñ‡ÐµÑ‚Ñ‹Ñ€ÑŒÐ¼Ñ Ð¿Ñ€Ð¾Ñ…Ð¾Ð´Ð°Ð¼Ð¸ внешнего рва, двух кругов жилищных впадин и центральной площадью. Сооружение геодезичеÑки Ñтрого ориентировано по Ñтранам Ñвета. С точноÑтью до минуты дуги на горизонте выÑтавлены знаки, отмечающие широтную (Запад — ВоÑток) и меридиональную (Север — Юг) линии, проходÑщие через геометричеÑкие центры конÑтрукции. По точноÑти ориентировки конкуренцию Ðркаиму во вÑем Древнем мире могут ÑоÑтавить только некоторые пирамиды Египта, но они моложе лет на двеÑти. РаÑÑтоÑние между центрами кругов ÑоÑтавлÑет 5,25 аркаимÑкой меры, что близко к значению угла наклона лунной орбиты.
Ð’ рамках апробации программного комплекÑа был также проведен ÐºÐ¾Ð¼Ð¿Ð»ÐµÐºÑ Ð¿Ð¾Ð¸Ñковых работ на территории БолгарÑкого гоÑударÑтвенного иÑторико-архитектурного музеÑ-заповедника (БГИÐМЗ) РеÑпублики ТатарÑтан. Ð¢ÐµÑ€Ñ€Ð¸Ñ‚Ð¾Ñ€Ð¸Ñ Ð‘Ð“Ð˜ÐМЗ до 2010 г. характеризовалаÑÑŒ минимальными изменениÑми, которые в оÑновном каÑалиÑÑŒ инфраÑтруктуры поÑелка на территории заповедника. Ð¢ÐµÑ€Ñ€Ð¸Ñ‚Ð¾Ñ€Ð¸Ñ Ð·Ð°Ð¿Ð¾Ð²ÐµÐ´Ð½Ð¸ÐºÐ°-городища богата погребенными археологичеÑкими объектами, датируемыми 12–14 вв. Помимо Ñтого, о данной территории имелаÑÑŒ Ð¿Ð¾Ð´Ñ€Ð¾Ð±Ð½Ð°Ñ Ð±Ð°Ð·Ð° данных, позволÑÑŽÑ‰Ð°Ñ Ð¿Ñ€Ð¾Ð²Ð¾Ð´Ð¸Ñ‚ÑŒ качеÑтвенное дешифрирование указанной меÑтноÑти.
Ð’ качеÑтве иÑходных данных иÑпользовалиÑÑŒ аÑрофотоÑнимки 1987 г., коÑмичеÑкие Ñнимки (риÑ. 2): КФÐ-1000 (1989 г.) и «РеÑурÑ-ДК1» (мультиÑпектральный Ñнимок 2008 г. и панхроматичеÑкий 2009 г.).

Ð’Ñе поиÑковые работы проводилиÑÑŒ по оригинальной методике. ВозможноÑть объединить их в рамках одной программы Image Media Center 5.0 (а не двух-трех, как ранее), позволила переработать и неÑколько упроÑтить методику. Результат при Ñтом оказалÑÑ ÑущеÑтвенно выше ожиданий.
Прежде вÑего, ÑказалиÑÑŒ раÑширенные возможноÑти Image Media Center 5.0 по работе Ñо Ñпектрозональными изображениÑми и вообще Ñ Ñ†Ð²ÐµÑ‚Ð¾Ð²Ñ‹Ð¼Ð¸ проÑтранÑтвами. Следует отметить, что программа выполнÑет Ð¿Ñ€ÐµÐ¾Ð±Ñ€Ð°Ð·Ð¾Ð²Ð°Ð½Ð¸Ñ Ð¼ÐµÐ¶Ð´Ñƒ Ñледующими цветовыми моделÑми: RGB, CMYК, HLS, HSB, Lab, Grayscale.
ЛегкоÑть преобразований позволила Ñформировать наборы операций в различных проÑтранÑтвах в нужной поÑледовательноÑти, обеÑпечив возможноÑть обработки цветовых каналов без потери видимой информации, но Ñ Ð¿Ñ€Ð¾Ñвлением новой ранее Ñкрытой и не воÑпринимавшейÑÑ Ð·Ñ€ÐµÐ½Ð¸ÐµÐ¼ (риÑ. 3).

Выделение латентной информации проводилоÑÑŒ также Ñ Ð¸Ñпользованием обширного функционала программы по работе Ñо ÑлоÑми в различных режимах наложениÑ. При Ñтом иÑпользовалаÑÑŒ возможноÑть работы Ñ Ð°Ð»ÑŒÑ„Ð°ÐºÐ°Ð½Ð°Ð»Ð°Ð¼Ð¸, Ñ‚. е. ÑÐ¾Ð·Ð´Ð°Ð½Ð¸Ñ Ð¼Ð°Ñки, различных режимов прозрачноÑти, что позволило точно дозировать результаты преобразований.
Ð’ программе реализованы и различные режимы выделениÑ, Ð²ÐºÐ»ÑŽÑ‡Ð°Ñ Ð°Ð²Ñ‚Ð¾Ð¼Ð°Ñ‚Ð¸Ñ‡ÐµÑкие, по близким цветам (тонам), в Ñ‚. ч. выделение цветового диапазона. Данные возможноÑти обеÑпечили автоматизацию и уÑкорение процеÑÑа интерпретации.
ХотелоÑÑŒ бы отметить также приÑутÑтвие вÑтроенных фильтров, применение которых в процеÑÑе обработки позволило добитьÑÑ Ñпециальных визуальных Ñффектов, повыÑив тем Ñамым качеÑтво раÑÐ¿Ð¾Ð·Ð½Ð°Ð²Ð°Ð½Ð¸Ñ (риÑ. 4).

Обширные возможноÑти по работе Ñ Ð²ÐµÐºÑ‚Ð¾Ñ€Ð½Ñ‹Ð¼Ð¸ данными ÑпоÑобÑтвовали упрощению и автоматизации процеÑÑа Ð¸Ð·Ð³Ð¾Ñ‚Ð¾Ð²Ð»ÐµÐ½Ð¸Ñ Ð¾Ñ‚Ñ‡ÐµÑ‚Ð½Ñ‹Ñ… информационных документов: карт, Ñхем и других материалов. Ð”Ð»Ñ Ð´Ð¾Ð±Ð°Ð²Ð»ÐµÐ½Ð¸Ñ Ð²ÐµÐºÑ‚Ð¾Ñ€Ð½Ð¾Ð¹ информации на коÑмичеÑкие Ñнимки применÑлиÑÑŒ такие функции по работе Ñ Ð²ÐµÐºÑ‚Ð¾Ñ€Ð½Ñ‹Ð¼Ð¸ данными, как: нанеÑение объектов; автоматичеÑÐºÐ°Ñ Ð²ÐµÐºÑ‚Ð¾Ñ€Ð¸Ð·Ð°Ñ†Ð¸Ñ; выполнение проÑтранÑтвенных запроÑов; работа Ñ Ð°Ñ‚Ñ€Ð¸Ð±ÑƒÑ‚Ð¸Ð²Ð½Ñ‹Ð¼Ð¸ данными; редактирование и Ñоздание ÑобÑтвенных Ñтилей; маÑштабирование векторных Ñлементов; формирование рабочих наборов; подготовка форм Ð´Ð»Ñ Ð¿ÐµÑ‡Ð°Ñ‚Ð¸ и др.
При Ñтом необходимо отметить, что работа Ñ Ñ€Ð°Ð·Ð½Ñ‹Ð¼Ð¸ типами информации: раÑтровыми изображениÑми, отметками, векторными данными, текÑтом и др.— производилаÑÑŒ в едином информационном проÑтранÑтве одновременно. ÐезавиÑимо от типа вÑе Ñлои обладают режимами наложениÑ, прозрачноÑтью, возможноÑтью транÑÑ„Ð¾Ñ€Ð¼Ð¸Ñ€Ð¾Ð²Ð°Ð½Ð¸Ñ Ð¸ выделениÑ.
По результатам обработки на иÑÑледуемой площади БГИÐМЗ были обнаружены погребенные объекты, имеющие Ñрко выраженное антропогенное проиÑхождение. Ðто значит, что поÑле их раÑкопок удаÑÑ‚ÑÑ Ð¿Ñ€Ð¸Ð¾Ñ‚ÐºÑ€Ñ‹Ñ‚ÑŒ еще одну Ñтраничку нашей иÑтории.
Ð’ заключение хотелоÑÑŒ бы отметить, что впервые мы приобрели инÑтрумент, который практичеÑки в полной мере отвечал бы нашим потребноÑÑ‚Ñм.
Программный ÐºÐ¾Ð¼Ð¿Ð»ÐµÐºÑ Image Media Center 5.0 в полном объеме выполнÑет возложенные на него функции геоинформационной ÑиÑтемы и графичеÑкого редактора. Кроме того, за Ñчет ÑÐ¾Ð²Ð¼ÐµÑ‰ÐµÐ½Ð¸Ñ Ñтих функций в единой оболочке открылиÑÑŒ дополнительные возможноÑти по обработке изображений, преобразованию и ÑиÑтематизации информации, а главное — извлечению новой, ранее недоÑтупной.
Именно Ñти возможноÑти обоÑновывают преимущеÑтво иÑÐ¿Ð¾Ð»ÑŒÐ·Ð¾Ð²Ð°Ð½Ð¸Ñ Ð¿Ñ€Ð¾Ð³Ñ€Ð°Ð¼Ð¼Ñ‹ Image Media Center 5.0 в технологичеÑком процеÑÑе поиÑка погребенных археологичеÑких объектов по материалам аÑрокоÑмичеÑкой Ñъемки. Повышению ÑффективноÑти процеÑÑа также ÑпоÑобÑтвуют Ñокращение времени обработки и Ð¿Ð¾Ð»ÑƒÑ‡ÐµÐ½Ð¸Ñ Ñ€ÐµÐ·ÑƒÐ»ÑŒÑ‚Ð°Ñ‚Ð¾Ð², Ñнижение трудозатрат, а также Ñравнительно низкие раÑходы на приобретение и обÑлуживание программы.
СпиÑок литературы:
- «КомплекÑное дешифрирование аÑроÑнимков», Сборник Ñтатей, ИздательÑтво «Ðаука», МоÑква – Ленинград, 1964 г.
- Г. Б. Зданович, И. М. Батанина, Ð. Ð’. Левит, С. Ð. Батанин «ÐрхеологичеÑкий Ð°Ñ‚Ð»Ð°Ñ Ð§ÐµÐ»ÑбинÑкой облаÑти», ВыпуÑк 1 «Степь – леÑоÑтепь. КизильÑкий район», Труды музеÑ-заповедника «Ðркаим», ЧелÑбинÑк, 2003.
- ООО «Центр инновационных технологий» [Ðлектронный реÑурÑ]. URL: http://www.novacenter.ru