Дроны в археологии. Современное состояние и перспективы на будущее

СТЕФАНО КАМПАНА ^1,2*

¹ Факультет преподавания, Кембриджский университет, Кембридж, Великобритания



Древняя топография – Факультет истории и культурного наследия, Университет Сиены, Via Roma 56, 53100, Сиена, Италия

Аэрофотосъемка с близкого расстояния



Аэрофотосъемка с близкого расстояния занимает относительно небольшую нишу в широком спектре археологического дистанционного зондирования. В археологии, как и во всех других областях применения, первая инициатива в области аэрофотосъемки опиралась на использование платформ, работающих на малой высоте. Таким образом, первые аэрофотоснимки, сделанные для различных целей, были получены с воздушных шаров и воздушных змеев (Lillesand et al., 2015). Первое задокументированное археологическое использование этой техники относится к рубежу девятнадцатого и двадцатого веков, когда Джакомо Бони исследовал район Форо Романо в Риме, снятый с привязанного воздушного шара в 1900 году (рис. 1).



С тех пор, несмотря на необычайное развитие приложений и платформ для съемки как с воздуха, так и с помощью спутников, роль аэрофотосъемки на малых высотах остается неизменной. Более того, в последние десятилетия, с появлением цифровой фотографии, а затем и новых воздушных платформ, эта форма дистанционного зондирования получила дальнейший толчок в своем развитии.



На протяжении многих лет археологи разрабатывали или заимствовали у других ученых широкий спектр решений для фотографической фиксации археологических текстов. Тем не менее, все платформы, разработанные за последнее столетие и более, сохраняют свою собственную актуальность, каждая из которых имеет свои преимущества и ограничения. Несмотря на то, что всеобъемлющий обзор уже был опубликован Верховеном (2009a), здесь стоит представить краткий обзор доступных платформ, а также их основные достоинства и недостатки (рис. 2).



(1) Мачты и башни. Несмотря на то, что эти платформы экономичны, устойчивы и очень легко перемещаются (за исключением башен), они ограничены максимальной рабочей высотой, составляющей не более 20 м.

Рисунок 1. Привязной воздушный шар, использовавшийся в 1900 году для съемок археологических раскопок Джакомо Бони в Foro Romano (любезно предоставлено Guaitoli, 2003).

(2) Воздушные змеи. Использование воздушных змеев в низкоуровневой аэрофотосъемке было обычным явлением с 1970-х годов, поскольку эти очень недорогие и портативные платформы могут вместить несколько килограммов полезной нагрузки. Кроме того, для их эффективной работы необходим только ветер. Эта зависимость, как всегда, также является основным недостатком метода: нерегулярный ветер не подходит для фотосъемки с помощью воздушного змея, а требуемый размер воздушного змея зависит от скорости ветра.



(3) Воздушные шары и дирижабли. Эти устройства контрастируют с фотографией с помощью воздушных змеев и представляют собой альтернативу в том, что их можно использовать в условиях слабого ветра или его отсутствия. Кроме того, фотосъемка с помощью воздушных шаров чрезвычайно гибка в своих процедурах настройки и проста в эксплуатации. Тем не менее, воздушные шары и дирижабли становится все более сложными для позиционирования и удержания в ветреной погоде. Гелий для обеспечения необходимой подъемной силы также является дорогим и сложным, а иногда и невозможным во многих странах. Газовые воздушные шары тоже тяжелые и громоздкие.



(4) Геликит. Это гибрид воздушного шара и воздушного змея, запатентованный Сэнди Оллсоппом в 1993 году и произведенный компанией Allsopp Helikites® Ltd, Фордингбридж, Великобритания (http://www.allsopp.co.uk/). Он сочетает в себе (маленький) гелиевый воздушный шар с воздушными змеями, обеспечивая лучшие свойства обеих платформ. Воздушный шар позволяет ему взлетать в безветренных погодных условиях, в то время как компоненты воздушного змея становятся важными при ветре, улучшая устойчивость и обеспечивая способность достигать большей высоты.



Этот краткий обзор позволяет выделить два аспекта, которые являются общими для всех этих воздушных платформ (оставляя в стороне наземные мачты и столбы и т.д.). Во-первых, сложность обеспечения надежного позиционного контроля платформы над зоной съемки, что затрудняет или делает невозможным следование какому-либо заранее разработанному шаблону записи для получения фотографий, обеспечивающих полный охват целевой области. Для предполагаемого фотограмметрического охвата, так как в стэке, вероятно, возникают серьезные проблемы с обеспечением необходимого перекрытия между отдельными фотографическими кадрами. Второй, не менее существенный недостаток, по существу «статичный» характер этих традиционных платформ, понятен в свете их предназначения и использования почти исключительно для таких целей, как археологические раскопки и обнаружение древних памятников.





БПЛА, RPV, RPAS, SUAV, MAV, дроны или UAS?



Согласно определению Международной ассоциации систем беспилотных летательных аппаратов (UVS), беспилотный летательный аппарат (UAV) — это любой тип летательного аппарата, который управляется без бортового пилота (http:// www.uvs-international.org/). Более того, здесь стоит указать, что дроны являются воздушными платформами. Определив форму платформы в этих очень широких терминах, мы сталкиваемся с задачей расшифровки огромного количества связанных между собой терминов и аббревиатур. Термин «беспилотник» широко распространен на международном уровне несмотря на то, что его происхождение в военной авиации, как правило, вызывает некоторые чувства отрицания или двусмысленности. Термин «дрон» происходит от названия самца пчелы, жужжание которого напрашивается на сравнение с этим насекомым.

Рисунок 2. Слева направо и сверху вниз. Лестница для документирования археологических раскопок; вышка для получения фотографий раскопок и (в данном случае) данных сканирования; «жираф», используемый для получения вертикальных фотографий и фотомозаик небольших участков с очень высокой детализацией; дирижабль, используемый Центром геотехнологий Сиенского университета в Сан-Джованни-Вальдарно; воздушный змей; вертолет; привязной воздушный шар [по проекту Университета Сиены, Лаборатории ландшафтной археологии и дистанционного зондирования (LAP&T) и Центра геотехнологий (CGT)]. Эта картина доступна в цвете онлайн на сайте wileyonlinelibrary.com/journal/arp

То же самое слово используется для обозначения любого устойчивого и непрерывного шума двигателя, что является еще одной связью с характерным жужжащим шумом трутня, а также беспилотного летательного аппарата. В международной среде некоторые из наиболее распространенных терминов, аббревиатур и терминов, перечисленных Nex и Remondino в 2013 году, следующие: беспилотный летательный аппарат (БПЛА), дистанционно пилотируемый аппарат (RPV), дистанционно пилотируемая авиационная система (RPAS), малый БПЛА (SUAV), микролетательный аппарат (MAV) и, конечно же, дрон. На самом деле термин «БПЛА», а также его синонимы, на самом деле представляют собой сам беспилотный летательный аппарат, а также связанные с ним датчики или датчики и наземные станции управления (НСУ) в той или иной форме; поэтому целесообразно использовать беспилотный авиационный комплекс БАС, который включает в себя как воздушную платформу, так и все наземные компоненты, которые с ней взаимодействуют.



Такого рода системы первоначально разрабатывались в военной сфере, но с 1970-х годов они постепенно продвигаются в гражданском и любительском секторах за счет разработки и использования все более сложных систем. В последние годы этот рост ускорился в ответ на несколько факторов, все они так или иначе связаны с технологическими разработками, такими как растущая миниатюризация, повышение энергоэффективности как двигателей, так и аккумуляторов, появление систем глобального позиционирования (GPS), влияние цифровой фотографии и связанные с этим достижения в области фотограмметрии с несколькими изображениями. Первое поколение беспилотных летательных аппаратов, ставших доступными, столкнулось с рядом проблем, но в настоящее время рынок предлагает все более надежные и «профессиональные» решения. Рост отрасли действительно головокружительный, до такой степени, что становится все труднее ориентироваться в джунглях «предложений», доступных в настоящее время на рынке. Стоимость БПЛА для археологических целей может сильно варьироваться, от менее чем 500 евро до 50 000 евро или даже до 250 000 евро. Вариация курса отражает существенные различия в бортовом оборудовании (датчики и GPS), полезной нагрузке, дальности полета, типе платформы и степени автоматизации и, следовательно, универсальности в использовании (рис. 3).



В последние годы бюджетные платформы значительно улучшились. Сегодня на коммерческом рынке можно найти системы, которые могут выполнять автономные полеты, с полезной нагрузкой, достаточной для того, чтобы нести камеру хорошего качества, с хорошей надежностью и приемлемой способностью справляться с ветром и другими факторами окружающей среды.



В археологических целях можно провести различие между двумя различными типами воздушных платформ. Первая, так называемая разновидность «фиксированного крыла», состоит из малых и средних летательных аппаратов с приблизительным размахом крыльев от 60 см до 2 м; они могут в оптимальных условиях сканировать в течение рабочего дня площадь до 300 га.

Полет на высоте около 150 м с наземным разрешением около 5 см/пиксель. Вторая основная категория состоит из «мультироторных» систем, оснащенных тремя, четырьмя, шестью, восемью и более пропеллерами, иногда парами, вращающимися в противоположных направлениях. Они могут быть разделены в соответствии с их размером, полезной нагрузкой и уровнем сложности на «низкие» и «средние» категории для типа БПЛА, обычно используемых в археологических работах, наряду с «более дорогими» системами, включающими использование более сложных и инновационных датчиков, позволяющие получать данные LiDAR (обнаружение света и определение дальности), представляют особый интерес в современном контексте. Несмотря на различия между этими подкатегориями, можно выделить некоторые общие характеристики, которые с приемлемой согласованностью присущи всем мультироторным системам: точность позиционирования платформы, приемлемый уровень автоматизации, высокое геометрическое разрешение получения данных, возможность регистрации вертикальных структур, таких как фасады зданий и другие структуры, а также более или менее горизонтальные поверхности, такие как археологические раскопки в прогрессе. Таким образом, БПЛА с фиксированным крылом и мультроторные БПЛА дополняют друг друга по своему функционалу.



Подводя итоги, можно перечислить основные преимущества систем БПЛА по сравнению с традиционными платформами, такими как воздушные змеи, воздушные шары и вертолеты:



(1) Системы БПЛА обеспечивают значительно лучший позиционный контроль и, следовательно, лучшую точность топографического покрытия района съемки.

Рисунок 3. Краткое изложение основных особенностей трех основных типов платформ беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), используемых в археологии. Эта картина доступна в цвете онлайн на сайте wileyonlinelibrary.com/journal/arp

(2) Системы беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) дают возможность осуществлять низкоуровневое дистанционное зондирование как в масштабе объекта, так и в масштабе ландшафта благодаря динамическому характеру платформы и отсутствию проводов или других физических соединений с землей внизу.



Несмотря на то, что стоимость систем БПЛА в некоторых случаях довольно конкурентоспособна по сравнению с традиционными системами, не следует считать само собой разумеющимся, что БПЛА всегда будут лучшим вариантом. Например, если цель состоит в том, чтобы получить красивые или высококачественные аэрофотоснимки археологических раскопок для публичной иллюстрации, а не для технического отчета, то простая мачта или воздушный змей могут справиться с этой задачей так же хорошо, и Вам не нужно будет тратить время и деньги на покупку и обучение использованию дрона.





Датчики



Дистанционное зондирование традиционно выделяет три ключевых сегмента: платформа, датчик и обработка данных. В археологии, как и в других областях применения, конфигурация платформы/датчика/базовой станции не является самоцелью, а просто средством получения желаемой информации. В этом процессе, несомненно, датчик играет основополагающую роль. Определив цели гипотетической исследовательской программы и установив необходимость использования платформы БПЛА для проведения аэрофотосъемки, необходимо определить требуемые характеристики датчика, что в совокупности с другими факторами в свою очередь повлияет на выбор воздушной платформы. В последнее время стремительное развитие рынка беспилотных летательных аппаратов стимулировало производителей разрабатывать датчики, специально адаптированные для этого типа платформ. В опубликованной литературе по дистанционному зондированию Земли выделяют два основных типа датчиков: «активные» и «пассивные».



«Пассивные» датчики — это датчики, используемые в цифровых камерах для регистрации видимой части электромагнитного спектра. Этот тип датчика широко доступен, как отдельно, так и в сочетании с камерами, которые предлагают широкий и постоянно развивающийся функционал. Выбор технических характеристик датчика должен основываться на задачах исследования. Наблюдается прогрессивный переход к документированию сооружений, участков и ландшафтов в трех измерениях с использованием фотограмметрии (Image-based Modelling, IBM). Для такой работы качество и разрешение датчика должны быть от среднего до высокого. Как правило, чем выше качество камеры (и особенно объектива), тем больше ее вес. Тем не менее, вес является параметром, который должен быть подконтролем при выполнении авиационных работ, так как он оказывает непосредственное влияние на тип платформы, которая будет использоваться, автономность самолета, мастерство предполагаемого пилота и, в конечном счете, конечно же, общую стоимость. Очень важным фактором при выборе камеры является возможность сохранения и вывода файлов в формате *.raw или других несжатых форматах (для последующего конвертирования, например, в формат *.tiff и *.bmp). Действительно, сжатые файлы значительно усложняют, а иногда даже делают невозможным создание высококачественных трехмерных (3D) моделей. Помимо создания 3D-моделей и карт, цифровые камеры могут использоваться для поисковой аэрофоторазведки и мониторинга участков и ландшафтов.



Еще одна интересная категория «пассивных» датчиков была разработана для регистрации информации в ближнем, среднем и тепловом инфракрасном и ближнем ультрафиолетовом диапазонах (Verhoeven, 2009b; Verhoeven and Schmitt, 2010). За последние год-два (2015–2016 гг.) появилось несколько камер, специально предназначенных для использования на БПЛА. В качестве примера можно привести Tetracam ADC Lite (http://www.tetracam. com/Products-Micro_MCA.htm), MAIA (http:// www.salengineering.it/public/it/p/camera_multispe ttrale_maia.asp), MicaSense RedEdge (http://www. micasense.com/rededge) и FLIR VuePro (http:// www.flir.com/suas/content/?id=70728). Эти датчики имеют большую потенциальную ценность, особенно для воздушной разведки.



Среди «активной» группы датчиков до сих пор доминировали те, которые предназначены для записи данных LiDAR, по причинам, которые будут обсуждаться позже в связи с исследовательской регистрацией лесистых или частично лесистых местностей. Очевидным свидетельством высокого спроса и интереса к 3D-данным во многих областях ландшафтных исследований является широкий спектр миниатюрных систем для наблюдения с БПЛА, которые в настоящее время доступны (рис. 4). Тем не менее, датчики LiDAR имеют значение для стоимости и веса, что требует использования высококлассных аэровышек, тем самым увеличивая общую стоимость любых предполагаемых исследовательских работ.




История БПЛА в археологии



Если оставить в стороне самое первое получение аэрофотоснимков с помощью БПЛА, то первое применение в области археологии произошло на рубеже тысячелетий. Под применением БПЛА в данном контексте мы подразумеваем структурированные проекты, варьирующиеся по своему охвату от планирования полетов до самих полетов, а также получение данных, постобработку и, в конечном счете, представление и обсуждение результатов (Nex and Remondino, 2013).

Рисунок 4. Некоторые облегченные системы LiDAR и их основные особенности. Эта картина доступна в цвете онлайн на сайте wileyonlinelibrary.com/journal/arp

Одной из наиболее значимых новаторских инициатив была инициатива, продвигаемая Швейцарской высшей технической школой Цюриха под руководством профессора Армина Грюна. Он впервые разработал, практически самостоятельно, надёжную технологию потоковой обработки, основанную на получении данных с БПЛА или достижении точных и подробных 3D-моделей и цифровой картографии (Eisenbeiss et al., 2005; Eisenbeiss and Zhang, 2006; Lambers et al.2007; Pueschel et al., 2008; Remondino et al., 2009; Eisenbeiss, 2009). Еще одно важное тематическое исследование, особенно в связи с его вниманием к датчикам и широкому спектру потенциальных археологических применений, было инициировано Университетом Гента в Бельгии. Помимо разработки интересной воздушной платформы (Verhoeven et al., 2009) в рамках традиционной категории геликитов разработчики из Гента проводили эксперименты в области археологической диагностики, используя оптические датчики, которые работали в невидимых частях электромагнитного спектра (Verhoeven and Loenders, 2006).



Другие инициативы последовали за инновационной работой, предпринятой Швейцарской высшей технической школой Цюриха, отмеченной первым использованием коммерчески разработанных воздушных платформ (Campana et al., 2008; Remondino et al.«М.», 2011; Lo Brutto et al.«М.», 2013; Sordini et al., 2016) или систем, собранных в университетских лабораториях и научно-исследовательских институтах (Oczipka et al. , 2009; Зейтц и Альтенбах, 2011; Rinaudo et al., 2012) или небольшой




коммерческой компанией (Piani, 2013). На этом этапе все еще было экспериментальным, и работа по разработке требовала значительных технических навыков. В настоящее время основное применение БПЛА в археологии направлено на фотограмметрическую съемку ландшафтов для создания цифровых моделей поверхности и цифровых моделей местности (ЦММ и ЦМР), а также на 3D-регистрацию раскопок и исторических памятников. Тематические исследования, приведенные в этом контексте, в достаточной мере продемонстрировали эффективность и преимущества этих новых систем и процедур по сравнению с традиционными инструментами; в то же время они включали процедурную разработку экономически эффективных и надежных методов, свободных от препятствующих узких мест (Chiabrando et al.«М.», 2011; Nocerino et al., 2013).



Конечно, было много проблем, которые нужно было преодолеть, начиная с самих аэровышек. На Четвертом Международном конгрессе по дистанционному зондированию в археологии, состоявшемся в Пекине в октябре 2012 года, Армин Грюн в своем программном выступлении по системам БПЛА определил эту технологию как потенциально экстраординарную по своему воздействию, но все еще незрелую по надежности, способности работать в критических условиях и по безопасности эксплуатации [соображения, повторенные профессором Грюном (2014): https://www.youtube.com/watch? v=LurNobNVlEM]. Аналогичные проблемы были решены с программным обеспечением для обработки изображений и генерации высококачественных 3D-моделей. Однако в последние годы произошли существенные улучшения во всех ключевых сегментах процессного конвейера: платформе, датчиках и программном обеспечении для постобработки. В частности, платформы получили выгоду от важных разработок, связанных с систематическим улучшением всех основных параметров оценки, перечисленных на рисунке 3. Стоимость также значительно снизилась, но профессиональные системы БПЛА по-прежнему требуют инвестиций в размере десятков тысяч евро. Тем не менее, остается достаточно возможностей для дальнейшего совершенствования. Во-первых, программные системы на самих платформах по-прежнему довольно просты, достаточно хороши для следования по заранее определенным маршрутам, но пока не способны самостоятельно реагировать на непредвиденные события или обстоятельства во время полета. Относительно короткий срок службы большинства платформ (редко более 20 минут до необходимой замены батареи) часто снижает эффективность их использования, заставляя пользователя совершать несколько полетов в течение одного рабочего дня. Наконец, одна из основных проблем с доступными в настоящее время платформами заключается в их ограниченной надежности и, следовательно, безопасности в использовании. На сегодняшний день многие страны разработали специальное законодательство в этом отношении, чтобы компенсировать или противодействовать рискам, которые в противном случае могли бы быть связаны с этим (краткий обзор см. Nex and Remondino, 2013).



Заключительным сегментом в процедурной работе является программное обеспечение для постобработки, разработка которого в последние годы идет семимильными шагами. До первого десятилетия нынешнего тысячелетия программные процедуры моделирования на основе изображений (IBM) по большей части были доступны только специалистам в области точных и прикладных наук, использующих собственное программное обеспечение, подверженное серьезным ограничениям при реализации автоматической обработки (Remondino and El-Hakim, 2006). Тем не менее, в настоящее время существуют недорогие и полуавтоматизированные коммерческие программные пакеты с открытым исходным кодом, которые могут эксплуатироваться пользователями компетентов, не требуя участия специалистов (Nex and Remondino, 2013; Sordini et al., 2016).





Археологические исследования и третье измерение



Любая дискуссия об использовании БПЛА в археологии неизбежно должна учитывать более широкий вопрос об археологических исследованиях, проводимых с помощью фотограмметрии и/или лазерного сканирования, и, следовательно, о 3D-съемке высокой плотности измерений. Прежде чем углубиться в подробное обсуждение, несколько вводных слов, возможно, могли бы устранить риск неправильного понимания позиций и двусмысленностей.



В археологии традиционные системы документирования всегда отдавали предпочтение двухмерным (2D) медиа и репрезентациям, как артефактов, так и контекстов на месте. В реальной жизни все продукты человеческой деятельности – объекты, сооружения и ландшафты – обладают объемом и, следовательно, могут быть описаны в трех пространственных измерениях, а также, конечно, в терминах их исторического происхождения. Понятия объема и третьего измерения ни в коем случае не являются чем-то новым или новаторским. Скорее, они представляют собой археологический компонент, который с самого начала исследования был признан фундаментом дисциплины, хотя и выраженным в двумерных средствах, таких как планы раскопок, перспективные чертежи, карты и тому подобное.



Но верно и то, что трехмерность в целом была представлена в «неизмеримом» виде, в частности, через развитие языка символов. По сути, причины такой практики, распространенной и по сей день, кроются в технологиях и инструментах, доступных в то время. Формы графической документации, которые лежали в основе археологии на протяжении большей части ее жизни, могут быть сведены к картам, рисункам раскопок, матрицам и фотографиям.



Они основаны на методах представления, которые, по сути, являются 2D. Все археологи, в том числе и те, кто находится в начале своего пути, обучались и продолжают обучаться тому, как сокращать, а затем представлять трехмерную археологическую информацию в двух измерениях. Эту практику не следует осуждать или недооценивать, а также рассматривать как банальную реакцию на отсутствие альтернативных технических решений. Здесь мы имеем дело со сложным процессом, первым требованием которого является понимание культурной артикуляции исторического и археологического контекстов при одновременной опоре на различные методологические и технические навыки. Только благодаря всестороннему обучению развитию и созреванию критических способностей исследователя можно договориться о переходе от трехмерной реальности к графическому или фотографическому представлению в двух измерениях.



В этом смысле исследование и документация, так же как и фотография, представляют собой не альтернативу реальности, а интерпретацию реальности, будь то объект, контекст или пейзаж. Это было прекрасно выражено Грегори Бейтсоном (1979), когда он писал: «Карта — это не ландшафт, и название на карте — это не то, что она представляет». Естественно, хорошая интерпретация опирается на ясное понимание самого объекта и его существенных характеристик. Эти предварительные меры необходимы для более полного понимания самого объекта и, желательно, предмета в целом. Очевидно, что здесь мы имеем дело с процессом, который является существенным и незаменимым в практике археологических исследований. Мы надеемся, что эти мысли обеспечат базовую систему координат, в рамках которой мы сможем рассмотреть внедрение инновационных систем для 3D-записи в археологии. По его словам, пришло время заняться некоторыми проблемами, возникшими за последние пару десятилетий.



В их ранней истории значение и роль лазерного сканирования и фотограмметрической записи в археологии, и особенно в записи раскопок были осложнены несколькими недоразумениями и двусмысленностями. Возможно, здесь будет полезно начать с рассмотрения опыта новаторских приложений, которые уделяли большое внимание объективности и точному представлению стратиграфических единиц, слишком часто игнорируя центральное изречение о том, что основная проблема любых раскопок, по самой своей сути процесса, который не может повториться, состоит не в объективном документировании стратиграфических единиц, а в корне в определении стратиграфических единиц и интерпретации этих единиц. Кроме того, записи раскопок касаются не только взаимосвязи стратиграфических единиц с точки зрения их объемов, но и таких вещей, как консистенция и состав пластов, их химические и физические характеристики, а во многих случаях и артефакты и культурные объекты, которые они содержат. Это элементы, которые сами могут изменяться под влиянием изменений условий окружающей среды, таких как температура, влажность и освещенность, и, наконец, что не менее важно, в ответ на мастерство и опыт экскаватора. Трехмерная документация позволяет создать объективную запись некоторых аспектов, таких как объем и текстура стратиграфических единиц, которые были определены или изменены неизбежно субъективными действиями и интерпретациями экскаватора. Именно по этой причине принятие 3D-записи само по себе не превращает процесс в объективный или «нейтральный» процесс, поскольку акты наблюдения и, следовательно, подчинения не могут по своей природе быть иными, кроме как субъективными. Тем не менее, нельзя отрицать, что по существу разрушительный и неповторимый характер раскопок делает необходимым использование систем записи, которые являются настолько сложными и точными, насколько это возможно в рассматриваемое время. В контексте сегодняшнего дня наиболее актуальными методами в этом отношении, несомненно, являются многообразная фотограмметрия и лазерное сканирование.



Неясности возникают и при регистрации исторических зданий и памятников. После того, как первоначальная эйфория, вызванная возможностью документирования крупномасштабных структур в трех измерениях с помощью лазерного сканирования, привела к постепенному охлаждению энтузиазма к этому методу из-за плохого понимания функций облаков точек, сеток и 3D-моделей в целом. И в этом случае 3D-запись должна быть помещена в контекст процесса понимания и документирования создаваемых структур. Ситуация с регистрацией памятников, по сути, в точности аналогична той, что уже была описана для археологических раскопок, опираясь прежде всего на «чтение» и интерпретацию структурных элементов и связанных с ними характеристик исследуемых памятников. В предисловии к недавнему руководству по обследованию и регистрации отмечается, что «хорошее обследование связано с историей здания, выявляя хронологические этапы, указывая на вариации техники, подчеркивая стратиграфические отношения, отмечая аномалии, проясняя статические вопросы и подводя итоги в соответствии с документацией формы, цвета, сохранности и качества материалов, использованных при строительстве здания». Таким образом, результирующая запись представляет собой синтез измерений в сочетании с «повторением» и интерпретацией структуры и ее прогрессивного развития с течением времени. Очевидно, что при использовании только измерений, какими бы точными и подробными они ни были (как в случае с облаками точек, полученными с помощью лазерного сканирования или фотограмметрии), отсутствие «чтения» и интерпретации безвозвратно ограничивает достоверность созданной таким образом записи.



Столь же центральным в проблемах, возникших при первом применении 3D-записи, будь то строительствоили раскопки, является вводящее в заблуждение представление о том, что 3D-запись может выступать в качестве замены традиционных методов документирования. Здесь может быть полезно провести параллель с фотографией. Когда впервые была предложена возможность съемки и использования фотографий, как аэрофотосъемки, так и наземных, в археологической работе, фотографии не заменяли традиционных пейзажей или раскопок, а скорее дополняли их, добавляя новую форму документации, которая, в свою очередь, требовала интерпретации, а иногда и графического представления археолога информации, представленной на фотографиях. Таким образом, 3D-документация представляет собой инновационное средство выполнения и представления измерений, сделанных на археологических объектах или контекстах. Это делает возможным получение огромного количества данных и измерений, плотность которых обусловлена плотностью сканирования (например, одна точка на каждые три миллиметра и т. д.) или разрешением сенсора камеры (в обоих случаях на него влияет расстояние от исследуемого объекта). Эти факторы должны быть сопоставлены с характеристиками документируемого объекта или контекста. Но, как и в случае с фотографами, облако точек, создаваемое этими методами, является промежуточным документом между реальностью и ее концептуальным представлением (ограниченным, конечно, теми элементами реальности, которые могут быть описаны в трех измерениях или через такие характеристики, как цвет). Тем не менее, несомненно, верно и то, что цель работы по регистрации, которая традиционно была сосредоточена на проведении измерений в полевых условиях, в случае лазерного сканирования и цифровой фотограмметики можетбыть перенесена на более поздний этап, что сократит количество времени, затрачиваемого на измерения и запись в полевых условиях.



Тем не менее, при работе с этими инструментами существует фундаментальный аспект как теории, так и практики: фундаментальное изменение аналитической последовательности.



Традиционное полевое обследование основано на последовательности, которая может быть выражена следующим образом:



Наблюдение → интерпретация/абстрагирование → измерение → запись → анализ



Полевые исследования с использованием технологий измерения высокой плотности вырываются из этой логической последовательностии приводят нас к новому порядку процесса (Limp, 2016):



наблюдение → запись → измерение → анализ → интерпретация/абстрагирование



Практическая реализация этой новой последовательности, конечно, является предметом обширных дискуссий, как с теоретической, так и с практической точки зрения на местах, особенно в отношении заключительного этапа интерпретации и аннотирования объективных данных в непосредственном присутствии поверхностей раскопок, особенностей, отложений и структур, которые были обнаружены и проанализированы в любой момент времени.



Документирование археологических раскопок с помощью дронов и 3D-записи



Примеры наземного опыта в 3D-документировании раскопок с использованием лазерного сканирования и фотограмметрии в последние годы возросли в количестве и сложности (см., например, Doneus et al., 2003; Dell'Unto, 2014). В отличие от этого, разработка новых стандартов и процедур использования БПЛА в 3D-документации все еще находится в зачаточном состоянии, и публицистических дискуссий на эту тему пока немного. В дополнение стоит упомянуть о вкладе Зауэрбира и Эйзенбайсса (2010), Зейтца и Альтенбаха (20111) иРинаудо и др. (2012). Интересные идеи были выдвинуты и в результате некоторых более ранних исследований, в частности, Токмакидисом и Скарлатосом (2000) и Шоу и Корнсом (2008).



Археологические раскопки являются фундаментальным, но, по сути, неизменным процессом в исследовании и понимании прошлого. Эти две цели, исследование и понимание, являются основными причинами, по которым археологи считают необходимым постоянно совершенствовать свои методы раскопок и улучшать качество своей документации. Внимание к методам раскопок и получение все более точной документации неизбежно влечет за собой затраты времени и внимания на эти аспекты процесса. По сути, это те обстоятельства, которые в 2004 году привели автора этой статьи к тому, что он в своей научной роли в Лаборатории ландшафтной археологии и дистанционного зондирования (LAP&T) Сиенского университета начал эксперименты с новыми способами документирования доказательств раскопок. В период с 2004 по 2006 год в сотрудничестве с компанией Leica Geosystems была проведена серия испытаний с использованием лазерного сканирования. Контекстом послужили длительные археологические раскопки на месте римской виллы, которая позже превратилась в большую раннехристианскую церковь в Паве в долине Ассо на юге Тукани. Первоначальные результаты были положительными, но по мере того, как раскопки увеличивались в размерах, вскоре стало ясно, что эта система неустойчива в долгосрочной перспективе по целому ряду причин, включая относительно низкую скорость получения данных, большое количество станций, необходимых для ограничения частоты окклюзий, а также трудоемкие процедуры постобработки и т. д.



С целью преодоления этих ограничений в 2007 году было начато сотрудничество с Фабио Ремондино из FBK Trento и с коммерческой компанией Zenith, чтобы проверить потенциал фотограмметрии БПЛА в регистрации постепенно увеличивающейся площади раскопок (Campana et al., 2008; Remondino et al., 2011). Конечная цель состояла в том, чтобы разработать полный рабочий процесс, от планирования до 3D-моделирования, картографирования слоев и объемов, чтобы добиться полуавтоматического создания 3D и четырехмерной (4D) документации археологических раскопок. Основными характеристиками процесса были предусмотрены скорость, надежность, точность, стандартизация и удобство для пользователя. В дополнение к потенциальной применимости к любому археологическому контексту, с самого начала считалось само собой разумеющимся, что любая эффективная работа, начатая в контексте раскопок в Паве, может сыграть важную роль в более широком контексте планирования и спасательной археологии, в рамках которой часто возникает необходимость документировать большие площади поверхности за относительно короткий период.



В дополнение к сокращению рабочего времени на местах, фундаментальная «добавленная стоимость» такого трубопровода, в качественном отношении, будет заключаться в разработке легко применимых стандартных процедур к широкому спектру археологических контекстов, что приведет к повышению ожидаемого качества и однородности итоговой документации. Платформа БПЛА, предоставленная компанией Zenith, представляла собой систему Microdrones md4–200, оснащенную компактной камерой Pentax (рис. 5). К сожалению, проблемы, возникшие в первые годы тестирования, как правило, перевешивали преимущества результатов. Трудности возникали почти на каждом этапе процесса. Воздушная платформа имела серьезные проблемы с надежностью и работоспособностью даже при умеренном ветре, в то время как датчик был ограничен относительно низкой подъемной силой БПЛА до нескольких легких компактных камер, ни одна из которых не была способна записывать несжатые (RAW) файлы. Эти ограничения значительно усложняли процессы обработки данных и 3D-моделирования.

Рисунок 5. По часовой стрелке сверху слева. Микродроны md4–200 БПЛА; цифровая модель местности (ЦМР) раскопок в Паве по результатам фотосъемки с дрона, созданная Фабио Ремондино с использованием собственного программного обеспечения ETH Zurich; аэрофотосъемка на раскопках Павы; деталь камеры, использованной при съемке. Эта фотография доступна в цвете онлайн на сайте wileyonlinelibrary.com/journal/arp

Рисунок 6. По часовой стрелке сверху слева. Гексакоптер Aibot X6; обработка изображений с помощью программного обеспечения Agisoft PhotoScan Pro; обзор векторного чертежа, наложенного на ортофотоснимок в геоинформационной системе (ГИС) проекта; деталь векторного рисунка; аэрофотоснимок с дрона, фиксирующий состояние земляных работ в конце сезона 2013 года. Эта картина доступна в цвете онлайн на сайте wileyonlinelibrary.com/journal/arp

Дрон может управлятьсякак вручную, так и автономно, в том числе взлетно-посадочной и посадкой с помощью встроенной навигационной системы GPS. Существенным преимуществом дрона Aibot является его повышенная устойчивость к изменениям атмосферных условий, в частности ветра, что делает систему гораздо более универсальной для использования в различных видах археологических работ. Обтекатель из углеродного волокна защищает шесть несущих винтов от возможных повреждений, что позволяет самолету работать в пространственно ограниченных средах и на низких уровнях с очень высокой степенью надежности.



В рамках этой установки можно выбрать любой тип камеры (в пределах 2 кг полезной нагрузки БПЛА). Крепление камеры сводит к минимуму вибрацию, которая может передаваться на матрицу, что позволяет получать цифровые изображения с точной фокусировкой и хорошей глубиной захвата. Настройка системы происходит очень быстро; не более чем через несколько минут он готов к полету. Полезная нагрузка и стабильность БПЛА позволяют использовать как зеркальные, так и беззеркальные камеры, производящие изображения очень высокого качества.




Эта система использовалась в 2013, 2014 и 2015 годах для регистрации хода раскопок в Санта-Марте. Документация по открытому месторождению, составляющая около 700 м2 из общей протяженности 2000^м2 экспозиции, была достигнута менее чем за два часа работы в каждом случае, включая сопутствующую топографическую съемку на местности. Уровень детализации снимков, повторяемость успешных снимков, соответствующих одним и тем же основным параметрам, и высокая скорость сбора фотограмметрического охвата сделали этот комплекс приборов особенно подходящим для многократного документирования участка раскопок по ходу работ.



Для оптимизации процесса 3D-перекодирования, конечно, необходимо интегрировать аэрофотосъемку, полученную с помощью дрона, с документацией, созданной с помощью тахеометра на уровне земли; в противном случае необходимо было бы предпринимать новые действия всякий раз, когда была бы выявлена новая характеристика или стратиграфическая единица, что сделало бы процесс неустойчивым с практической точки зрения.


Это не проблема, так как любой современный археолог может быстро научиться получать (и геолоцировать) наземные фотографии для фотограмметрических целей, используя камеру и объектив относительно среднего качества.



Изображения, полученные с дрона, были обработаныс помощью недорогого полуавтоматического фотограмметрического пакета Agisoft Photoscan Pro (http://www. agisoft.ru). Программное обеспечение, как и следовало ожидать, требует полного покрытия зоны съемки с перекрытием не менее 60% между кадрами (гарантируя, что каждая часть области будет покрыта как минимум тремя изображениями внахлест), а также геолокацию соответствующих опорных точек на уровне земли с помощью съемки тахеометра.



В этом виде записывающей работы важно определить последовательный этап работы с постоянным уровнем точности, если мы хотим получить надежную документацию, в которой пространственные отношения между слоями и особенностями должным образом выражены, особенно при работе с последовательными эпизодами записи на месте. Учитывая эту предпосылку, программное обеспечение PhotoScan предоставляет мощный инструмент для интеграции различных облаков точек для создания диахронических моделей, что очень полезно при археологических исследованиях и распространении. Например, часть территории бань, которая была раскопана в Санта-Марте в 2013 году, была затем закрыта в целях консервации, что дало возможность в следующем году обследовать только ту территорию, которая была недавно раскопана во время кампании 2014 года. Перенос репортажа с раскопок 2013 года был сочтен слишком трудоемким и дорогостоящим, поэтому у археологов не было возможности увидеть или зафиксировать всю раскопанную территорию одновременно. Тем не менее, оказалось возможным создать модель всей территории, открытой в течение успешного сезона полевых работ, путем интеграции различных наборов данных, полученных в 2013 и 2014 годах. Каждое облако точек сначала было «очищено» путем удаления точек из областей, которые перекрывались друг с другом. Затем с помощью программного обеспечения PhotoScan была создана единая сетка для всей области. Полученный ортофотоплан показан на рисунке 7.



Следующим этапом работы стало нанесение текстурных карт на полигональные сетки и создание ортофотопланов каждой области (рис. 8). Документация, полученная на каждом этапе, использовалась для создания векторной графики каждого стратиграфического и структурного контекста. Ортофотопланы были импортированы в (2D) географическую информационную систему (ГИС), используемую для хранения и управления информацией, собранной в ходе последовательных этапов раскопок. Высокая точность, достоверность и разрешение аэрофотоснимков позволили сделать чертежи каждого слоя и элемента в мельчайших подробностях и за меньшее время, чем это было бы возможно при традиционных измерениях и чертежах на месте. Однако здесь важно подчеркнуть, что работа в Паве, а точнее в Санта-Марте, всегда предусматривала тесную интеграцию между работой на месте и работой в лаборатории. Это ни в коем случае не должно быть линейным и стерильным отношением, но таким, которое включает в себя непрерывную обратную связь в обоих случаях маршрутов между полем и лабораторией.

Рисунок 7. Ортофотомозаика двух смежных участков съемки, выполненная путем объединения результатов фотосъемки беспилотного летательного аппарата (БПЛА) и коллекционирования во время отдельных раскопок в Санта-Марте. Обратите внимание на сравнение с изображением слева внизу на рисунке 6, на котором структура апсиды в левом верхнем углу на этом изображении еще не была раскопана. Эта картинадоступна в цвете онлайн на сайте wileyonlinelibrary.com/journal/arp

Рисунок 8. Фотомозаика, сделанная с помощью беспилотного летательного аппарата (БПЛА) во время двух разных раскопок в Санта-Марте. Обратите внимание на сравнение с изображением слева внизу на рисунке 6, на котором апсида (в верхней части этого изображения) еще не была раскопана. Эта картина доступна в цвете онлайн на сайте wileyonlinelibrary.com/journal/arp

В настоящее время проект ГИС в Санта-Марте использует MeshLab (http://meshlab.sourceforge.net/) для управления 3D-моделями стратиграфических контекстов. Это позволяет управлять большим количеством данных об отдельных слоях и объектах, отображать или скрывать их по мере необходимости, реализовывать измерения в режиме реального времени и (например) изменять направление освещения в цифровой 3D-среде. Таким образом, археологи, участвующие в проекте, могут изучать археологические данные в 3D, а также обращаться к традиционной ГИС (подробное описание этих операций см. в Sordini et al., 2016). Этот вид работы, основанный как на БПЛА, так и на наземной фототограмметрии, также может быть использован для облегчения традиционного 2D-картографирования и управления данными ГИС, а также для 3D-векторного рисования (см., например, Dell'Unto, 2014).



Трехмерная съемка памятников и исторических зданий



Обследование археологических памятников и исторических зданий с помощью БПЛА было одним из самых популярных применений с первых дней их появления в археологии и управлении наследием. Исследовательская группа из Швейцарской высшей технической школы Цюриха, например, сосредоточила большую часть своих ранних экспериментов на культурном наследовании в целом, а также на отдельных местах и памятниках, в частности, на стоянке майя в Копане в Гондурасе, где Храм 22 был записан в окружающем его контексте (Remondino et al., 2009). Другой важный проект был посвящен записи средневекового замка в Ланденберге в Швейцарии (Pueschel et al., 2008). В дальнейшем было много примеров такого рода применения, например, компанией LAP&T в Тоскане (Campana et al., 2008; Campana et al., 2009), 3DOM и Fondazione Bruno Kessler (Remondino et al., 2011; Fiorillo et al., 2013a), Туринским политехническим институтом (Chiabrando et al., 2011) и различными частными компаниями.



Из накопленного к настоящему времени опыта можно выделить некоторые общие отзывы. Первый аспект касается выбора воздушной платформы для начала работы над записью. В то время как БПЛА с гибким крылом очень эффективны при съемке больших территорий для создания ортофотопланов, карт и 3D-моделей ландшафта, мультироторные системы больше подходят для регистрации отдельных участков и памятников из-за их внутренних характеристик. Мультикоптеры могут регистрировать как горизонтальные, так и вертикальные или наклонные поверхности с одинаковой легкостью, как это требуется при моделировании фасадов и архитектурных деталей. Еще одной общей чертой работы с этими приложениями является необходимость комплексирования результатов съемки БПЛА с помощью наземной фотограмметрии и лазерного сканирования. Среди основных преимуществ, отмеченных в научной фантастической литературе до сих пор, - относительная скорость, экономия средств, уровень точности и способность фиксировать элементы, которые не видны с земли или с доступных точек обзора (крыши, архитектурные детали и стратиграфические отношения и т. д.).



Очень важной особенностью, более подробно изученной позже, является присущая всем формам аэрофотосъемки способность помещать отдельные памятники и исторические здания в летопись их непосредственного окружения, тем самым признавая и передавая существенную связь между архитектурными сооружениями и городским или сельским ландшафтом, в пределах которого они находятся (рис. 9). Без сомнения, многие читатели испытали неприятное чувство отчуждения, которое может быть вызвано превосходными 3D-моделями, представленными в виртуальном пространстве, полностью лишенном информации об их оригинальном (или даже настоящем) окружении. Это, безусловно, должно послужить толчком к тому, чтобы выйти за рамки простого измерения и 3D-представления полученных данных (со всеми их известными преимуществами в мониторинге, измерении и автоматическом добавлении пл., профилей и сечений) и перейти к более аналитическому и критическому подходу в использовании и интерпретации 3D-документации. Не только для отдельных структур, но и для непосредственного окружения, которое составляет существенную часть их существования.



Обследование археологических памятников и ландшафтов



Уже упоминалось, что топографическая съемка и цифровое представление объектов иландшафтов занимают важное место среди результатов применения БПЛА в рамках изучения наследия. Конечной целью в этих случаях является получение подробных карт или 3D-моделей местных ландшафтов и археологических памятников, которые находятся в их пределах. Такой масштаб ландшафта до недавнего времени оставался неуловимой целью. В прошлом первая тотальная съемка, затем съемка на основе GPS и конечное лазерное сканирование обеспечивали последовательные подходы к регистрации таких ландшафтов. Однако картографирование ландшафтов с помощью этих приборов оказалось очень трудоемким и дорогостоящим. Кроме того, инструментам часто не хватало высокой детализации, а используемые инструменты не позволяли добавить текстуру к достигнутым результатам.

Рисунок 9. Беспилотный летательный аппарат (БПЛА) обследует храмы и древний город Пестум. Италия (любезно предоставлено Фабио Ремондино и 3DOM FBK Trento). Этот отчет доступен в цвете в Интернете по адресу wileyonlinelibrary.com/journal/arp

Тем не менее, традиционная аэрофотосъемка, помимо того, что была очень дорогой, не всегда была способна (в зависимости от размера задействованных объектов) обеспечить максимальную детализацию для их обнаружения и изображения. На этом фоне, без конкретных примеров, нет никаких сомнений в том, что 3D-запись с помощью дронов заполняет методологический пробел в процессе археологического картирования. В литературе сообщалось о многочисленных тематических исследованиях, начиная примерно с 2005 года. Первоначально их основной целью было тестирование новых технологических разработок и проверка технического качества и точности результатов исследования (Bendea et al.2007; Lambers et al.2007; Remondino et al.«М.», 2011; Fiorillo et al., 2013б; Caldarelli andC eccaroni, 2013). Однако, по мнению автора, последние публикации демонстрируют зрелый подход, прежде всего в составе исследовательских коллективов, которые больше не состоят почти исключительно из ученых и инженеров, но также археологи извлекают выгоду из наличия/внедрения. Кроме того, современные реализации систем БПЛА в настоящее время имеют тенденцию формировать части комплексной стратегии, направленной в первую очередь на ответы на археологические вопросы (Brenningmeyer et al., 2016; Sonnemann et al., 2016). В заключение, результаты, достигнутые в последние годы, ясно продемонстрировали необычайную скорость и эффективность съемки с помощью беспилотных летательных аппаратов при создании изображений и карт с высоким разрешением; другие аспекты включают высокий уровень точности, который может быть достигнут, и преимущества, которые дает доступ к 3D-изображениям со всем аналитическим потенциалом, который они предоставляют. Преимущества этого типа картографирования рельефа при таком масштабе детализации к настоящему времени очевидны и убедительны, во многих случаях они являются анахронизмом систем, которые использовались всего несколько лет назад.



Поисковая съемка и воздушная разведка



В то время как исследовательские работы, направленные на лучшее понимание уже известных мест и объектов, представляют собой очень сложную область работы, опирающуюся на широкий спектр методов и платформ (Verhoeven, 2009a), поисковая съемка с использованием БПЛА является инновацией, которая непосредственно связана с динамической характеристикой этой конкретной формы платформы (Brenningmeyer et al., 2016). Основными новшествами по сравнению с использованием легких самолетов в традиционной воздушной разведке являются повышенная экономическая эффективность, высокое геометрическое разрешение, беспрецедентные возможности получения данных в широком диапазоне различных условий окружающей среды и местности (освещение, сезонность, землепользование, морфология и т.д.) и охват в «новом» масштабе детализации, заполняющий реальный пробел в предыдущей методологической работе. Действительно, в такого рода обследовании основные затраты заключаются в первоначальной покупке БПЛА, при этом последующих затрат на управление или техническое обслуживание немного, за исключением случайной замены движущихся частей, подверженных износу (или случайному повреждению).



Беспилотные летательные аппараты с неподвижным крылом частично подходят для такого рода разведочной разведки, могут охватывать относительно большие площади, до 300 гектаров в сутки. С технической точки зрения, нет никаких причин, по которым этот масштаб покрытия нельзя было бы увеличить в два-три раза, но заранее разосланные авиационные правила в большинстве стран обязывают пилота поддерживать прямой зрительный контакт с БПЛА. Однако даже в этом случае выбор наиболее подходящей платформы должен быть взвешен в соответствии с целями исследования. Успешное применение в этой области также было достигнуто с использованием мультироторных платформ (Oczipka et al., 2009; «Сконцо», 2014; Lang et al., 2016). Опыт, накопленный до сих пор, хотя и довольно ограниченный по своему охвату, опровергает некоторые из легко воображаемых возможностей метода, выявляя дальнейшие аспекты, представляющие особый или более детальный интерес. Например, исследования, проведенные в огромном кельтском поселении Хайденграбен в Германии, а также в Омане в Аль-Хашабе и в долине реки Орхон в Монголии, показали, что в дополнение к традиционным диагностическим возможностям, таким как обнаружение следов посевов и почвенных следов, существует огромный потенциал для получения фотограмметрических данных с высоким разрешением, а извлечение высококачественных ЦМР может помочь в открытии, картографировании и последующем исследовании и мониторинге микроморфологических особенностей археологических или связанных с ними объектов(Lang et al., 2016; Oczipka et al., 2009).



Микроморфологические особенности такого рода подпадают под устоявшиеся категории интерпретации аэрофотосъемки,но условия окружающей среды, в которых такие особенности становятся видимыми, в частности, случаи слабого косого освещения, ограничены определенными сезонами года, особенно осенью и зимой, а также определенным временем суток, вскоре после рассвета и непосредственно перед закатом (Piccarreta and Ceraudo, 2000; Musson et al., 2005). И наоборот, работая с цифровой 3D-моделью, полученной в менее специфических условиях окружающей среды, становится возможным моделировать любые условия, углы или направления освещения, которые будут подчеркивать микроморфологические особенности. Это также может быть сделано таким образом, чтобы угол зрения можно было изменять в режиме реального времени, точно так же, как если бы наблюдатель мог свободно перемещаться вокруг выбранной цели, что является ключевым элементом в повышении способности глаза и разума понимать физические характеристики и потенциальную археологическую интерпретацию изучаемого участка или объекта. Следует, конечно, признать, что создание и исследование 3D-моделей такого рода также возможно (правда, со значительно большими затратами) с помощью «традиционной» аэрофотосъемки с легких самолетов или даже по существующим историческим аэрофотоснимкам, если они доступны в достаточном количестве (например, картографирование горных выработок римского периода в Испании, см. Verhoeven et al., 2012).



Традиционная аэрофотосъемка (с использованием оптических датчиков, работающих в видимом электромагнитном спектре) имеет среди своих основных ограничений необходимость работы в течение достаточно короткого времени в сочетании с невозможностью контролировать все (или какие-либо) переменные, определяющие успех или неудачу: геологию, почвоведение, микроклимат, модели сельского хозяйства, методы ведения сельского хозяйства и историческое развитие ландшафтов и т. д.В 1975 г. Джонс и Эванс (Jones and Evans, 1975) могут быть уверены в том, что археологические памятники будут скрыты под землей. В результате, обнаружение археологических следов с помощью аэрофотосъемки в значительной степени зависит от случайности (Campana, 2016a).



Важным вкладом в расширение текущих временных окон и снижение влияния случайности на результаты воздушной разведки (тем самым усиливая диагностический потенциал фотографики) может стать измерение и анализ невидимых участков электромагнитной спецификации. Системы беспилотных летательных аппаратов предлагают археологическому сообществу возможность оснащения платформ не только оптическими системами, работающими в видимом диапазоне, но и датчиками, собирающими данные в невидимых частях спектра. Ключевые эксперименты в этой области были проведены кафедрой археологии Университета Ген Т. в Бельгии. В данном случае данные были получены с помощью вертолета. Исследования проводились в основном в рамках проекта «Долина Потенца» в центральной Италии, долгосрочного сотрудничества, которое объединяет широкий спектр исследовательских методологий, включая поверхностную съемку, геоархеологическую съемку, геофизическую разведку и археологические раскопки (Vermeulen et al., 2006). В данном случае матрица была стандартной зеркальной камерой, которая была модифицирована для регистрации ближней инфракрасной части электромагнитного спектра (Verhoeven, 2008). В целом, результаты показали, что использование различных полос в сочетании привело к значительному улучшению видимости археологических объектов, в некоторых случаях даже позволив восстановить следы, которые в противном случае были бы совершенно невидимыми. Эта ситуация была проверена не только для следов на полях, но и для следов почвы (Verhoeven, 2012). Недавно интересный опыт был задокументирован в Нью-Мексико группой ученых из Университета Арканзаса и северной Флориды (Casana et al., 2014). Тематическое исследование было проведено в общине Blue J периода Чако на северо-западе Нью-Мексико. Представлен метод получения тепловизионных изображений высокого разрешения с помощью беспилотного летательного аппарата, а также для эффективной обработки и ортотрансформирования изображений с помощью фотограмметрического программного обеспечения. Результаты ясно показывают размеры и организацию большинства жилых объектов, которые можно легко нанести на карту, и выявляют ранее недокументированные архитектурные особенности. Тем не менее, использование беспилотных летательных аппаратов для такого рода экспериментальных работ с инфракрасными или мультиспектральными изображениями все еще находится на ранней стадии разработки, и несколько инновационных проектов, находящихся в стадии реализации, несомненно, будут опубликованы в ближайшие годы.



Археология под пологом леса



Со второй половины ХХ века топографические исследования в области археологии возросли в количестве и сложности как в Средиземноморском регионе, так и в других частях Европы. В настоящее время исследованы миллионы гектаров открытого ландшафта, и наше понимание моделей расселения, сельского населения, производственных систем, а также крупномасштабных и местных торговых моделей значительно улучшилось по сравнению с прошлым. Было опубликовано несколько дискуссий о преимуществах и ограничениях такого рода исследовательских работ [например, Campana (2009) или более недавно Campana (2016b)]. Тем не менее, лесные массивы по-прежнему представляют собой очень сложную среду для проведения археологических исследований. Доля ландшафта, скрытого под древесным покровом той или иной плотности, очень велика – около 45% от общей площади суши, например, в Италии и Средиземноморье в целом (FAO, 2006). Эта проблема усугубляется тем, что эти районы распределены неравномерно во всех поселений, а в основном сосредоточены в горных и холмистых районах (Blondel et al., 2010). В этом контексте Фернан Бродель (1949) на первых страницах своего монументального труда о Средиземноморье жалуется на неравномерное географическое распределение исторических исследований. Более 30 лет спустя Грэм Баркер в предисловии к своей монографии о долине Биферно (Barker, 1995) вторит Броделю, повторяя, что в последующие годы ландшафтные съемки все еще не были сосредоточены на низменных участках в ущерб возвышенностям. Сегодня, спустя 20 лет после публикации «Долины Биферно», это по-прежнему в значительной степени относится и к Средиземноморью, несмотря на несколько заметных исключений. Причины, с чисто археологической точки зрения, следует искать в физическом совпадении между «высокогорьем» и «лесом», а также в относительном отсутствии методов археологических исследований для изучения внутренних характеристик лесистых районов. Действительно, в этих более или менее труднодоступных средах, непригодных для возделывания земли и, следовательно, не нарушенных движением почвы в последние столетия, полевые исследования совершенно неэффективны, как и большинство других подходов, используемых археологами в более открытых районах. Только аэрофотосъемка может претендовать на ограниченный успех в этих высокогорных районах, да и то только на самых высоких участках, где лесной покров менее густой, а в некоторых случаях и вовсе отсутствует (Cosci, 2013). Образно говоря, лесные массивы представляют собой огромную «дыру» в ландшафтной археологии, создавая пустоту аналогичных пропорций в нашем понимании ландшафтов прошлого. Примерно с начала нынешнего тысячелетия все более широкое использование датчика LiDAR для топографического картографирования и археологических исследований открыло новые возможности для изучения ранее незарегистрированных археологических объектов, сохранившихся под пологом леса.



За последние 10 лет или около того было применено достаточное количество лазерных локаторов для археологических целей, и в настоящее время широко признано, что этот метод представляет собой наиболее эффективную систему для исследования лесистых районов (а в некоторых отношениях и открытых пастбищ). Это побудило автора, в рамках его собственной исследовательской работы в качестве стипендиата Марии Кюри в Кембриджском университете в Великобритании, составить довольно подробный обзор проектов, в которых активно использовалась съемка LiDAR для конкретных археологических целей не только в Средиземноморье, но и в других частях Европы в целом (рис. 10).



Результат показывает некоторые интересные тенденции и некоторые столь же очевидные ограничения в применении технологии LiDAR в археологии. Особенно заметно отсутствие тематических исследований в Средиземноморье, на долю которого приходится лишь 25% исследовательских проектов, остальные находятся в альпийской зоне, в Центральной или Северной Европе или в Британии.

Рисунок 10. Распространение в Средиземномморе, в континентальной Европе и в Великобритании поисков LiDAR в рамках археологических проектов. Размер кругов пропорционален размеру съемки в квадратных километрах. Этот документ доступен в цвете онлайн по адресу wileyonlinelibrary.com/journal/arp

Общая картина еще хуже, если анализ выражается в терминах протяженности исследуемых областей. Исходя из этого, вклад Средиземноморья снижается до чуть более 2% (5 292 301 га в Континентальной Европе и Великобритании против 118 660 га в Средиземноморском регионе). Основная причина отсутствия тематических исследований по всему Средиземноморью – в тех случаях, когда большинство проектов на практике не достигают заявленных целей, дело не в археологических школах мысли или других формах культурных предубеждений, и даже не в наличии или отсутствии финансирования исследований. Причина кроется в характере и густоте растительности, а также в наличии густого кустарника на многих участках. Традиционные системы LiDAR, основанные на воздушных платформах, до сих пор были существенно неэффективны в таких ситуациях, где бы они ни находились в Европе, за исключением недавних исследований, проведенных с использованием данных высокого разрешения в Хорватии (Doneus et al., 2015). Справедливо отметить, что данные LiDAR были получены для конкретных археологических целей только в нескольких случаях; даже в этом случае процесс редко находится под полным контролем археолога, который в большинстве случаев может указать только желаемое разрешение на местности (которое зависит от таких факторов, как тип используемого датчика, скорость подъемной платформы, высота полета и т. д.), в то время как технические специалисты сохраняют контроль над всеми остальными параметрами, такими как угол сканирования, количество обратных импульсов, тип датчика, скорость полета и даже время года, когда проводятся работы по сканированию (Opitz and Cowley, 2012; Оптиз, 2016).



Несмотря на эти предостережения, нельзя отрицать, что платформы БПЛА представляют собой инновацию, представляющую величайший интерес, как для проведения аэрофототограмметрии на малых высотах, так и для быстрой разработки легких систем LiDAR, разработанных специально для таких платформ. Съемка на малых высотах, конечно, не может проникнуть в плотную средиземноморскую зону, чтобы обеспечить правдивую запись ландшафта под пологом леса (рис. 11). Есть, однако, несколько промежуточных ситуаций, в которых она, возможно, могла бы сыграть интересную роль. Некоторые виды основных культур могут быть достаточно «открытыми», чтобы дать полезные результаты, например, оливковые рощи и виноградники, где в дополнение к цветовым различиям (не всегда легко различимым из-за типично не непрерывного рисунка почвенного покрова) метрическая обработка фотограмм может сыграть значительную роль за счет создания костюма DTM с высоким разрешением способен к выявлению микроморфологических особенностей.



В случае более плотного средиземноморского древесного покрова комбинация платформ БПЛА и легких датчиков LiDAR может обозначить значительный поворотный момент. Главным новшеством в данном случае является способность археолога определять пространственное разрешение до 200 точек/м2 (а также все остальные параметры приобретения). Недавние исследования показали, что минимальное разрешение для археологических раскопок составляет 8 точек/^м2, а для голой почвы или очень редких растительных пологов — 16 точек/м2 (Optiz, 2016). Самое высокое разрешение, достигнутое до сих пор в археологическом контексте, составило 64 точки/м2 с помощью тихоходного вертолета на холме Тара и на прибрежном острове Скеллиг-Майкл в Республике Ирландия (Corns and Shaw, 2012).

Рисунок 11. Изображение облака точек, полученного датчиком LiDAR (серый) и эквивалентный световой сигнал, полученный фотограмметрической съемкой (черный).

На данный момент нет информативных публикаций на тему захвата LiDAR с помощью БПЛА для обнаружения археологических объектов под густым пологом леса. Недавно автор в рамках своей исследовательской работы Emptyscapes в Университете Нью-Йорка Кембридж инициировал тестовый полет в сотрудничестве с компаниями Microgeo (Флоренция, Италия) и RIEGL Laser Measurement Systems (Хорн, Австрия) на небольшом участке густого леса в регионе Маремма на юге Тосканы. Район характеризуется типичной средиземноморской ранейской растительностью с густым покровом в основном из зеленых деревьев и подлогом молодых деревьев, кустарников и травянистых растений (рис. 12).

Рисунок 12. По часовой стрелке сверху слева. Общий характер исследуемой области между Розеллом и Гроссето в южной Тоскане; Беспилотный летательный аппарат Ri-copter RIEGL во время съемки LiDAR; деталь легкого прибора LiDAR RIEGL; Ри-коптер, готовящийся к взлету; и БПЛА, переносимый в район взлета. Эта фотография доступна в цвете онлайн на сайте wileyonlinelibrary.com/journal/arp

Хотя результаты все еще находятся на стадии детального анализа, представляется вероятным, что в этом случае оказалось возможным исследовать растительность и выявить ряд потенциальных археологических особенностей под затемняющим пологом. Потенциал такого рода исследования LiDAR с помощью дронов кажется большим, но путь к его регулярному и успешному применению все еще может быть долгим.



Заключительные мысли



Несмотря на то, что различные системы беспилотных летательных аппаратов существуют менее десяти лет назад и все еще находятся на экспериментальной стадии, археологи и прикладные ученые уже обнаружили множество археологических применений, в которых воздушные платформы такого рода могли бы играть важную и инновационную роль. Масштаб детализации, в которой работают БПЛА, всегда был несколько проблематичным – относительно ограниченным по сравнению с традиционными системами, основанными на обычной аэрофотосъемке или аэрофотограмметрии, но относительно большим по сравнению с наземными системами обнаружения, такими как тахеометр, глобальная навигационная спутниковая система (GNSS) и наземное лазерное сканирование. В некотором смысле, однако, беспилотные летательные аппараты дают возможность заполнить пробел в эффективном диапазоне и детализации низковысотной съемки, обеспечивая эффективный охват от 20 до 200 м над уровнем моря и способность получать данные для ландшафтных зон площадью от менее гектара до 300 гектаров в день.



Геометрическое разрешение, которое может быть получено, является беспрецедентным, что позволяет получать изображения отличного качества как для интерпретации аэрофотоснимков, так и для 3D-моделирования. Еще один аспект, представляющий большой интерес, заключается в способности БПЛА подниматься в воздух в кратчайшие сроки, практически в любом месте и практически в любое время суток и года, увеличивая то, что можно назвать «временным разрешением» прибора. Этот объект, по сравнению с различными сложностями, связанными с арендой традиционных световых аппаратов из, возможно, отдаленных воздушных зон, предоставляет совершенно новые возможности для съемки с высоким разрешением, разведки и мониторинга ландшафта, в некоторых случаях также обеспечивая доступ к областям или объектам, недоступным с земли. Эти характерные черты открывают новые сценарии не только для мониторинга отдельных объектов или памятников, но и для сохранения археологических памятников в целом в ответ на многочисленные мероприятия и предложения по развитию, которые ежедневно угрожают культурному наследию. Возможность разработки высокоточных 3D-моделей памятников и археологических объектов, в том числе очень значительных размеров (как в Пестуме) новые перспективы для записи и совместного сохранения Всемирного наследия. В случае экологических или других драматических событий и стихийных бедствий получение данных с помощью БПЛА позволит создавать цифровые 3D-изображения фактической экологической обстановки в пострадавшем населенном пункте, помогая в спасательных или разведывательных работах и выступая в качестве агентов для сохранения памяти. Следует подчеркнуть, что это сложные вопросы, требующие специального анализа. Факторы риска не ограничиваются военными сценариями и терактами. Более важную роль могут играть и другие факторы, в том числе, например, интенсивное сельское хозяйство, новое строительство, промышленная деятельность и развитие инфраструктуры, а также естественная эрозия и систематическое разграбление. Еще одним важным аспектом является стоимость оборудования. В последние годы эти первоначальные затраты резко снизились, хотя покупка системы профессионального уровня, оснащенной высококачественными датчиками и обеспечивающей высокую надежность и хорошую устойчивость к изменяющимся условиям окружающей среды, по-прежнему требует значительных финансовых инвестиций. При этом скорость опроса и качество данных настолько высоки, что они быстро окажутся экономически эффективными при соотношении вложенных ресурсов и достигнутых результатов. После соответствующего обучения и получения необходимых разрешений, большинство доступных в настоящее время систем БПЛА относительно просты в использовании. Тот факт, что изыскательские работы во многих случаях могут быть эффективно и безопасно выполнены одним человеком, является еще одним фактором баланса между первоначальными капиталовложениями и последующими эксплуатационными расходами.



Тем не менее, есть еще несколько важных проблем, которые необходимо преодолеть, хотя большинство из них уже находятся на пути к решению. Дроны в большинстве случаев сильно зависят от погоды и особенно подвержены влиянию ветра или порывистого ветра. Во многих случаях необходимо улучшить грузоподъемность, а также устойчивость к неидеальным погодным условиям и относительно слабый бортовой «интеллект» многих из доступных платформ – лишь немногие дроны обладают сколько-нибудь значительной способностью самостоятельно реагировать на переменчивые ветровые условия или наличие неподвижных или движущихся препятствий, лежащих за пределами прямой видимости пилота. В этих смыслах автономность и надежность, которые сильно варьируются в зависимости от типа и стоимости БПЛА, представляют собой ключевые соображения для потенциальных пользователей, особенно на начальных этапах разработки исследования. Надежность также должна быть фактором, который напрямую связан с поиском безопасности эксплуатации: серьезные аварии, к счастью, случаются редко, но они случаются, и любая форма ненадежности может стать фактором, способствующим будущим событиям такого рода. Помимо ответственного поведения и соблюдения профессиональной этики, необходимо скрупулезно обратить внимание на правила, действующие на момент и в месте действия – правила, к сожалению, могут быть довольно неравномерными и несогласованными между одной страной или контекстом и другой.



В конечном счете, основная методологическая новизна БПЛА, помимо чисто технических инноваций, заключается в их способности предоставить археологам возможность осуществлять прямой и независимый контроль над всеми аспектами процесса исследования: платформой, датчиками и последующим процессом получения данных. Эта способность контролировать процесс даст исследователю свободу разработки приложений и программ работы, которые непосредственно связаны с формулированием и ответами на конкретные археологические вопросы, не имея возможности иметь дело (помимо нормативной базы) с какими-либо неархеологическими посредниками. Появление беспилотных летательных аппаратов и их растущая способность переносить различные виды датчиков представляет собой крупный прорыв, который в важных аспектах может произвести революцию в будущем потенциале археологических исследований, интерпретации и решения проблем.



Подтверждения



Исследование для этой статьи было бы невозможно без финансовой поддержки со стороны Марии Кюри в рамках проекта «Пустые ландшафты» (FP7-PEOPLE-2013-IEF n. 628338) и проекта «Культура 2007 ArchaeoLandscpes Europe» (Соглашение о гранте No 2010/1486/001-001).

Автор в долгу перед многими людьми, которые сотрудничали с Лабораторией ландшафтной археологии и дистанционного зондирования (LA&T), делясь источниками и ноу-хау. Особая благодарность д-ру Фабио Ремондино и компании 3DOM (FBK), которые руководили первыми шагами в 2007 году и разделили долгий и непрерывный путь исследования.

Искренняя благодарность также Даниэле Сарацци и ООО «Зенит», которые в период с 2007 по 2012 год щедро предоставили БПЛА Microdrones md4-200, что дало автору возможность разработать инновационные системы документирования археологических раскопок. Благодарим также компанию Leica Geosystems из Флоренции.

Дочерняя компания Сиенского университета, ATS Ldt, сыграла решающую роль в разработке технологии регистрации раскопок. Компания и, в частности, д-р Франско Периччи и д-р Маттео Сордини приняли участие в пилотировании гексакоптера Aibot X6 и выполнили постобработку полученных данных, активно участвуя в обсуждении результатов и улучшении конвейера.

Спасибо также компании Microgeo Ltd и, в частности, Симоне Орландини, а также компании RIEGL Laser


Измерительные системы, предоставляющие возможность тестирования легкого БПЛА RIEGL.


Автор выражает признательность Управлению гражданской авиации Италии (ENAC) и, в частности, инженеру Алессандро Карди и инженеру Риккардо Делизе за их постоянную доступность, поддержку и опыт.


Наконец, автор должен поздравить своего друга и коллегу Криса Муссона из Уэльса с тем, что он превратил прерывистый первоначальный текст в этот блестящий образец англоязычного искусства и искусства.

Ссылки



Баркер Г. 1995. Средиземноморская долина: ландшафтная археология и история анналов в долине Биферно, издательство Лестерского университета

Бендеа Х., Кьябрандо Ф., Тоноло Ф.Г., Маренчино Д. 2007. Картографирование археологических зон с помощью недорогого БПЛА. Испытательный полигон Augusta Bagiennorum. AntiCIPAting the Future of the Cultural Past, Материалы XXI Международного симпозиума CIPA 2007, 1–6 октября 2007 г., Афинс, Греция.

Блондель Дж., Аронсон Дж., Бодиу Дж.Ю., Бёф Г. 2010. Средиземноморский регион. Биологическое разнообразие в пространстве и времени. Издательство Оксфордского университета: Оксфорд.

Бренннингмейер Т., Курелис К., Катсарос М. 2016. Проект Лидорики: Малая высота, серийная фотография, ГИС и традиционная съемка в сельской местности Греции. В CAA 2015 Keep the Revolution Going, Кампана С., Скопиньо Р., Карпентьеро Г., Чирилло М. (ред.), Труды 43-й CAA, 30 марта – 2 апреля 2015 г., Сиена, Италия. Archaeopress Publishing: Oxford: Oxford; 979–988.

Campana S. 2009. Обнаружение археологических памятников и картографирование: Некоторые мысли о различных масштабах детализации и археологической «невидимости». В книге «Видение невидимого», Кампана С., Пиро С. (ред.). Taylor & Francis: Лейден; С. 5–26.

Кампана С. 2016 а.Археология, дистанционное зондирование. В Энциклопедии геоархеологии, Гилберт А.С. (ред.). Springer: Dordrecht.

Кампана С. 2016b. Зондирование сельских пейзажей. Третья волна археологии в Средиземноморье. В археологии в эпоху восприятия. В , Форте М., Кампана С. (ред.). Спрингер: Нью-Йорк.

Кампана С., Сордини М., Ремондино Ф. 2008. Интеграция геоматических методов для цифрового документирования объектов наследия. Материалы 1-го Международного семинара Европейской ассоциации лабораторий дистанционного зондирования (EARSeL) на тему «Достижения в области дистанционного зондирования для археологии и управления культурным наследием», 30 сентября – 4 октября 2008 г., Рим, Италия.

Кампана С., Сордини М., Рицци А. 2009. 3D-моделирование романской церкви в Тоскане: археологические цели и геологические методы. Материалы 3-го Международного семинара по виртуальной 3D-реконструкции и визуализации сложных архитектур, 25–28 февраля 2009 г., Тренто, Италия.

Касана Дж., Кантнер Дж., Вивел А., Котрен Д. 2014. Археологическая аэрофотография: тематическое исследование в сообществе Blue J эпохи Чако, Нью-Мексико. Журнал археологической науки 45: 207–219.

Кьябрандо Ф., Некс Ф., Пьятти Д., Ринаудо Ф. 2011. Системы БПЛА и ДПЛА для фотограмметрической съемки в археологических районах: два испытания в регионе Пьемонт (Италия). Журнал археологических наук 38: 697–710. DOI:10.1016/j.jas.2010.10.022.

Корнс А., Шоу Р. 2012. Лидар и объекты Всемирного наследия в Ирландии: почему был собран такой богатый источник данных, как он используется и какие уроки были извлечены? В интерпретации археологической топографии. Воздушное лазерное сканирование, 3D-данные и наблюдение за землей, Опиц Р.С., Коули Д.К. (ред.). Oxbow Books: Ox-ford; С. 146–160.

Соавтор: М.,2013. Аэрофотосъемка в Тоскане. В полетах в прошлое. Аэрофотосъемка, дешифрирование фотографий и картографирование для археологии, Муссон К., Палмер Р., Кампана С. (ред.); 398–414. http://archiv.ub.uni-heidel-berg.de/propylaeumdok/2009/1/flights_into_the_Past_2013.pdf (по состоянию на 5 апреля 2016 г.).

Dell'Unto N. 2014. Использование 3D-моделей для внутриобъектовых исследований в археологии. В 3D-геодезии и моделировании в археологии и культурном наследии: теория и передовой опыт, Ремондино Ф., Кампана С. (ред.). BAR Международная серия. BAR Publishing: Ox-ford; С. 151–158.

Донеус М., Нойбауэр В., Студницка Н. 2003. Цифровая перекодировка стратиграфических выработок. Войдите в прошлое. Электронный путь в четыре измерения культурного наследия, Ауссерер К.Ф., Бёрнер В.,Горян и М., Карлхубер Н., Фёкль Н. (ред.), Материалы 31-й Международной конференции по компьютерным приложениям и количественным методам в археологии (CAA). Археопресс: Оксфорд; С. 451–456.

Донеус М., Донеус Н., Бризес К., Верховен Г. 2015. Воздушное лазерное сканированиеи среда Средиземноморья - Хорватские тематические исследования. В исследовательских проектах острова. Хорватское археологическое общество: Загреб 147–165.

Eisenbeiss H. 2009. Фотограмметрия БПЛА. Диссертация ETH No.18515, Институт геодезии и фотограмметрии, ETH Цюрих, Швейцария, Mitteilungen 105.

Эйзенбайс Х., Зауэрбир М., Чжан Л., Грюн А. 2005. Mit dem Modellhelikopter über Pinchango Alto. Geomatik Schweiz 9: 510–515.

Эйзенбайс Х., Чжан Л. 2006. Сравнение ЦММ, полученных на основе снимков мини-БПЛА и лазерного сканирования в области культурного наследия. Международный архив фотограмметрии, дистанционного зондирования и космических информационных наук XXXVI(5): 90–96.

ФАО. 2006. Глобальная оценка лесных ресурсов 2005 г., Доклад ФАО по лесному хозяйству 147. Рим: ФАО.

Фернан Б. 1949. La Méditerranée et le monde méditerranéen á l'époque de Philippe II, Armand Colin, Paris.

Фьорильо Ф., Хименес Фернандес-Паласиос Б., Ремондино Ф., Барба С. 2013а.3d Геодезия и моделирование археологической области Пестума, Италия. Виртуальное археологическое обозрение 4(8): 55–60.

Фьорилло Ф., Ремондино Ф., Барба С., Санториелло А., Де Вита К.Б., Казеллато А. 2013b.3D оцифровка и картографирование памятников наследия и сравнение с историческими чертежами. Труды XXIV Международного конкурса CIPA Sym-posium, 2–6 сентября 2013 г., Страсбург, Франция. ISPRS Annals of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences II(5/W1): 133–138.

Григорий Б. 1979. Разум и природа. Необходимое единство. Э..

Даттон, Нью-Йорк, с. 30–31.

Грюн, А. 2014. Комбинированное 3D-моделирование по аэрофотоснимкам БПЛА и облакам точек лазерного сканирования Mobile Mapping. Труды 14-й Международной научно-технической конференции «От снимков к карте: цифровые фотограмметрические технологии»

Гуайтоли, М., 2003. Lo sguardo di Icaro. Rome: Campisano. Ihde D. 1993. Постфеноменология. Эссе в постмодернистском контексте. Издательство Северо-Западного университета: Ev-

Энстон, штат Иллинойс.


Джонс Р.Дж., Эванс Р. 1975. Почвенные и сельскохозяйственные следы при обнаружении археологических памятников методом аэрофотосъемки. В книге «Воздушная рекогносцировка для археологии», Уилсон Д.Р. (ред.). Совет по британской археологии: Лондон; 1–11.

Ламберс К., Айзенбайс Х., Зауэрбир М. и др. 2007. Комбинированная фотограмметрия и лазерное сканирование для повторного подключения и моделирования участка позднего промежуточного периода Пинчанго-Альто, Пальпа, Перу. Журнал археологической науки 34(10): 1702–1712.

Ланг М., Беренс Т., Шмидт К., Свобода Д., Шмидт С. 2016. Полностью интегрированная система беспилотных летательных аппаратов для полуавтоматической археологической разведки. В CAA 2015 Keep the Revolution Going, Кампана С., Скопиньо Р., Карпентьеро Г., Чирилло М. (ред.), Труды 43-й CAA, 30 марта – 2 апреля 2015 г., Сиена, Италия. Издательство Archaeopress: Оксфорд; 9. 89–996.

Лиллесанд Т., Кифер Р.В., Чипман Д. 2015. Дистанционное зондирование и интерпретация изображений. Уайли: Нью-Йорк.

Хромой WF. 2016. Измерение лица прошлого и столкновение с измерением. В книге «Археология в эпоху сенсинга», Форте М., Кампана С. (ред.). Спрингер: Нью-Йорк.

Ло Брутто М., Мели., Чеккарони Ф., Казелла М. 2013. Studio delle potenzialità delle piattaforme UAV nel campo del rilievo dei Beni Culturali. В Atti della XVII Conferenza Nazionale ASITA, Рива-дель-Гарда, 5–7 ноября 2013 г.

Муссон К., Палмер Р., Кампана С. 2005. In volo nel passato. В Aerofotogra fi a e cartografia archeologica. All'Insegna del Giglio: Флоренция.

Некс Ф., Ремондино Ф. 2013. Применение БПЛА для 3D-картографирования: обзор. Прикладная геоматика 6(1): 1–15. DOI:10.1007/s12518-013-0120.

Ночери Э.,Менна Ф., Ремондино Ф., Салери Р. 2013. Точный и блочный анализ деформаций в автоматической фотограмметрии БПЛА и наземной фотограмметрии. Урок усвоен. Материалы 24-го Международного симпозиума CIPA, 2–6 сентября, Страсбург, Франция. ISPRS Анналы фотограмметрии, дистанционного зондирования и пространственной информации II(5/W1): 203–208.

Oczipka M, Bemman J, Piezonka H, et al. 2009. Малые дроны для геоархеологии в степях: Локализация и документирование археологического наследия долины Ор-хон в Монголии. Дистанционное зондирование для мониторинга окружающей среды, приложений ГИС и геологии IX: 747–806.

Оптиз Р. 2016. Воздушное лазерное сканирование в археологии: совершенствование методов и демократизация приложений. В книге «Археология в эпоху чувствительности», Форте М.,Кампана С. (ред.). Спрингер: Нью-Йорк.

Опиц Р., Коули Д.К. 2012. Интерпретация археологической топографии. Воздушное лазерное сканирование, 3D-данные и наземное наблюдение. Oxbow Books: Оксфорд.

Пиани,., 2013. La strumentazione UAV nel rilievo e nella modellazione tridimensionale di un sito archeologico. Archeomatica 1: 6–10.

Пиккаррета Ф., Сераудо Г. 2000. Manuale di aereofotografia archeologica. Методология, техника, аппликациони. Бари: Эдипулья.

Pueschel H, Sau erbier M, Eisenbeiss H. 2008. 3D-модель замка Ланденберг (Швейцария) на основе комбинированной фотограмметрической обработки наземных изображений и изображений с БПЛА. Международный архив фотограмметрии, дистанционного зондирования и наук о пространственной информации XXXVII(B6b): 93–98.

Ремондино Ф., Эль-Хаким С. 2006. 3D-моделирование на основе изображений:

Обзор. Фотограмметрическая запись 21(115): 269–291.

Ремондино Ф., Грюн А., фон Шверин Й., Эйзенбайс Х., Рицци А., Зауэрбир М., Ричардс-Риссетто Х. 2009. Мультисенсорная 3D-документация участка майя в Копане. В материалах 22-го симпозиума CIPA, Киото, Япония.

Ремондино Ф., Бараццетти Л., Некс Ф., Скайони М., Сарацци Д. 2011. Фотограмметрия БПЛА для картографирования и 3D-моделирования – текущее состояние и перспективы. В ISPRS Zurich 2011 Wor kshop, 14–16 сентября 2011 г., Цюрих. Международный архив фотограмметрии, дистанционного зондирования и наук о пространственной информации XXXVIII(1/C22): 25–31.

Ринаудо Ф., Кьябрандо Ф., Лингва А., Спано А. 2012. Археологический мониторинг объектов: фотограмма БПЛА может быть ответом. Международный архив фотограмметрии, дистанционного зондирования и пространственной информации 39(5): 583–588.

Sauerbier M, Eisenbeiss H. 2010. Беспилотные летательные аппараты для документирования археологических раскопок. Международные архитектурыфотограмметрии, дистанционного зондирования и пространственной информатики 38(5): 526–531.

Сконзо. 2014. Археологические изыскания в рамках проекта «Тюбинген Восточный Хабур» в районе Дохук в Ираке

Курдистан. https://www.academia.edu/9547402/ The_T%C3%BCbingen_Eastern_%E1%B8%AAabur_P-roject_Archaeological_Survey_in_the_Dohuk_Region_ of_Iraqi_Kurdistan (по состоянию на 18 апреля 2016 г.).

Зейтц К., Альтенбах Х. 2011. Проект «Аркай» – квадрокоптер как глаз археолога, семинар ISPRS в Цюрихе 2011 г., 14–16 сентября 2011 г., Цюрих. Международный архив фотограмметрии, дистанционного зондирования и наук о пространственной информации XXXVIII(1/C22): 297–302.

Шоу Р., Корнс А. 2008. Регистрация археологических раскопок с помощью наземного лазерного сканирования и недорогой фотограмметрии на основе баллонов. В сборнике трудов CAA 2008. Компьютерные приложения и количественные методы в археологии, Будапешт, Венгрия.

Зоннеманн Т.Ф., Малатеста Э.Х., Хофман К.Л. 2016. Применение фотограмметрии БАС для анализа пространственных закономерностей поселений коренных народовна севере Доминиканской Республики. В книге «Археология в эпоху сенсинга», Форте М., Кампана С. (ред.). Спрингер: Нью-Йорк.

Сордини М., Броги Ф., Кампана С. 2016. 3D-запись археологическихраскопок: на примере Санта-Марты, Тоскана, Италия. В CAA 2015 Keep the Revolu-tion Going, Кампана С., Скопиньо Р., Карпентьеро Г., Чирилло М. (ред.), Труды 43-й CAA, 30 марта – 2 апреля 2015 г., Сиена, Италия. Archaeopress Publish-ing: Oxford; 383–391.

Токмакидис К., Скарлатос Д. 2000. Картографирование раскопок и археологических памятников с использованием фотографий с близкого расстояния. В материалах V симпо-сиума Комиссии ISPRS, WG V/4, Корфу, Греция. Международное общество фотограмметрии и дистанционного сенсинаg 459–462.

Верховен Г. 2008. Визуализация невидимого с помощью современных цифровых фотокамер для простой и недорогой археологической съемки в ближнем инфракрасном диапазоне. Журнал археологии 35: 3087–3100. DOI:10.1016/j. Яс.2008.06.012.

Verhoeven G. 2009a. Предоставление археологического обзора с высоты птичьего полета - общая картина наземных средств выполнения маловысотной аэрофотосъемки (LAAP) в археологии. Археологические изыскания 16: 233–249. DOI:10.1002/arp.354.

Верховен Г. 2009b. За пределами конвенциональных границ. Новые технологии, методологии и процедуры для получения и анализа аэроархеологических данных, кандидатская диссертация. Гентский университет.

Верховен Г. 2012. Археология пометок на полях в ближнем инфракрасном диапазоне: от исторического использования до современных цифровых реализаций. Журнал археологического метода и теории 19: 132–160. DOI:10.1007/s10816-011-9104-5.

Верховен Г., Лоэндерс Д. 2006. Смотрим через очки с черной тонировкой – дистанционно управляемый инфракрасный глаз в небе. В From Space to Place, Campana S, Forte M (eds), Proceedings of the 2nd International Conference on Remote Sensing in Archaeology, CNR, 4–7 декабря, Рим, Италия. Археопресс: Оксфорд.

Вермюлен Ф., Хэй С., Верховен Г. 2006. Potentia: Детальное обследование римской колонии на Адриатическом побережье. Документы Британской школы в Риме 74: 203–236. DOI:10.1017/S0068246200003263.

Верховен Г., Лоендерс Дж., Вермюлен Ф., Доктер Р. 2009. Аэрофотосъемка Helikite (HAP) – универсальное средство беспилотной, радиоуправляемой, высотной аэрофотосъемки. Археологические изыскания 16(2): 125–138. DOI:10.1002/arp.353.

Верховен Г., Шмитт К.Д. 2010. Попытка раздвинуть границы – цифровая воздушная археология в ближнем ультрафиолетовом диапазоне.Журнал археологической науки 37: 833–845.

Верховен Г., Тельман Д., Вермюлен Ф. 2012. Ортофотофотосъемка на основе компьютерного зрения сложных археологических памятников: Древний карьер Питаранья (Португалия – Испания). Археометрия 54(6): 1114–1129. DOI:10.1111/ j.1475-4754.2012.00667.x.