Как составить археологическую карту

К оглавлению книги «Полевая археология СССР» | К следующей главе

Карты при археологических работах. В исследовательской работе археологу часто нужно иметь характеристику изучаемой местности, в которой находится тот или иной археологический памятник. Ведь размещение многих памятников подчинено определенной топографической закономерности. Известно, например, что неолитические стоянки расположены на низких берегах, у самой воды, что в междуречье Оки и Волги редкий узкий мыс не занят дьяковским городищем. Естественно, что подобная закономерность расположения помогает обнаружению стоянок и городищ. Для памятников, занимающих большую территорию, важно узнать топографические особенности отдельных ее частей; расположение оврагов, обрывов, ручьев, колодцев, бродов и т. п.

Для выявления этих особенностей и для обобщения уже имеющихся сведений обычно выезжают на изучаемую местность. Работа эта чрезвычайно трудоемка, так как неровности местности не дают возможности охватить ее одним взглядом. Этот недостаток можно устранить, поднявшись над местностью на самолете, но это не всегда возможно. К тому же при этом не обойтись без записей и чертежей, и здесь выясняется, что эта работа уже проделана геодезистами. Ими вычерчено изображение местности в уменьшенном виде (т. е. карта), наиболее удобное при работе над изучением природных особенностей данного района.

При археологических разведках карта имеет громадное значение. Если район предстоящих разведок предварительно изучить по карте и заранее наметить места, характерные для тех или иных памятников, эффективность разведок значительно увеличится. Чтобы не забыть местоположение открытого памятника, следует нанести его на карту. В этом случае карту нельзя заменить никаким описанием, оно может ее лишь дополнить. Но для того, чтобы открытые объекты нанести на карту, нужно уметь ее читать и производить простейшие топографические съемки.

Без карты нельзя изучать водные или сухопутные пути определенного периода, трудно достаточно полно учесть данные топонимики и т. д. Для археолога карта незаменима, но не всякая, а только та, которая изображает местность в сравнительно небольшом уменьшении. Если величина этого уменьшения меньше одной миллионной (1:1 000 000), такую карту называют мелкомасштабной. Если же эта величина равна или меньше 1:200 000, то карта называется топографической.
Умение читать топографическую карту и производить простейшие топографические съемки обязательно для каждого археолога .

Разновидности карт. Существует несколько разновидностей топографических карт. Это различие для карт СССР зависит от того, по каким съемкам выполнена карта — по дореволюционным или по новым. Дореволюционные и некоторая часть советских карт исполнены в старых русских мерах, новые карты — в метрических мерах. На старых картах рельеф местности часто изображен штриховкой, отмывкой и пр., на новых — горизонталями (что, впрочем, не редкость и для дореволюционных карт). Карты могут быть одноцветными, т. е. напечатаны одной черной краской, трех- или четырехцветными, где вода изображается синим, рельеф — коричневым, леса — зеленым, остальное — черным цветом; имеются карты многоцветные. Существуют и иные отличительные особенности карт.

Для археолога наиболее важными особенностями карт являются их масштаб, способ изображения рельефа и система условных знаков.

Масштабы карт. Масштабом карты называется степень уменьшения изображения линий и расстояний на карте по отношению к их действительным размерам на местности. Иначе, под масштабом понимают отношение длины какой-нибудь линии на карте к длине соответствующей линии на местности.

Данная глава не имеет целью научить в совершенстве читать топографические карты или вычерчивать планы. Она является справочной, обращая внимание на важнейшие для археолога свойства карт и элементарные приемы топографической съемки. Во всем остальном следует обращаться к инструкции и учебникам топографии.

Поскольку масштаб есть отношение, его выражают дробью, числитель которой единица, а знаменатель показывает, во сколько раз линия на карте меньше соответствующей линии на местности. Например, масштаб 1:100 000 означает, что одному сантиметру на карте соответствует 100 000 см на местности, т. е. одному сантиметру на карте соответствует один километр на местности. Это же отношение может быть выражено как 1:100 000. Изображение масштаба в виде дроби или в виде отношения принято называть численным масштабом.

Если измерить расстояние на карте и полученное число умножить на знаменатель масштаба, получим величину этого расстояния на карте. Если же расстояние на местности разделить на этот знаменатель, получим величину соответствующей линии на карте. Надо помнить, что исходные данные и результат получаются в одних и тех же мерах.

Кроме численного масштаба на картах дается линейный масштаб, который представляет собой прямую линию, разделенную на сантиметры или, на старых картах, на дюймы. Каждая такая часть называется основанием масштаба. У такого деления имеется объяснение, чему оно равняется на местности. При пользовании картой удобнее линейный масштаб, так как не надо производить вычислений. Линейный масштаб особенно удобен при промерах расстояний циркулем или линейкой.

Линейный масштаб легко перевести в численный, а по численному можно построить линейный. Например, дан линейный масштаб — два сантиметра на карте соответствуют одному километру на местности. Требуется определить численный масштаб. Поскольку основание выражено в сантиметрах, то один километр надо превратить в сантиметры. Получим 100 000 см. Теперь пишем отношение 2:1 000 000; но поскольку в числителе всегда должна быть единица, дробь сокращаем и получаем 1:50 000.

Обратное превращение численного масштаба в линейный состоит в определении расстояния местности, соответствующего 1 см карты данного масштаба. Например, дан численный масштаб 1:25 000, нужно построить

линейный. Превращаем 25 000 в метры (так как 25 000 менее одного километра, иначе превращали бы и в километры). Получаем 250 м, т. е. 1 см на карте соответствует 250 м на местности. Но в подписи к линейному масштабу в правой части отношения должен стоять 1 км. Для этого придется обе части отношения увеличить в четыре раза и подпись будет гласить: 4 см на карте соответствуют 1 км на местности. Далее вычерчивается линия масштаба и разбивается на соответствующие отрезки.

В тех случаях, когда 1 см на карте соответствует более чем 1 км на местности, выравнивание не производится и масштаб, например 1:600 000, обозначается так: 1 см на карте соответствует 6 км на местности.

Промеры по карте. Точность измерения на карте прежде всего зависит от точности линейки. При работе с картой нужно иметь не плоскую, а визирную линейку (треугольного сечения). У визирной линейки край, на котором нанесены деления, вплотную прилегает к карте, а у плоской линейки он как бы висит над бумагой, отделенный от нее толщиной самой линейки, и это обусловливает искажение вследствие так называемого параллакса. Пользуются и прозрачной пластмассовой линейкой, у которой цифры нанесены на нижнюю сторону.

Но чаще погрешности при измерениях вызываются неумелыми промерами по карте. Измерение прямых линий не вызывает труда. Они могут производиться линейкой или циркулем. Измерения кривых производят обычно циркулем.

При  измерении кривой ее следует разбить на прямые отрезки или, если линия прямых участков не имеет, на очень малые отрезки, приближающиеся к прямым. При этом можно, измерив один участок, построить касательную к другому и от точки следующего измерения отложить по касательной расстояние, равное раствору циркуля при предыдущем измерении. Затем измерение производится от дальней точки касательной до конца нового участка. В результате новый раствор циркуля будет равен сумме двух участков. При необходимости это суммирование можно продолжить, а затем вычислить расстояние по линейному масштабу.

Курвиметр. Измерение расстояний по линиям карты можно производить курвиметром. Он представляет собой несложный прибор из двух колесиков, на большем из которых нанесены деления с одной стороны в сантиметрах, с другой — в дюймах. Если маленькое колесо катить по линии дороги, то на большом будет видно пройденное по карте расстояние (в сантиметрах или в дюймах). Зная масштаб карты, нетрудно вычислить расстояние на местности.

Карты, составленные в старых русских мерах, бытуют до сих пор. При пользовании такими картами следует помнить, что верста равна 500 саженям, сажень равна 7 футам (или 3 аршинам), фут равен 12 дюймам. Итого в версте 42 000 дюймов. Поэтому масштаб карт кратен половине от 42 000. Например, 1:21 000; 1 : 42 000;
1 : 84 000; 1 : 210 000; 1 : 1 050 000 и т. д.

метр
Изображение рельефа. Закономерность распределения большинства археологических памятников так или иначе проявляется в рельефе местности, поэтому археологу важно уметь читать рельеф по карте. Способов изображения рельефа много, но наиболее удобным является обозначение рельефа горизонталями. Этот способ принят повсеместно. Чтобы понять его сущность, приведем пример.

Как известно, в измерениях высоты тех или иных характерных точек рельефа за нулевую отметку принят уровень океана. Представим себе невысокий остров в океане при спокойной погоде. Береговая линия острова в месте соприкосновения с водой лежит на нулевом уровне и представляет собой замкнутую кривую, которая является как бы следом сечения острова горизонтальной плоскостью, лежащей на уровне океана. Нанесем эту кривую на карту острова.

При наступившем приливе уровень воды повышается. Представим, что он повысился на два метра. При этом береговая линия острова кое-где изменилась — в пологих местах она глубоко врезалась к его середине, но там, где берег поднимается круто, от прежней границы

она отступила незначительно. Это как бы сечение острова горизонтальной плоскостью, находящейся на высоте 2 м от уровня океана. Нанесем новые контуры береговой линии на ту же карту.

При повышении уровня воды еще на 2 метра большая часть острова оказывается затопленной и от него остаются в виде двух маленьких островков лишь вершины двух самых высоких холмов. Береговая линия каждого из этих островков представляет замкнутую линию, но обе они находятся на одной высоте. Это как бы след сечения острова горизонтальной плоскостью, находящейся на высоте 4 метров от уровня океана. Нанесем этот след на ту же карту.

Наконец, вода поднялась еще на 2 м, и на поверхности осталась лишь одна вершина и та возвышается всего сантиметров на 70. Нанесем береговую линию этой вершины на карту, а в знак того, что следующее поднятие воды ее совсем затопит, поставим на ней отметку, ее высоту 6,7.

Горизонтали. На полученной карте рельеф острова изображен горизонталями, которые представляют собой как бы следы сечений острова горизонтальными плоскостями, расположенными на равном (по высоте) расстоянии друг от друга. Это расстояние между секущими плоскостями называется высотой сечения. Таким же образом при помощи мнимых сечений местности горизонтальными плоскостями, след которых определяется сложными измерениями, на карты наносится рельеф любой местности.

Высота сечения. Высота сечения может быть разной, например 2, 5, 10, 50 м, но строго определенной для данной карты. В некоторых случаях для изображения подробностей рельефа горизонталей, обусловленных данной высотой сечения, недостаточно.

Тогда прибегают к помощи дополнительных или полугоризонталей, проведенных на половине сечения. Полугоризонтали вычерчены длинным пунктиром и в отличие от сплошных основных горизонталей могут обрываться, когда исчезнет в них необходимость. Если рельеф настолько сложен, что не хватает и этих горизонталей, его обозначают вспомогательными, или четверть-горизонталями, проведенными на высоте четверти основного сечения и изображаемые частым коротким пунктиром.

Горизонтали проводятся через определенное, обязательно круглое, число метров. Для облегчения счета каждая десятая или пятая горизонталь надписывается на карте, при этом низ цифры обращен в сторону ската. Направление ската можно узнать и по бергштрихам — коротким, перпендикулярным к горизонтали черточкам, направленным вниз по скату.
На некоторых вершинах и характерных точках местности, как это было показано выше, надписывается их высота или отметка. Зная высоту сечений по отметке точки, легко определить отметку соседней горизонтали. Например, отметка высоты 132,4, высота сечения 5 м. Таким образом, отметка ближайшей горизонтали (а) — 130.
По надписанным отметкам горизонталей и точек можно определить высоту сечения. Если надписаны соседние горизонтали, высота сечения равна разности их отметок. Если надписаны горизонтали, между которыми находятся другие, и все они расположены на одном скате, то высота сечения будет равна разности отметок надписанных горизонталей, деленной на количество промежутков между разделяющими их горизонталями.

Высоту точки, находящейся между горизонталями, можно определить лишь приблизительно, так как форма ската на таком малом участке прочтена быть не может.

Для археологических целей важно уметь выявить форму рельефа (холм, впадину, мыс, хребет, лощину

и т. д.), определить высоту местности и отдельных точек над уровнем моря, направление и крутизну скатов, а также превышение одной точки над другой.

Горизонталями можно изобразить любой рельеф.

Выше показано, что одна горизонталь отступает от другой тем меньше, чем круче скат. Значит, в крутых местах горизонтали расположены чаще, в пологих — ре¬же. Можно наглядно изобразить крутизну подъема в любом месте. Для этого нужно вычертить в увеличенном масштабе (масштаб карты для этого слишком мелок) заложение, т. е. отрезок прямой линии между точками, лежащими на двух смежных горизонталях. От одного конца отложенного отрезка в направлении увеличения подъема местности надо восстановить перпендикуляр, на котором в том же масштабе откладывается высота сечения. Эти два отрезка являются катетами треугольника. Соединив их гипотенузой, получим достаточно точное изображение данного ската, крутизну которого можно измерить транспортиром.

По условным знакам оврагов, обрывов, осыпей, скал определить крутизну ската нельзя.

Для более быстрого определения крутизны ската на карте крупного масштаба вычерчивается шкала заложений. Чтобы воспользоваться ею, нужно циркулем или полоской бумаги измерить заложение, затем приложить эту полоску к шкале заложений так, чтобы один ее конец совместился с основанием шкалы, а другой — с какой-либо точкой ее верхней (кривой) границы. Против последней точки написана крутизна ската в градусах.

Ориентирование карты. Для нанесения на карту открытого археологического памятника карту нужно ориентировать, т. е. придать ей такое положение, при котором верхняя сторона рамки карты была бы обращена к северу. Это можно сделать по компасу и по линиям местности. При ориентировании карты по компасу следует учитывать магнитное склонение в данной местности, т. е. отклонение стрелки компаса от направления географического меридиана. Магнитное склонение указано на карте за ее рамкой. При точном ориентировании следует учитывать величину так называемого сближения меридианов, которая определяется таблицами (но в данном случае ее можно опустить). Компас помещают на край
карты так, чтобы его диаметр С —Ю совпал с боковым обрезом карты. Затем карту вместе с компасом вращают, при этом северный конец стрелки должен показывать не на север, а соответственно магнитному склонению должен отклоняться к востоку или к западу.

Находясь на какой-либо линии местности, например на дороге, карту можно ориентировать по ней. Для этого карту поворачивают до тех пор, пока совпадут направление дороги и направление ее изображения на карте. При этом надо следить, чтобы совпало положение и остальных местных предметов.

Определение точки стояния. Теперь можно приступить к нанесению на карту открытого археологического памятника. Эта задача сводится к определению на карте точки стояния. При этом в любой момент карта должна быть ориентирована, что нужно постоянно проверять.

Точка стояния может быть определена промером, если вблизи есть местный предмет (дерево, дом и проч.), имеющийся и на карте. В таком случае к изображению предмета приставляют линейку и направляют ее так, чтобы соответствующий предмет на местности находился на продолжении ее ребра. На карте по линейке прочерчивают линию и измеряют расстояние до этого предмета, а затем откладывают его в масштабе по прочерченной линии от изображения. Это и есть точка стояния.

Точка стояния может быть определена обратной засечкой. Для этого нужно повторить только что описанный прием визирования с линейкой, не делая промера, для двух местных предметов. Пересечение прочерченных на карте линий явится точкой стояния. Если возможно, положение точки стояния нужно проверить визированием на третий местный предмет.

Может случиться, что памятник окажется недоступным, например расположенным на противоположном берегу реки, через которую нет переправы. Чтобы нанести этот памятник на карту, можно воспользоваться приемом прямой засечки. Из какой-либо точки, имеющейся на карте, визируют направление на памятник, затем визирование повторяют из другой точки, отстоящей от первой на несколько сот метров. Точка пересечения линий визирования определяет положение памятника на карте.
На отмеченном месте надо поставить изображение, например, кургана. Курганы такой величины, чтобы показать их рельефом, встречаются крайне редко, и топографическое изображение кургана очень мелко. Значит, надо поставить на месте кургана какой-то условный знак. Отделом полевых исследований ПА АН СССР рекомендован ряд условных знаков, разработанных еще Д. Н. Анучиным и видоизмененных в практической деятельности нескольких поколений русских археологов.

Количество этих знаков ограничено, но его легко увеличить, имея в виду комбинации знаков, предложенные А. А. Миллером и названные им производными от основных. При нанесении условных знаков на карту следует избегать пояснительных цифр, кроме цифры, обозначающей номер памятника, под которым он фигурирует в описаниях.

Виды археологических карт. Виды археологических карт зависят от цели, которую преследует их составитель. Они могут быть сплошными, освещая только один

маршрут, или полными, давая сведения о памятниках всех эпох и типов или об одном их типе и т. д. Из всех возможных видов археологических карт предпочтительна сплошная карта данного района, дающая сведения о всех типах археологических памятников. Имея в виду так называемую основную топографическую карту СССР, которая имеет листы всех районов СССР в масштабе 1 : 100 000, А. А. Мансуров предлагал на ее основе создать основную археологическую карту СССР. Такая карта должна была быть составлена на базе сплошного археологического обследования территории Советского Союза. При массовой паспортизации археологических памятников СССР эта работа была начата, но без топографической основы.

Для археологических карт желательна единая основа, но при археологических разведках под рукой может не оказаться карты масштаба 1:100 000 или ее производных. Поэтому иногда ее приходится заменять. При замене надо иметь в виду, что, во-первых, для археолога требуется карта масштабом не менее 1 : 600 000, да и она бывает малопригодна для детализации, и тогда ее приходится дополнять обширными топографическими описаниями. Во-вторых, карта не должна быть загромождена условными знаками, так как при обилии условных знаков на карте трудно найти только что нанесенный значок. Совершенно непригодны карты горных районов с рельефом, нанесенным штриховкой, карты лесных районов с условными знаками дореволюционного образца, а также яркие карты, в том числе поднятые, т. е. такие, где леса, воды и некоторые урочища раскрашены. В-третьих, малопригодны карты, не имеющие обозначения рельефа.

При производстве археологических разведок и раскопок кроме нанесения археологических объектов на карту может потребоваться составление особых планов, показывающих особенности памятника, его строение и связь с окружающей местностью. План высокой точности, съемка которого требует значительного времени, для археологических целей является излишней роскошью, однако глазомерный план, снятый с помощью одного компаса, недостаточен. В археологической практике получила распространение съемка местности при помощи теодолита.

Измерение прямых линий на местности. Съемка планов начинается измерением прямых линий на местности, которое производится шагами, рулеткой или мерной лептой. При измерениях шагами надо предварительно высчитать среднюю длину своего шага. Для этого на ровной местности, например на шоссе, рулеткой или мерной лентой отмеряется расстояние не менее 100 м. Затем это расстояние измеряют парными шагами (считают шаг только правой или только левой ноги).
Промеры на местности зависят от ее пересеченности, длины измерительного инструмента, точности его укладки и многих других причин. Шаг — самая короткая мера длины, самая короткая «рулетка», поэтому при измерении шагами погрешность максимальна. Промеры шагами могут быть применены лишь в крайнем случае и при съемках, не имеющих большой важности.

При измерении линии местности мерную ленту или рулетку надо держать горизонтально, поэтому сильно пересеченную местность приходится мерить небольшими отрезками. Чем больше отрезков, тем больше погрешность в измерениях. Лучше производить измерение минимального количества линий местности, особенно пересеченной, и стремиться измерять расстояния рулеткой

максимальной длины (20 м и больше). Если рулетку приходится перекладывать несколько раз, то точки, отмечающие границы отдельных промеров, надо строго визировать, чтобы вместо измеряемой прямой не получилось ломаной линии. Очень просто производить измерение расстояний нивелиром или теодолитом. Поскольку при съемках планов применяются инструменты, следует в общих чертах познакомиться с устройством и употреблением некоторых из них.

Компас. При глазомерных съемках употребляется простейший инструмент — компас. Его главной частью является магнитная стрелка, подвешенная на острие, укрепленном на дне цилиндрической коробки. На дне коробки помещается градусное кольцо. Для археологических целей удобнее пользоваться компасом с азимутальным делением кольца, т. е. от 0 до 360°. Наиболее удобен компас Адрианова, крышка которого вращается вокруг азимутального градусного кольца, а на ней обозначена прямая (с одной стороны —двумя вырезами, образующими треугольный зубец —мушку, с другой — одной треугольной прорезью), которая служит для визирования и называется директриссой. Визированием называется действие, при котором плоскость, проходящая через глазной диоптр (в данном случае через острое основание прореза) и волосок (в данном случае через вершину зубца), совмещается с данной точкой на местности. Угол между северным концом магнитной стрелки и линией визирования называется магнитным азимутом. Азимут измеряется в пределах от 0 до 360°.

Буссоль. Для измерения азимутов может употребляться компас Адрианова, но удобнее работать с буссолью,

которая от компаса отличается большими размерами и наличием диоптров — металлических пластинок с прорезями (в компасе Адрианова они заменены прорезью и зубцом — мушкой). Диоптры прикреплены к коробке буссоли или находятся на подвижной линейке — алидаде, находящейся под коробкой буссоли. Они делятся на глазные и предметные: глазные имеют узкую прорезь, предметные— широкую, с натянутым посредине волоском.

Буссоли бывают ручные и штативные. Точность работы ручными буссолями несколько больше, чем при работе с компасом; штативные буссоли точнее ручных. Из ручных буссолей распространена буссоль Шмалькальдера. Внутри ее коробки на острие подвешена магнитная стрелка с прикрепленным к ней легким картонным кружком, на котором нанесены деления с зеркально отраженными надписями. К коробке буссоли на шарнирах прикреплены два диоптра: один предметный — обычный, а другой имеет выпуклую стеклянную призму. Визирование этой буссолью происходит обычным путем, а отсчет градусов — через стеклянную призму. При этом деления

 
градусного кольца видны в прямом (а не зеркальном) виде и несколько увеличены.
Штативная буссоль Стефана имеет диоптры, укрепленные на алидаде, с обеих сторон которой находятся верньеры или нониусы. Алидада вращается в центре лимба с нанесенными градусными делениями. У лимба внизу есть втулка, которая насаживается на кол или при помощи специальной головки — на легкий штатив.
Буссоль Шмалькальдера устанавливается нулем на юг, буссоль Стефана — нулем на север. После этого можно производить визирование.

Многие буссоли, в том числе и буссоли Стефана, снабжены верньером или нониусом. Нониус служит для отсчета углов и нанесен на алидаде. Его штрихи расположены на строго определенном и равном друг от друга расстоянии, которое меньше, чем расстояние между штрихами на лимбе. При любом положении алидады только один штрих нониуса совпадает с каким-нибудь штрихом лимба, и это совпадение хорошо улавливается глазом.

Грубый отсчет производят по штриху нониуса с отметкой 0 (ноль). Предположим, ноль нониуса остановился между делениями 276 и 277 лимба, нанесенного против часовой стрелки. Полное совпадение со штрихом лимба отмечено у пятого влево от нуля штриха нониуса. Если цена деления нониуса 5, то отсчет равен 276° 25’.

Нивелир и теодолит. В полевой археологической практике применяются нивелир и теодолит — инструменты со зрительными трубами, дающими обратное (перевернутое) изображение. В окуляре зрительной трубы видна сетка нитей, иногда очень сложная. Горизонтальная и вертикальная нити, расположенные по диаметрам (так называемый простой крест), служат для визирования; две горизонтальные нити, расположенные на определенном и равном расстоянии от горизонтальной нити простого креста, являются дальномерными (см. ниже). Кроме того, в зрительных трубах встречаются сетки нитей еще четырех видов. Прямая, соединяющая пересечение нитей сетки с оптическим центром объектива, называется визирной осью трубы. При изготовлении прибора плоскость визирной оси устанавливают перпендикулярно его главной вертикальной оси. Таким образом, при работе прибора, если главная вертикальная ось установлена точно, при любом повороте зрительной трубы, закрепленной в нулевом положении, ее визирная ось должна лежать в горизонтальной плоскости. Это основное свойство нивелира, труба которого не имеет другого положения, кроме нулевого.

На лимбе есть деления, отмечающие лишь десятки градусов; в этом случае отметка 7 означает 70% 21 — 210% 27 — 270 и т. д., а единицы градусов отсчитываются по делениям лимба.

При установке штатив теодолита нужно центрировать (что требуется для измерения углов). Для этого к становому винту прикрепляется отвес и штатив устанавливается так, чтобы отвес оказался вблизи центра колышка, отмечающего точку стояния теодолита. Регулировку сначала производят сдвиганием или раздвиганием ножек штатива, затем закрепляют баранчики (зажимы) и производят более точную регулировку, нажимая ногой на выступ нужной ножки.

Устанавливают штатив нивелира на глаз, без отвеса. При этом следят, чтобы его головка находилась в более или менее горизонтальном положении.

После установки штатива вынимают из коробки теодолит или нивелир, ставят его концами подъемных винтов в специальные выемки на головке штатива, вывинчивают на одинаковую высоту подъемные винты (приблизительно до середины нарезки) и закрепляют прибор на штативе становым винтом.
Дальнейшая установка нивелира и теодолита состоит в приведении главной вертикальной оси прибора в отвесное положение, что достигается с помощью подъемных винтов и уровней.

При установке нивелира сначала нажимом на выступы ножек штатива приводят в центральное положение круглый уровень, а затем зрительную трубу поворачивают параллельно линии двух подъемных винтов и, вращая их одновременно в разные стороны, пузырек уровня, прикрепленного в зрительной трубе, приводится в среднее положение. Затем, повернув трубу параллельно линии двух других винтов, снова выводят уровень в среднее положение. Прибор считается установленным, если при любом повороте зрительной трубы пузырек ее уровня не выходит из этого положения.

Главная вертикальная ось теодолита приводится в отвесное положение аналогичным путем. Сначала один из уровней алидады устанавливается параллельно линии двух подъемных винтов, которые и регулируют его уровень; затем третьим винтом приводят в соответствующее положение второй уровень, расположенный в этом случае по направлению третьего подъемного винта.

Ввиду того что визирная ось установленного нивелира горизонтальна, этим прибором легко определить повышение и понижение местности по отношению к уровню другой точки или к уровню визирной оси. Для этого на нужную точку ставят мерную рейку (нулем вниз, так как зрительная труба дает обратное изображение), производят отсчет, затем такой же промер делают но отношению к другой точке, и разница измерений дает разницу высот данных точек. Нивелирование применяется при вычислении горизонталей, а также при раскопках для измерения глубин по отношению к измеренной нулевой точке. При нивелировании надо иметь в виду, во-первых, что без перемены места стояния нивелира можно измерять неровности местности, не превышающие длину рейки; во-вторых, что при каждой новой установке высота визирной оси нивелира меняется. Расстояние от нивелира (теодолита) до рейки в метрах равно числу сантиметров, видимых на рейке между дальномерными линиями.

Пользование нивелиром при раскопках курганов. Техника нивелирования поверхности кургана такова. Нивелир устанавливается метрах в двадцати от центра кургана: он не должен покрываться пылью от выбрасываемой земли; деления на рейке, поставленной в любом месте раскапываемого кургана, должны быть хорошо видны, а луч зрения (через скрещивание нитей) должен быть немного выше вершины кургана. Удобно располагать нивелир на соседнем кургане. Прежде всего рейка ставится на скрещении осей кургана (у центрального кола, но не на кол). Полученный отсчет (поправка) вычитается из всех дальнейших отсчетов. Таким образом, вершина кургана будет иметь нивелировочную отметку 0 (нуль), а все остальные отметки будут отрицательными. Они (после соответствующего вычитания) немедленно наносятся на план. Первоначальный отсчет вычита¬ется и при измерении глубины любой точки в процессе раскопок кургана.

В процессе раскопок кургана нивелир приходится убирать или переставлять. При его новом положении нужно вычислить новую поправку. Если цел центральный кол, то опять ставят у него рейку, и полученная отметка будет новой поправкой. Если же кол уже снесен, то ставят рейку у любого кола, нивелировочная отметка которого известна. Отметку этого кола вычитают из отметки, полученной новым нивелированием этого кола, и полученная разность явится новой нивелировочной поправкой. Например, при первом нивелировании кол имел отметку 19. При переносе нивелира отметка того же кола стала 46 (46 — 19 = 27); 27 — новая поправка. Ее и
следует вычитать из всех дальнейших отсчетов с этой точки стояния нивелира. Следует помнить, что новую поправку нужно вычислять даже тогда, когда ножки треноги установлены в ямках их прежнего стояния.

Пользование нивелиром при раскопках поселений. При нивелировке квадратной сетки на поверхности раскопа поселения нивелир устанавливают метрах в 10—15 от границ раскопа. Рейку ставят на высшую точку квадратной сетки, и полученная отметка будет поправкой для всех остальных измерений, т. е. эта отметка — условный нуль. Поправку вычитают из результатов всех дальнейших промеров. Может оказаться, что при углублении раскопа условный нуль будет снесен. При новой установке нивелира поступают так же, как при нивелировке поверхности кургана, т. е. ставят рейку у любого бортового кола и его первоначальную отметку (она должна быть на чертеже) вычитают из отметки, полученной новым нивелированием. Иногда выбирают какой-нибудь рядом стоящий столб, прислоняют к этому объекту рейку и регулируют ее высоту до тех пор, пока ее отметка по нивелиру станет такой же, как на нулевой точке. Тогда, не сдвигая рейку с места, отмечают положение ее низа (зарубкой, карандашом, гвоздем), и это будет перенесенная нулевая точка. С нее снимается поправка при каждой новой установке нивелира.

При углублении раскопа приходится переносить нивелир в раскоп, так как рейка становится недостаточно длинной для отсчетов. В этом случае следует предварительно наметить глубину 100 см и отметить ее колом на стене раскопа. В дальнейшем для получения нивелиро¬вочной поправки рейку ставят на этот кол и полученный отсчет вычитают из 100 см. Это и будет поправка. Когда раскоп углубится еще более, забивают колья с отметками 200, 300 см и аналогичным способом вычисляют поправку.

Может оказаться, что точка, глубину которой надо вычислить, расположена слишком близко к нивелиру. Тогда один из сотрудников медленно ведет карандаш (лучше яркой окраски), держа его поперек рейки, снизу вверх до тех пор, пока яркая полоса не будет видна на скрещении нитей в нивелире. Сотрудник, смотрящий в нивелир, кричит «Стоп!» и производит отсчет непосредственно по рейке, т. е. смотрит, на каком делении остановлен карандаш.

Иногда приходится завершать нивелировочные работы в сумерки. В таких случаях рейку надо освещать карманным фонариком.

Для вычисления реальной глубины данной точки от поверхности надо вычислить отметку ее глубины нивелиром и сравнить с отметками в этом квадрате при нивелировке поверхности. Разница составит реальную глубину, причем ошибка будет гораздо меньше, чем при измерении рейкой с уровнем. Этот способ получения реальной глубины применим к раскопкам поселений и курганов.

При зарисовке профилей удобно забить в стенки раскопа на заранее выбранной глубине маленькие колышки, на которые кладется горизонтальная рейка или натягивается шнур. Обычно колья забиваются через 1 м по глубине. Точки для забивки кольев определяют по нивелиру. Для этого нужно вычислить, какая отметка на рейке соответствует глубине 1 м. Затем поступают так же, как при переносе нулевой отметки на дом или на дерево, т. е. регулируют высоту рейки, прислоненной к стенке раскопа, до тех пор, пока ее отметка по нивелиру станет соответствовать глубине 1 м. Только после этого под рейкой забивают колышек.

Теодолит. Теодолит, труба которого закреплена в нулевом положении, может быть использован как нивелир. Кроме того, каждый теодолит снабжен компасом и лимбом, и при его помощи можно измерять азимуты. Труба теодолита имеет дальномерную сетку, поэтому им можно определять расстояния, как и нивелиром.

Теодолитом можно определить превышение точки местности по отношению к другой точке или к уровню стояния теодолита даже в том случае, если рейка выходит из поля зрения его горизонтально закрепленной трубы. Подобное измерение с одной точки стояния нивелиром сделать нельзя. К тому же нивелир не имеет буссоли, а часто важно одновременно измерять горизонтальные углы.

Для подобных измерений труба теодолита открепляется и перемещается вокруг горизонтальной оси до тех пор, пока не станет видна рейка. Установив скрещение нитей на отметке рейки, равной высоте стояния теодолита, вычисляют угол наклона трубы и расстояние до рейки, а затем по таблице определяют превышение (или понижение) точки стояния рейки по отношению к точке стояния теодолита.

Эклиметр. Угол наклона линий местности можно измерять эклиметром. Он состоит из круглой коробочки, в которой заключено градусное кольцо, имеющее внизу груз, а сбоку— градусные деления. Это кольцо при вертикальном положении ребра коробки обращено грузом вниз. К коробке прикреплена визирная трубочка, которой визируется направление ската по вешке, высота которой равна положению эклиметра. Отсчет производится по шкале градусного кольца, видной в боковом окошечке коробки эклиметра.

Съемка плана археологического памятника. Археологические планы в значительной степени схематичны. Совершенно не обязательно при съемке плана курганной группы вычерчивать план каждого кургана со всеми особенностями насыпи. Поэтому они условно изображаются кружками или овалами: ведь при раскопках каждого кургана происходит детальная фиксация формы насыпи. При открытии и даже при раскопках поселения далеко не всегда можно быть уверенным, что его границы выявлены во всех подробностях. При съемке плана археолог вправе упростить задачу и нанести на бумагу не линии, а расположение отдельных характерных, точек — вершин курганов, вершин углов и точки перегибов линий контура городища; остальные же данные, например диаметр кургана, наносятся на план схематически. Если нужен детальный план местности, то приходится прибегать либо к уже имеющимся планам, либо обращаться за помощью к специалисту-топографу, так как съемка такого плана отнимает много времени.

Но и характерные точки наносятся на план обычно без поправок на покатость местности, так как погрешность при этом невелика и возрастает лишь в случаях значительного уклона.

Итак, задача съемки археологического плана состоит в нанесении на бумагу ряда характерных точек, памятника, расположенного на местности, условно принимаемой за горизонтальную. Правда, это условие не исключает, например, обязательности изображения горизонталями валов городищ.

Полярный способ. План можно снимать полярным способом и способом засечек. Полярный способ состоит в том, что, стоя на одной из данных характерных точек, можно определить азимуты и измерить расстояние до наибольшего числа других точек. Таким образом, станут известны полярные координаты для каждой из них. Если измерение координат с данной точки невозможно, исчерпав возможности измерений, переходят на другую точку из числа тех, координаты которых только что определены, и с новой точки определяют азимут и измеряют расстояние до точек, ранее недосягаемых. Недостаток этого способа состоит в большом количестве промеров расстояний, что уменьшает точность измерений.

При съемках полярным способом можно пользоваться теодолитом, которым измеряют не только азимуты, но и расстояния до визируемых точек. Это очень удобный и точный прибор, но он требует внимательности и аккуратного обращения. На плохо просматриваемой местности, например в высоком густом кустарнике, теодолит не очень удобен и расстояния до визируемых точек приходится измерять мерной лентой. В последнем случае удобнее пользоваться буссолью, которую в силу простоты ее установки археологи предпочитают и в иных условиях.

Глазомерные съемки. На полярном способе основан прием глазомерных съемок. Для этого сначала ориентируют планшет с бумагой по компасу, прикрепленному к планшету, отмечают на бумаге точку стояния, подносят ориентированный планшет к глазам, линейкой визируют на ближайшую характерную точку и по ней прочерчивают на бумаге линию. Затем измеряют расстояние до этой точки и откладывают его в масштабе на бумаге. После этого данная точка становится местом стояния и с нее производят визирование следующей точки и так далее.

Желательно, чтобы обход совершался по замкнутой кривой и кончался в начальной точке. При этом последнее визирование покажет правильность снятого плана или укажет на допущенную ошибку. Однако подобная съемка неточна, и ее можно допустить только при крайнем недостатке времени, например в разведке.

Способ съемки засечками. Способ засечек состоит в построении треугольника по одной стороне и двум прилегающим к ней углам. При съемке выбирается базис — линия длиной около 100 м, и с каждого конца этой линии определяются азимуты всех подлежащих съемке точек, а также концов самого базиса. Случается, что для съемки одного базиса недостаточно, тогда разбивают второй базис, а если нужно, и следующие. При этом концы каждого базиса рассматриваются как характерные точки объекта, и каждый раз определяется их положение на местности. Для уменьшения возможных погрешностей при выборе базисов их нужно располагать так, чтобы углы, образованные линиями визирования (т. е. угол, лежащий против базиса), были не менее 30° и не более 150°.

При съемке способом засечек базис разбивается на ровном месте и промеряется рулеткой или мерной лентой, а азимуты — буссолью.

Чтобы не перепутать снимаемые точки археологического объекта, их нужно занумеровать, что производится с помощью нумерованных кольев. При визировании этих точек один сотрудник стоит у буссоли или теодолита, производит отсчеты азимутов и записывает их в журнал, а другой («реечники» часто работают вдвоем) сообщает первому номер точки (рука, поднятая вверх — единица; две поднятые руки — десяток, скрещенные руки — ошибка и т. д.) держит рейку при визировании, при съемке курганов измеряет высоту и диаметр данного кургана, схематически зарисовывает повреждения насыпи, на других объектах отмечает их иные особенности.

Для того чтобы найти место плана на карте и чтобы этим планом можно было пользоваться на местности, он должен включать характерные объекты этой местности или иметь линии визирования на них. Такими характерными объектами местности может быть, например, устье какого-либо ручья или реки, впадающих в другой водоем, характерный изгиб берега реки, овраг, скала или иные особенности рельефа. Этими объектами могут быть местные предметы, например заводская труба, дорога, отдельное строение, окраина поселка и т. п. Нужно стараться выбрать, во-первых, наиболее долговечный объект, а во-вторых, объект, расположенный либо в пределах снимаемого участка, либо в небольшом удалении от него (до 1 км). В последнем случае с крайних точек базиса (при полярном способе с наиболее отдаленных точек плана) производится визирование на избранные объекты (их должно быть два или больше) и линии визирования с указанием объектов, на которые они направлены, наносятся на план. Если же эти объекты будут удалены на значительное расстояние от данного места, определение положения снятого участка на местности будет затруднено и не может быть точным.

Вычерчивание плана. При полярной съемке и при съемке засечками вычерчивание плана производится не в поле, а на базе. Поэтому результаты съемки должны фиксироваться в полевом журнале.
Вычерчивание плана лучше всего производить на миллиметровой бумаге, обычно в масштабе 1 : 500 (при площадях в 3 — 4 км лучше взять масштаб 1 : 1000), пользуясь линейкой и транспортиром с радиусом 10—15 см и больше. От величины транспортира зависит точность построения углов. Обычно самые большие транспортиры позволяют откладывать угол с точностью до ‘/4°, а поэтому при вычерчивании все углы, измеренные в процессе съемки, округляются до этого предела точности. Опорной линией транспортира всегда является линия С — Ю, проходящая через точку, вокруг которой строятся углы, а отсчет углов по транспортиру производится в направлении градусного кольца буссоли, с помощью которой производилась съемка.

Если под рукой нет транспортира нужной точности, вокруг точек, с которых нужно откладывать данные направления, строится градусное кольцо. Для этого вычерчивается круг, а на нем откладываются линии тангенсов, соответствующие углу 1°. При этом удобнее брать радиус круга, равный 688 или 344, или 289 мм; тогда линия тангенса будет соответственно равна 12, 6 или 4 мм. Вычер-

ченное подобным образом градусное кольцо с успехом заменяет транспортир.
При вычерчивании плана по данным съемки на бумаге намечается точка, обозначающая конец базиса, затем по транспортиру откладывается азимут другого конца того же базиса и по этой линии в принятом масштабе отмеряется длина базисной линии. Затем с той же точки вычерчиваются азимуты всех снятых точек, причем у концов этих линий ставятся номера соответствующих точек. После этого такие же линии вычерчиваются с другого конца базиса. Точка пересечения двух линий, обозначенных одним и тем же номером, обозначает соответствующую характерную точку местности.

Если съемка производилась полярным способом, то сначала из первой точки стояния вычерчиваются все азимуты снятых точек, затем по вычерченным линиям в масштабе откладываются ранее измеренные расстояния до этих точек. Потом транспортир переносится на следующую точку стояния и т. д.

Вычерченный план должен быть проверен в поле. Если обнаруживается его неточность, то сначала проверяется правильность вычерчивания, а если оно проведено правильно, то производится повторная съемка всего плана в целом или его неточного участка.

Съемка рельефа. Для съемки городищ или памятников, расположенных на склоне, а также для того, чтобы показать высоту данной местности над уровнем реки, дна оврага и т. п., удобнее обозначать на плане рельеф горизонталями. Для этого сначала обозначают колышками по скату его ребра и ложбины, отмечают места их и направление на плане, а затем производят их нивелировку, которую удобнее всего вести по всем линиям от одного уровня местности при помощи уровня, горизонтальной и вертикальной реек. Промеры надо начинать снизу, удобнее всего — от уровня реки. Если реки вблизи нет, то нижнюю горизонталь легко отметить с помощью нивелира или, в крайнем случае, с помощью тех же реек и уровня, что, впрочем, потребует значительно большего времени.

Обозначив исходную горизонталь по намеченным линиям, производят нивелировку скатов. Нивелировка производится через одинаковые вертикальные промежутки, обычно равные одному метру. Полученные при этом результаты обозначаются на плане местности, где ранее уже были обозначены направления нивелировки. Затем, сравнивая уровень других точек ската с данными нивелировки, намечают нужные горизонтали и наносят их на тот же план местности.

Съемка плана пещеры. Наконец, нужно упомянуть о простейшем способе съемки плана пещеры. Для этого в пещере сначала натягивают шпагат, который будет служить базисной линией (причалкой) . Если нельзя натянуть шпагат от края до края пещеры, то им обозначают ломаную линию, а образовавшиеся углы и длину каждого отрезка измеряют. Линию, обозначенную шпагатом, наносят на схематический план. Затем в характерных местах по линиям, перпендикулярным шпагату, производят промеры до стенок пещеры. Полученные данные также наносят на схематический план. Одновременно, пользуясь тем же шпагатом, аналогичным способом делают промеры высоты пещеры. Затем с помощью чертежных инструментов по данным съемки вычерчивают положение характерных точек и, вернувшись в пещеру, соединяют эти точки линиями, соответствующими контуру пещеры. Если пол пещеры неровный, его можно пронивелировать и обозначить горизонталями.

М. П. Грязнов рекомендует похожий способ для съемки плана могильника. На предполагаемой площади могильника провешивается линия (С — Ю или 3 — В) и по ней забиваются колья через 10 м. Все промеры производятся перпендикуляром к этой линии (по египетскому треугольнику).

К оглавлению книги «Полевая археология СССР» | К следующей главе

Карты древних городов можно составить даже не проводя раскопок

Прямо сейчас, под местом где вы находитесь, могут лежать древние предметы или даже целые здания. Ежегодно археологи обнаруживают сотни мест, под которыми когда-то давно располагались целые города, но за раскопки они берутся не сразу. А все потому, что для проведения таких работ необходимо много людей, а желающих не так много. К тому же, во время раскопок, древние предметы с большой долей вероятности будут сломаны, и дело не только в неосторожности археологов — большинство из артефактов просто гнилые и на глазах распадаются на части. Вдобавок, некоторые исторические объекты лежат под современными зданиями — так что же, их нужно сносить? Ну уж нет. К счастью, у археологов есть инструмент, который позволяет обнаружить оставшиеся под слоями земли древние города не проводя никаких раскопок.

Узнать, как примерно выглядели древние города, можно и без археологических раскопок

Что такое георадар?

Название этому инструменту — георадар. Первые рабочие экземпляры этого аппарата были представлены в 1970-х годах и предназначались для обнаружения подводных объектов. Вскоре инструментом начали пользоваться даже археологи, ведь они как раз занимаются поиском вещей, которые находятся в сотнях метрах под землей. Кажется, георадары прямо были созданы для проведения археологических поисков.

Конструкция георадара состоит из трех частей:

• антенной части;
• компьютера для регистрации находок;
• блока управления.

Антенная часть состоит из передающей и принимающей антенны. Для регистрации находок используется компьютер, а если быть точнее — ноутбук, потому что исследователи могут легко брать его с собой куда угодно. Блок управления состоит из различных кабелей для передачи информации.

Примерно так выглядит современный георадар. Судя по фото, вместо ноутбука в нем используется планшет

Принцип работы георадара достаточно прост. Так называемая передающая антенна посылает под землю электромагнитную волну. Если под земной поверхностью нет ничего интересного, волна пропадает. А если там что-то есть — она отражается от подземного объекта прямиком в принимающую антенну. Полученная информация отправляется в компьютер, где регистрируется в специальной программе.

Электромагнитная волна — это колебания, которые создают электрические и магнитные поля. Они подчиняются всем законам волн, то есть могут рассеиваться, поглощаться, отражаться и так далее.

Археологические работы

Цена георадаров превышает 100 тысяч рублей, так что для развлечений его позволить себе может не каждый. Зато ученых такая стоимость не пугает, потому что это устройство заметно упрощает им работу. По данным научного журнала Antiquity, недавно георадар помог археологам изучить ранее неизведанную часть древнеримского города Фалерии Нови (Falerii Novi), который расположен в 50 километрах от столицы Италии — Рима.

Фалерии Нови была обнаружена относительно давно, но недавно исследователи нашли еще одну часть города, которая до сих пор остается под землей

Считается, что этот античный город был основан в 241 году до нашей эры и был оживленным поселением на протяжении тысячи лет. Площадь недавно обнаруженной части этого города составляет 30,5 гектар, но она до сих пор находится под землей — археологи ее пока не раскопали. Но откуда же они узнали, что у древнего города есть еще одна часть? Конечно же, при помощи георадара.

Один из исследователей и использованный ими георадар

Археологи поместили георадар на тележку и изучили всю территорию, на которой должен был находиться город. При помощи посылаемых вглубь земли электромагнитных волн, исследователи с точностью до 12,5 сантиметров выяснили, где в городе располагались бани, храм, рынок и другие объекты. Им даже удалось обнаружить водопроводную сеть — карта древнего города получилась очень детализированная.

Так выглядит карта не раскопанной части древнеримского города Фалерии Нови

Изучив карту, ученые сделали весьма интересное открытие — оказывается, небольшие древнеримские города вроде Фалерии Нови, были очень развитыми. Храм, рынок и даже бани имели на удивление сложную конструкцию, хотя изначально исследователи ожидали найти простенькие сооружения. Впрочем, вполне возможно, что изначально поселение было скромным — благодаря георадару ученые нашли доказательства того, что крупные сооружения были возведены на месте несложных построек. Скорее всего, самые древние сооружения города были разобраны, а использованные для их строительства камни пригодились при возведении более современных строений.

Если вам интересны новости науки и технологий, подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен. Там вы найдете материалы, которые не были опубликованы на сайте!

О пользе георадаров недавно также упоминал мой коллега Артем Сутягин. В своем материале он рассказал, как это устройство помогло ученым найти под землей останки 20-метрового корабля, на котором тысячи лет назад плавали викинги.

Археологическое картографирование (АК) сегодня развивается под влиянием многих факторов. Прежде всего, к ним относятся: активное совершенствование технической и методической базы, внедрение новых информационных технологий в археологические исследования, широкое использование геоинформационных систем (ГИС) и программных комплексов для обработки данных дистанционного зондирования (ДДЗ) и др.

Однако, несмотря на интенсивное развитие АК, возникают вопросы к существующей систематизации археологических карт. По многим причинам оказалось, что сегодня ее фактически нет. В основе каждой систематизации лежат качественные или количественные критерии, позволяющие упорядочить материал. При этом строгая форма упорядочения в виде типологических или структурных группировок является, по сути, классификацией. В АК классификация необходима для: инвентаризации и хранения карт, составления списков и каталогов, научной систематизации и поиска необходимых картографических материалов, создания банков данных и разработки картографических ин­формационно-справочных систем.

В современной классификации карт по содержанию выделяют три большие группы [1]: 1) общегеографические карты; 2) тематические карты; 3) специальные карты. Тематические карты – это наиболее обширная и разнообраз­ная категория карт природных и общественных (социальных и экономических) явлений, их сочетаний и комплексов. Содержание карт определяется той или иной конкретной темой. Группа карт природы охватывает карты литосферы, гидросферы, атмосферы, педосферы и биосферы.

Карты общественных явлений подразделяются на следующие крупные блоки:

– Политических организаций, партий, движений;

– Электоральные;

– Исторические: 1) общественно-политических формаций, 2) археологические, 3) историко-экономические, 4) историко-политические, 5) военно-исторические, 6) историко-культурные.

Как видно из приведенного примера, классификационные перечни требуют дополнения, уточнения и детализации. Так, к примеру, в АК можно выделить десятки различных карт. Для всестороннего и полноценного анализа продукции АК необходима классификация по территориальному охвату и масштабу, по тематике (содержанию), степени автоматизации и другим критериям. Рассмотрим предлагаемые способы классификации и группы карт, входящие в них.

В классификации археологических карт по масштабу и территориальному охвату следует выделить 4 уровня:

·         Масштаб 1:1000 и крупнее – объектно-локальный уровень, предполагающий изучение и картографирование отдельных археологических объектов или площадок. Как правило, это небольшие группы объектов, ограниченные условным контуром.

·         Масштаб 1:100000 – 1:1000 – локальный уровень картографирования могильников. Выделенный диапазон удобен для изучения не только курганных могильников, но и более объемных ритуальных сооружений – кладбищ, некрополей и т.п. (рис. 1).

Рис. 1. Могильник «Уландрык-2»: А – топографический план могильника,
Б – вид из космоса (снимок GoogleMap)

·         Масштаб 1:500000 – 1:100000 – районный уровень, предусматривающий картографирование археологических микрорайонов (АМР). Под АМР понимается компактная, географически ограниченная территория, содержащая группы археологических памятников и обладающая ресурсами, способными обеспечить существование сообществ людей. AMP включает в себя три составляющие – археологическую, географическую и экологическую. Таким образом, АМР, в сравнении с объектами первых двух уровней требуют значительного территориального охвата. Поэтому карты, разработанные для изучения АМР, должны иметь более высокий уровень генерализации (рис. 2).

·         Масштаб 1:500000 и мельче – региональный или макроуровень, представленный обзорными археологическими картами и карта-схемами, показывающими места наибольшей концентрации культурно-исторических памятников и местоположение найденных артефактов, имеющих большое значение для науки.

В основу классификации археологических карт по тематическому содержанию могут быть положены следующие характеристики:

·         Относительная и абсолютная датировка археологических памятников.

·         Сезонность захоронений.

·         Принадлежность к культурной эпохе.

·         Географические условия территориальной дифференциации памятников.

·         Зоны видимости.

·         Реконструированные данные о миграционных потоках населения в разных культурных эпохах.

·         Морфометрические показатели, характеризующие – общую конфигурацию, плотность, концентрацию, компактность, округлость, угловатость и др. характеристики объектов археологии.

·         Степень изученности памятников.

·         Результаты палеоэкономических и палеоэкологических реконструкций и др.

Так, например, Н.И. Быковым, И.Ю. Слюсаренко, В.А. Быковой и
Е.П. Крупочкиным [2] на плоскогорье Укок выделены сезонные типы могильников скифского времени (см. рис. 3) . К летним могильникам относятся: Ак-Алаха – 1, 3, 5; Аккол – 4; Богдо-Ула – 1, 14; Верх-Кальджин – 2, 3, 6, 7; Застава – 2; Калгуты – 3; Каратас – 1, 8; Укок –24, 32, 42, 43, 44, 54, 75; Чолок-Чад – 1, 2, 3, 4, 8, 9, 10, 12, 13, 15, 16. Зимними являются могильники Бертек – 1, 10, 27; Гора 2338 – 1; Застава – 3; Кальджин-Коль – 1; Каратас – 2, 6, 7, 11; Укок – 2, 3, 4, 25, 46. Анализ данных, выполненный с помощью астрономо-геодезического метода позволил установить, что плоскогорье Укок в скифское время использовалось и как зимнее пастбище, и как летнее.

Рис. 2. Фрагмент ГИС-карты юстытского АМР: площадки №3 и №6.

Главным посылом исследования сезонности стало предположение, что скифское население Алтая для ориентации погребённого, сруба, могильной камеры и могильной цепочки использовало точку восхода Солнца. Дальнейшее изучение ориентационных свойств археологических объектов позволило выявить некоторые их индикационные возможности. Сделано ещё одно предположение о том, что могильники древних кочевников располагались вблизи мест яйлажного[1] кочевания [3; 4, с. 9 и др.]. На это же косвенно указывает расположение могильников древних кочевников и стоянок современных животноводов в одних и тех же местах, являющихся оптимальными с точки зрения условий местообитания и содержания стада.

Анализ ориентационных свойств курганов бассейна р. Чуя и плато Укок показал, что наиболее подходящим показателем для индикации является азимут длинной оси сруба или колоды. Он надёжнее, чем показатели ориентации погребённого, так как положение последнего сильнее меняется под действием процессов смещения грунта (мерзлотные и др.), грызунов, грабителей и пр. С помощью данного показателя возможно установление двух вероятных дат захоронения. Это связано с тем, что Солнце, вследствие своего годового движения по небосклону, дважды восходит в одной и той же точке, за исключением самых крайних точек [2, 3].

Вместе с тем установление сезонного типа могильника не всегда возможно однозначно из-за того, что ориентация объектов может указывать на две сезонные даты, а они часто не укладываются в один период сезонного кочевания. В этой связи, кроме летних и зимних типов могильников, необходимо выделять весенние/осенние и весенние/летние. В последних двух типах могильников установление истинного сезона захоронения и составление новых, более точных тематических карт сезонности, возможно при дополнительных исследованиях в будущем.

По уровню автоматизации представляется целесообразным выделение трех основных групп:

·         Карты, составляемые без использования компьютерной техники, специальных программ, автоматизированных информационных систем и других средств автоматизации.

·         Карты, создаваемые путем частичной автоматизации. Частичная автоматизация предполагает использование на определенных этапах (проектирования, составления и издания) специального программного обеспечения, компьютерной техники и других программно-аппаратных устройств.

·         Карты, полученные автоматизированным путем. В данном случае автоматизация охватывает все стадии картографического производства – от подготовки математической основы до составления, издания и распространения продукции. Как правило, такие карты разрабатываются с помощью полнофункциональных ГИС с открытой архитектурой, специальных картографических пакетов и средств компьютерной графики и дизайна.

Отметим, что классификация не должна быть закрыта. По мере накопления данных её необходимо уточнять и дополнять. Анализ общепринятой сегодня схемы классификации карт по тематике показал, что она не полная и нуждается в корректировке. Среди картографов и специалистов отдельных областей и направлений истории и археологии недостаточное внимание уделено АК. Проблемой разработки исторических или археологических карт новой тематики занимаются, как правило, сами археологи. Вместе с тем к решению данной проблемы нужно привлекать картографов, причем как географического направления, так и инженерно-технического.

Представленные авторами подходы к систематизации археологических карт основаны на собственных наблюдениях и опыте,  но с учетом существующих картографических стандартов. В связи с компьютеризацией и информатизацией научных исследований предлагаемая схема будет расширяться и уточняться. Полученные данные и результаты классификации археологических карт помогут оценивать уровень развития АК на каждом этапе, станут основой для разработки новых методик и технологий картографирования археологических памятников, что является важной задачей не только для археологии, но и для смежных наук. Кроме того, учитывая сам факт отсутствия или признания АК, как одного из направлений картографии, следует отметить научно-практическую значимость и актуальность подобных работ, т.к. это является необходимым фактором для развития археологических изысканий в современных условиях.

Рис. 3. Карта сезонных типов могильников плато Укок

Работа выполнена при финансовой поддержке фонда «HumanCapitalFoundation»

Литература:

1.      Берлянт А.М., Востокова А.В., Кравцова В.И. Картоведение: Учебник для вузов. /Под ред. Заслуж. деятеля науки, проф. А.М. Берлянта – М.: Аспект Пресс,
2003. 477 с.

2.      Быков Н.И., Быкова В.А., Крупочкин Е.П., Слюсаренко И.Ю. Расселение древнего населения на плоскогорье Укок (Алтай) //Проблемы археологии, этнографии, антропологии Сибири и сопредельных территорий. Изд-во Ин-та археологии и этнографии СО РАН, 2006. Т.XII. С. 285-291.

3.      Быков Н.И., Быкова В.А. Ориентация погребенных людей в курганах скифской эпохи как источник историко-географической информации. //География и природопользование Сибири. 2003. Вып. 6. С. 214-226.

4.      Кубарев В.Д. Курганы Уландрыка. Новосибирск: Наука, 1987. 302 с.

УДК 902:528.9(571.151)+528.8(571.151)

Е.П. Крупочкин, К.А. Боенко

Археологическое картографирование в России:

а

состояние и пути развития

E.P. Krupochkin, K.A. Boenko Archeological Mapping in Russia:

State and Ways to Develop

Выполнена оценка теории и методологии археологической картографии. Проанализированы основные направления и факторы, обеспечивающие необходимые условия ее развития. Показана и обоснована необходимость внедрения в массовые археологические исследования новых методов математики, геоинформатики и дистанционного зондирования. Для решения задач пространственно-временного анализа первичной археологической информации предложен опыт разработки специализированной ГИС.

Ключевые слова: археологическое картографирование, геоинформатика, археолого-географические информационные системы, новые методы дистанционного зондирования в археологическом картографировании.

Постановка вопроса и аналитический обзор.

Главная задача археологического картографирования (АК) – не просто территориальный анализ археологических памятников посредством карт, а их всестороннее изучение. Для того чтобы оценить современное состояние и обозначить направления будущего развития археологического картографирования, рассмотрим коротко историю его становления. Известно, что важнейшим витком развития научно-технической и методической базы отечественной картографии стал советский период. В это время были созданы замечательные картографические произведения, ставшие на долгие годы образцами науки и искусства. Познавательная (гносеологическая) концепция К. А. Салищева не просто себя оправдала, но и получила дальнейшее развитие в рамках картографического метода исследования, разработанного А.М. Берлянтом.

Сегодня гносеологический подход, не отрицающий роль коммуникативных функций карт и проблем картосемиотики, доминирует не только у нас, но и в мировой картографии.

Вся широта охвата и глубина проработки научных проблем отечественной картографии наглядно показана в трехтомнике (под ред. Н.Н. Комедчикова) национальной библиографии научно-технической

* Работа выполнена при финансовой поддержке фонда «Human Capital Foundation».

The paper estimates the theory and methodology of archeological cartography. The basic directions and the factors providing necessary conditions for its development are analyzed. The authors show and prove the necessity to use new methods of mathematics, geo-informatics and remote sounding for mass archeological researches. In order to decide space and time analysis problems of the primary archeological information they offer the special GIS which include three blocks – the databank, information and logical layers and the block of data modeling. Each block was worked out in details with the description of technical and methodical aspects.

Key words: Archaeological mapping, geo-informatics, arheologo-geographical information systems, new methods of remote sounding in the archaeological mapping.

литературы по картографии (1959-1983) [1]. Для нас особый интерес представляет последний том, в котором содержатся такие разделы, как картографирование населения, экономико-географическое картографирование, картографирование социальной инфраструктуры (сферы обслуживания), картографирование исторических явлений и событий и археологическое картографирование. Интересно, что раздел по археологическому картографированию оказался наименьшим, в нем включены преимущественно планы инструментальной съемки памятников, анализ древних поселений с фрагментами карт-схем крупного масштаба (1:500 – 1:1000).

Большой шаг в развитии археологического картографирования в 90-е гг. прошлого века сделали ученые из Отдела охранных раскопок Института археологии РАН. Так, под руководством Д.С. Коробова была создана инициативная группа «Археолого-географические информационные системы» (АГИС). Работы Д.С. Коробова и Г.Е. Афанасьева [2-4 и др.] способствовали внедрению новых методов в археологию. Электронный журнал в рамках проекта АГИС сразу же положительно себя зарекомендовал. Работы, публикуемые в журнале АГИС, показывают возможности применения ГИС-технологий для решения задач: сбора информации о культурно-исторических памятниках, ее обработки, картографической визуализации (в том

числе в виде тематических карт), пространственного моделирования, каталогизации и др.

Вместе с тем, учитывая малую изученность памятников (на общем фоне России), по-прежнему важны следующие задачи:

1. Поиск новых археологических объектов.

2. Извлечение, анализ и историческая интерпретация информации, полученной из найденных объектов.

3. Создание прогнозных моделей и накопление материала в виде баз данных (реляционных, сетевых распределенных и др.) с возможностью получения информации с помощью систем удаленного доступа.

На протяжении многовековой истории нашей науки актуальность первых двух задач постоянно менялась, поскольку менялась их значимость. Известно, что первые шаги в изучении памятников археологии были связаны с накоплением археологического материала традиционными способами – от случайных находок до полевых разведок и охранных раскопок. Далее с ростом количества материала возникла необходимость его систематизации. Как отмечает Г.Е. Афанасьев, «…в настоящее время археологические исследования уже перестали быть просто раскопками археологических объектов. Они становятся составной частью многогранного мультидисциплинар-ного познавательного процесса, в котором основной упор делается на изучении пространственного распределения накопленного материала в тесной взаимосвязи с природной средой и обитавшими в ней людьми» [5].

Пространственный анализ стал сегодня важной составной частью комплексных исследований культурно-исторических памятников. При этом методы пространственного анализа развиваются в рамках одного из направлений картографии и археологии -археологического картографирования. Однако стоит акцентировать внимание на то, что без участия специалистов в области картографии, сформулировать главные позиции археологического картографирования, отвечающего современным требованиям, практически невозможно.

Например, к таким требованиям должны относиться новые отечественные стандарты, разработанные на основе общих ГОСТов по цифровой картографии, но с учетом специфики предмета. В связи с этим необходимо внедрять технологии и методы (как часть технологий) цифрового археологического картографирования, элементы математико-картографического моделирования, форматы и стандарты геоинформаци-онных систем и комплексов обработки данных дистанционного зондирования, технологии проектирования локальных и сетевых банков данных и др. Отмеченные принципы и требования полностью соответствуют третьей задаче, сформулированной выше.

При решении задач пространственно-временного анализа археологических данных не последнюю роль

играют ГИС-технологии. Существующие ГИС, на наш взгляд, должны служить инструментом накопления, обобщения и анализа различных данных – полевых, инструментальных, данных дистанционного зондирования, картографических материалов и т.п.

Рассмотрим предлагаемую нами модульно-блочную структуру ГИС-проекта «Археологические памятники Чуйского бассейна», который в настоящий момент находится в стадии реализации. Его структура представлена тремя основными блоками (рис. 1). Первый блок образует банк данных, второй представлен набором информационно-логических слоев, третий – блоком моделирования пространственно-координированных данных.

Рис. 1. Модульно-блочная схема ГИС-проекта «Археологические памятники Чуйского бассейна»

Банк данных является ядром системы. Сюда поступает различная информация, характеризующая как сами археологические объекты, так и природные условия территории.

Данные дистанционного зондирования представлены материалами космической съемки, полученными с помощью различных оптико-электронных систем в разное время. Так, к примеру, для работы над археологическим комплексом «Юстыд», расположенным в бассейне Чуи, подготовлены и используются данные многозональной съемки QuickBird (2,5 м, 2004 г.) и Landsat ETM+ (15 м, 2000 г.). При создании цифровых археологических карт использованы снимки Google Earth, конвертированные в формат MapInfo Pro с системой координат WGS-84.

Для поиска и дешифрирования памятников на других площадках (например, на территории Курайской степи) использованы мультиспектральные снимки Ikonos (2,01 м, 2001-2004 гг.) и Landsat ETM+. Последние представлены архивными материалами по состоянию на июнь-август с разными временными датами. При этом очень важно, чтобы данные дистанционного зондирования находились в открытом доступе через сеть Интернет. Бесплатный доступ не только предоставляет возможность осваивать новые технологии в области дистанционного зондирования, но и является стимулирующим фактором их интенсивного развития.

В ходе реконструкции археологического ландшафта и выявления взаимосвязей распределения памятников с факторами природной среды применялись следующие продукты из баз данных Nasa: M0D01 -данные уровня обработки 1А; M0D02 – калиброванные коэффициенты энергетической яркости (уровень 1В); M0D07 (M0D11) – температура поверхности по 5-минутным рядам с шириной ряда 5 км, M0D13Q1 – нормализованный разностный вегетационный индекс NDVI за 16 дней. Отметим, что для решения наших задач дата съемки не имеет принципиального значения, более значимый фактор – сезон съемки.

Картографические материалы включают карты разных масштабов – от 1: 50000 до 1: 500000. Учитывая размеры могильников и тем более самих археологических объектов, использовать мелкомасштабные карты нецелесообразно. Следует отметить, что крупномасштабные картографические материалы (например, карты М 1: 100000) не содержат полной информации о ситуации местности и рельефе. Во-первых, информация на них в значительной степени устарела, так как вся имеющаяся топооснова составлена по данным съемки 1940 и 1960-х гг. Во-вторых, геодезисты при съемке местности не отмечали отдельно расположенные объекты, а фиксировали только места их повышенной концентрации. Таким образом, проблема, связанная с обновлением топоосновы,

решалась нами с помощью материалов космической съемки, а топографические карты послужили ценным источником информации для восстановления и коррекции цифровых моделей рельефа (ЦМР) исследуемых площадок.

Археологические наблюдения и инструментальная съемка. Археологические данные и большая часть материалов инструментальной съемки левого берега Юстыда были получены по результатам полевых исследований дендрохронологического отряда под руководством И.Ю. Слюсаренко (ИАЭТ СО РАН, 2005-2009). Значительная часть полевых наблюдений была получена по результатам экспедиций

Н.И. Быкова (ГОУ ВПО АлтГУ, 2007-2009) по трем участкам – нижней части долины Большого Яломана (Яломанский археологический комплекс), Курайской котловине и прилегающей к ней долине (могильники Курайка, Коол-I и др.). Последние представляют интерес в связи с приведенными И. А. Хрусталевой ботаническими описаниями растительности (площадки 50^50 см), которые использованы нами для изучения индикационных характеристик объектов при решении задач автоматизированного дешифрирования.

Кроме того, для формирования единого банка данных Жаном Буржуа и Воутером Гейле (Гентский университет, Бельгия) нам были переданы результаты съемки правого берега Юстыда, которая выполнялась с помощью одночастотного спутникового приемника GPS Leica SR20 в 2004 и 2005 гг. Как правило, съемка памятников одновременно сопровождалась подробным описанием объектов в полевой дневник или ноутбук. Описание содержит информацию о типологии объекта (с предварительным отнесением к определенному типу и культуре), морфологических свойствах, геометрической структуре и составе материала, из которого сложен объект. Кроме описания, для некоторых объектов выполнялась фотосъемка.

На начальном этапе исследований в нашу задачу входили сбор разнородной информации и ее перевод в цифровой формат. Иначе говоря, суть проблемы заключается в унификации различных методических подходов и технологий для получения качественных и доступных для всех специалистов цифровых картографических материалов. Подчеркнем, что разработка единой технологии сплошного картографирования археологических памятников является новой и реализуется для Алтайских гор впервые. Это особенно важно для дальнейшего совершенствования методологии археологических изысканий, соответствующих уровню XXI в. Отметим, что выделенные четыре элемента банка данных – это не окончательная его структура, так как в дальнейшем предполагается ввод новых элементов -географических, социально-экономических, палеокли-матических, дендрохронологических, геофизических.

Все элементы банка данных, как и собственно сам банк данных, являются открытыми, т.е. способными

включать новую информацию для хранения, реализации статистических и картографических запросов, обработки и т. п.

В основу организации пространственных данных в реализуемом ГИС-проекте положен послойный принцип, предполагающий логическое и физическое разделение информации. Такие слои представлены как в векторных, так и в растровых форматах с учетом топологии – геометрического отношения между объектами с сохранением идентификации, позволяющей выполнять операцию «Geolink».

Логическая организация пространственных данных. Набор отдельных слоев создается в форматах Tab и Shape с помощью программы MapInfo Pro. В рамках проекта формируются две группы пространственных данных: 1) информационно-картографические слои, образующие географическую основу и 2) слои, формирующие тематическую нагрузку.

Первая группа представлена следующими слоями: рельеф (в виде изолиний и точек с абсолютными отметками высот); гидрографическая сеть (реки, болота, родники и т.п.); растительность; инфраструктура, включающая сеть населенных пунктов и систему коммуникаций; границы территориальноадминистративного деления. Вторая группа представлена набором тематических слоев, содержащих информацию об археологических объектах с таблицами атрибутов, соответствующими этим объектам (см. табл.).

Разрабатываемая база данных для ГИС включает информацию об объектах археологии Юстыдского археологического комплекса, Курайской степи, плато Укок, долин рек Сары-Габо, Уландрык. На сегодняшний день в базе данных зарегистрировано более 1000 объектов Чуйского бассейна. Высокоточная тахеометрическая съемка археологических объектов и ситуации местности выполнялась Е.В. Кравченко при участии Е.П. Крупочкина, что легло в основу состав-

ления детальных археологических планов отдельных модельных площадок Чуйского бассейна.

В рамках подготовки ГИС-слоев важное значение имеет точность пространственного координирования объектов и географическая привязка площадок. Отметим, что фиксация координат памятников производилась нами с помощью GPS приборов: Garmin Etrex (12-канальный навигатор с точностью позиционирования ±5 м) и многоцелевого навигатора GPS Map 60Cx. Благодаря использованию нового чипсета и усиленной антенне Sirf-III прибор GPS Map 60Cx позволил зафиксировать координаты памятников и площадок с точностью 2-5 м.

В ходе полевого сезона текущего года высокоточная фиксация и съемка памятников долины р. Юстыд была продолжена Жаном Буржуа (Гентский университет, Бельгия) совместно с И.Ю. Слюсаренко (ИАЭТ СО РАН, Новосибирск). Полученные данные также будут использованы в нашем ГИС-проекте для расширения банка данных Чуйского бассейна.

Дополнительно был введен слой «Frame», показывающий границы и включающий идентификационные характеристики площадок.

Второй блок системы состоит из комплекса разнообразных исследовательских инструментов, предназначенных для пространственного анализа объектов археологии. К таким инструментам относятся модули «Поверхность», «АРС», «Spatial Analyst», «3D-Analyst», программные средства «Surfer», «Mag», «Statistica» и т.п. Как известно, блок моделирования для большинства ГИС не является базовым, поэтому его реализация возможна за счет отдельных надстроек-модулей, расширяющих функциональность ГИС-пакетов. Например, модули «Поверхность» и «АРС», предназначенные для картографического пакета MapInfo Pro, позволяют выполнять процедуру восстановления поверхностей алгоритмами средневзвешенной интерполяции

Структура тематических слоев для ГИС «Археологические памятники Чуйского бассейна»

Наименование слоя (английский) Наименование слоя (русский) Информация в таблицах атрибутов

Stone plate Каменная плита с рисунком Описание местонахождения объекта

Stelle Стела Указание номера площадки и номера объекта

Вalbals Балбалы

Labyrinths Каменные сооружения в виде лабиринтов Указание номера площадки и номера объекта

Stone Отдельно лежащие камни –

Stone structures Сооружения из камня в виде различных фигур Описание внешних морфологических признаков объекта

Ritual structures Поминальные выкладки Указание номера площадки и номера объекта

Kurgans Курганы Указание номера площадки и номера объекта

Khereksurs Херексуры Указание номера площадки и номера объекта

Stonecircles Каменные кольца Указание номера площадки и номера объекта

0gradki Оградки Указание номера площадки и номера объекта

по данным, расположенным в опорных точках или в областях (например, участки наблюдения и сбора образцов древесины и др.). Модули «Spatial Analyst» и «3D-Analyst», разработанные для ГИС ArcView (ESRI), обладают возможностями построения цифровых моделей рельефа и пространственного моделирования археологических данных. С их помощью можно получить изолинейные векторные либо растровые grid-модели с возможностью их последующей переклассификации с учетом заданных характеристик. Результатами археологического моделирования с применением таких программ, как «Surfer», «Mag», «Statistica», являются математико-картографические и статистические модели, позволяющие создавать зоны видимости, определять оптимальные площадки наблюдения, вычислять парные и множественные связи между анализируемыми факторами, облегчающими интерпретацию данных. Это важно не только для понимания механизма расселения и уклада жизни древних людей, но и для решения задач поиска новых и еще не исследованных стоянок древнего человека.

Полученные дискретные и континуальные модели могут быть представлены как в виде двумерного массива данных, так и в виде векторных изолинейных моделей. К последним относятся изокорреляты, позволяющие установить пространственные значения корреляции между показателями плотности археологических памятников и факторами среды обитания.

Однако для выполнения реконструкции, ориентированной на методы имитационного моделирования, необходимы достоверные сведения о климате и окружающей среде изучаемой культурной эпохи. Такие сведения позволяют получить комплексные естественно-научные исследования археологических памятников, включающие дендрохронологический, палеокарпологический, радиоуглеродный и геофизические анализы.

Главная задача блока «моделирование» – изучение в ретроспективе палеоклиматической ситуации Чуй-ского бассейна. Для получения палеоклиматических карт предлагается изолинейный подход, реализуемый по технологии скользящего шестиугольника. При использовании данной технологии вся исследуемая территория покрывается сетью неравных гексагональных ячеек. Причем чем сложнее показатель, тем меньше радиус вписанной окружности. Преимущество такого подхода заключается в том, что ячейки, полученные в результате обработки гексагональной сетью, по сравнению с распространенными квадратными, более компактны и репрезентативны. Карты, составляемые на основе регулярных гексагональных сетей, обладают повышенной точностью, информативностью и реалистичностью археологических реконструкций.

ГИС-модели, в которых заложены параметры колебаний климата в древности и его влияние на систему расселения древних кочевников, открывают новые

возможности для глубокого изучения потенциальных экономических зон и коридоров движения поселений Чуйского бассейна с учетом палеоклиматических особенностей территории. Кроме того, построение таких моделей важно для исторической интерпретации культурно-исторического наследия данного региона начиная с эпохи поздней древности и заканчивая эпохой раннего и развитого средневековья.

Третий блок представлен подсистемой вывода результатов анализа и моделирования данных в аналоговом и цифровом виде. Для этих целей адаптирован механизм конвертации данных из собственного формата ГИС в обменные векторные и растровые форматы, использующиеся в автоматизированных информационных системах разного функционального типа – tab, shape, hdr, dxf, f1m, srf, pcx, wmf, dbf и др. Возможны три основных способа вывода данных: 1) вывод информации на печать (плоттер, принтер и т. п.), 2) визуализация на дисплее рабочего комплекса, 3) конвертация данных и запись файлов определенного типа на магнитные носители.

Проблемы археологического картографирования и пути решения.

Основная проблема заключается в том, что темпы развития археологического картографирования остаются по-прежнему очень низкими. Все другие проблемные вопросы – классификация, семиотика, стандартизация и т. д., являются лишь следствием. Сегодня слабо решается проблема картосемиотики при археологическом картографировании. В условных обозначениях наблюдается большой разнобой. В каждой конкретной организации вошли в традицию определенные категории условных знаков, но единого подхода и единых требований нет. Особенно актуальна отмеченная проблема для цифровых археологических карт, так как различные категории ГИС включают собственные наборы условных знаков (шаблоны), которыми пользуются авторы-составители. Есть вопросы и к существующей классификации, в которой блок археологических карт представлен очень узко и односторонне. Классификационные перечни требуют дополнения, уточнения и детализации.

Отметим проблемы взаимодействия дистанционных методов и археологического картографирования. При решении задач археологической картографии данные дистанционного зондирования (ДДЗ) используются однообразно, но это в лучшем случае. Между тем источники ДЗ включают в себя данные космической съемки, данные сканирующих устройств (как пассивных, так и активных – например, радиолокационные системы – РЛС), современные ПЗС-системы (цифровая съемка с помощью приборов с зарядовой связью) и др. Многие научно-прикладные задачи решаются сегодня именно с помощью данных дистанционного зондирования. Это экономит время и трудозатраты, позволяет изучить природный или антропогенный

объект как внешне (форма, положение и т.д.), так и внутренне (состояние, структура и т.п.).

Актуальной задачей является разработка с помощью данных дистанционного зондирования и ГИС то-поосновы для будущих археологических карт. Однако в отечественном археологическом картографировании данные вопросы проработаны слабо.

В XXI в., по мнению многих специалистов [4-6 и др.], количественный объем археологической информации стремительно увеличивается, и в полной мере обрабатывать его традиционными способами становится невозможным. Отсюда возникает необходимость применять новые технологии хранения и обработки археологических данных, связанных с использованием компьютеров и прикладных информационных систем.

Отметим, что интерпретация и анализ археологического материала невозможны без его пространственной привязки. Специализированного археологического программного обеспечения для таких целей пока нет. На сегодняшний день в археологическом сообществе назрела необходимость унификации описания археологических памятников в связи с созданием российского государственного реестра объектов культурно-исторического наследия, учета этих сведений при подготовке кадастровых документов земельных участков, а также облегчения обработки формализованных данных. Исходя из поставленных задач многие ученые начинают осознавать насущность разработки таких специализированных программных комплексов с возможностью автоматического вывода результатов обработки, в том числе в виде цифровой археологической карты.

В последнее время нами ведется активная работа в области информатизации и компьютеризации археологических исследований. Реализуется ГИС-проект «Археология Чуйского бассейна», продолжен сбор информации и ее конвертация в специальные форматы данных для ГИС, разрабатываются новые оригинальные методы математико-картографического моделирования для отдельных модельных площадок Чуйского бассейна. Памятники из условной системы координат переводятся в единую систему координат на сфере. Далее разрабатываются новые тематические карты, отражающие сезонность захоронений, нагре-ваемость (распределение тепла земной поверхности), плотность памятников и др. (рис. 2).

Результаты исследований, выводы и рекомендации.

1. Одна из актуальных задач современного общества – сохранение объектов культурно-исторического наследия. С научной точки зрения для таких объектов необходим полный цикл исследований. Вместе с тем на обширных пространствах нашей страны большая часть археологических памятников не только не исследована, но и не зафиксирована. Другая важная

задача – это получение полного и объективного представления о распределении памятников в исследуемом пространстве; о плотности и концентрации находок, характере их распространения; о ландшафтах территории с точки зрения эффективности их культурнохозяйственного и транспортного освоения. Такое представление можно получить в результате создания специальных археолого-географических карт.

При этом необходимо учесть громоздкость и трудоемкость традиционных методов археологического картографирования. К примеру, в процессе изучения значительного количества памятников достаточно сложно визуально определить по традиционным бумажным картам центр, периферию и закономерности их распределения. В некоторых случаях проблему может решить выборочное исследование, ограниченное некоторым числом памятников относительно их общего количества (генеральной совокупности). Но при изучении крупных регионов (например, Сибири) данный подход также может оказаться неточным, допускающим существенные ошибки репрезентативности. Кроме того, на таких обширных пространствах необходимо учитывать дифференциацию природных и климатических условий, т.е. географический фактор зональности, что обязывает увеличивать выборку и приближать ее к генеральной совокупности.

Для оперативного решения задач поиска, регистрации, каталогизации и картографирования археологических памятников предлагается создание и реализация соответствующего ГИС-проекта. В рамках проекта разработаны основные блоки и модули, выбраны и обоснованы источники получения первичной информации об исследуемых объектах. Представлены новые методические подходы обработки археологических данных, основанные на результатах дешифрирования космических снимков высокого разрешения. Таким образом, междисциплинарные методы позволяют не только решать задачу картографирования, но и выйти на уровень реконструкции общественной и территориальной организации древнего расселения.

2. С начала 1990-х гг. накоплен огромный материал в области археологического картографирования, который долгое время не подвергался анализу и систематизации. Между тем появилась необходимость решения ряда проблем – систематизации археологокартографических произведений, разработки методов стандартизации для проектирования и составления археологических карт разных масштабов, генерализации при цифровом археологическом картографировании и многих других.

Благодаря стремительному развитию науки и техники появился интерес к новым методам интерпретации артефактов. В частности, к таким методам относятся следующие виды моделирования: математическое, информационное, имитационное, фотограмметрическое, стереомоделирование и др. Их

Рис. 2. Фрагмент карты сезонности захоронений плато Укок (Чуйский бассейн, Республика Алтай)

синтез может быть представлен в виде теории и технологии математико-картографического моделирования пространственной организации археологических культур. Несмотря на то, что теория математикокартографического моделирования появилась еще в 1980-е гг., в археологию она вписалась только сегодня. Высокий уровень развития компьютерной индустрии открыл новые горизонты применения математико-картографического моделирования для решения задач: пространственно-временного анализа археологических памятников, изучения вопросов расселения, демографии, палеоэкономических и палеоэкологических реконструкций, социальной организации и т. д.

В процессе разработки математико-картографических моделей предлагается использовать данные массовых археологических наблюдений памятников, результаты фотограмметрической обработки и дешифрирования космических снимков, а также дендро-хронологического и палеоклиматического анализов и др. Главным способом визуализации разработанных моделей является изолинейный (континуальный). Изолинейные модели, визуализированные в и-мерном пространстве с помощью ГИС, показывают археологу абстрактный рельеф, созданный событиями изучаемой им исторической эпохи. Совмещение разновременных изолинейных моделей дает возможность изучать динамику явлений; пространственную зависимость между компонентами природной среды и геодемогра-фической ситуацией; разрабатывать ретроспективные модели. Прогностический характер последних выражается не только в определении «ядер» (ареалов) максимальной плотности поселений, но и в установлении центров производства. Совмещение разновременных изолинейных моделей с помощью оверлейных операций в ГИС дает возможность проследить главные направления и коридоры движения в связке с географическими и климатическими условиями.

Для реализации задач математико-картографического моделирования в нашем ГИС-проекте предусмотрен блок моделирования пространственных данных (см. рис. 1). При разработке математических моделей применяется процедура алгоритмизации и формализации поставленных задач. Для реализации предложгнных моделей и трехмерного моделирования предлагается технология аппроксимации исходных данных на основе эквиклеточных (гексагональных) сетей. Для этого в настоящее время ведется разработка нового специализированного модуля (программы), реализуемого с помощью языка МарБачс.

3. В структуре ГИС-проекта основной акцент направлен на использование данных дистанционного зондирования, под которыми мы будем понимать преимущественно космические снимки. Предлагаемый источник исходных данных для решения археологических задач не является традиционным, а для многих

археологов, напротив – принципиально новым. При этом важно уметь использовать космические снимки не только для просмотра территории, где запланированы полевые работы. Главная задача – научиться извлекать максимум информации как о территории, так и о самих объектах изучения. К первой категории относятся показатели, характеризующие растительный покров, подстилающую поверхность, температурные градиенты и т. п. Вторая категория представлена морфометрическими показателями, фрактальными коэффициентами и индексами, позволяющими выполнять автоматизированное распознавание археологических объектов в разных географических условиях.

Дистанционное зондирование – это новый и эффективный аппарат исследования массового археологического материала. Отметим, что данные дистанционного зондирования являются важным источником информации для специализированных археолого-информационных систем. Большую роль играет сегодня ориентация на программное обеспечение, совмещающее функции векторных и растровых систем. Вместе с тем нельзя недооценивать важность разработки принципиально новых методических подходов и авторских программных продуктов, в значительной степени расширяющих существующие возможности обработки данных дистанционного зондирования. К последним относится разрабатываемая нами программа автоматизированного поиска и дешифрирования археологических объектов на космических снимках.

Для решения задачи поиска и идентификации археологических объектов используется математическое описание пространственного распределения яркостей и корреляций. В основу разрабатываемого модуля для ПК Бпу1 положен принцип формирования признаковых пространств крупномасштабных изображений и алгоритм автоматизированного выделения искомых участков (могильников, насыпей, оградок и других сооружений). Работа алгоритма построена на сравнении значимых клик участков изображения заданной размерности, называемых окнами анализа. При реализации алгоритма сегментации, необходимого для анализа космических снимков различного разрешения, использована взвешенная мера количественной оценки близости текстурных образцов в пространстве признаков, построенных с применением структурно-яркостных характеристик эскизов образцов. Для определения оптимальной меры количественной оценки близости текстурных образцов проведены соответствующие эксперименты. При этом особое внимание уделено анализу взвешенного евклидового расстояния.

Первая фаза тестирования алгоритма при поиске объектов на трехканальных (ЯвВ) снимках уже показала неплохие результаты. На рисунке 3 представлен фрагмент площадки .№4 (долина Юстыда, Республика

Рис. 3. Результат автоматизированного поиска курганов в заданной области

Алтай), где программа осуществляла поиск объектов в пределах заданного окна. Результаты поиска при распознавании курганных насыпей оказались в целом положительными при относительной погрешности 87%. Эксперименты показали целесообразность использования программы, когда обработке подвергаются снимки высокого разрешения. Такое разрешение должно составлять, как минимум, половину от среднего размера объектов. Таким образом, при диаметре

курганных насыпей от 4 до 8 м и пространственном разрешении снимка 3 м, результат оказался весьма приличным. Тем не менее есть объекты, которые слабо выражены в трехканальном изображении, соответственно, программа их не смогла распознать. В этом случае необходимо совершенствование алгоритма поиска с ориентацией на использование спектрозональных данных и разработку специальных цифровых масок.

Библиографический список

1. Комедчиков Н.Н., Лютый А. А., Нарских Р.С. Национальная библиография научно-технической литературы по картографии. 1959-1983 гг. – М., 1997. – Т. 3.

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

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

3. Афанасьев Г.Е., Коробов Д.С. Использование ГИС в изучении системы расселения аш-тигоров и выделении зон биопродуктивности в УІІ-ХІІ вв. на Северном Кавказе // Археология и геоинформатика. – 2007. – Вып. 4. – Электронный оптический диск (СБ-КОМ). – Загл. с экрана.

4. Коробов Д.С. Применение методов пространственного анализа при изучении системы расселения алан Кис-ловодской котловины // Археология и геоинформатика. -2008. – Вып. №5. – Электронный оптический диск (СБ-КОМ). – Загл. с экрана.

5. Афанасьев Г.Е. Основные направления применения ГИС- и ДЗ-технологий в археологии // Геоинформационные

технологии в археологических исследованиях (Москва, 2 апреля 2003 г.): сб. докл. / Ин-т археологии РАН. -Электронный оптический диск (СБ-КОМ). – Загл. с экрана.

6. Васильев Ст.А. Проект «АИС Археограф» // Археология и геоинформатика. – 2006. – Вып. №3. – Электронный оптический диск (СБ-КОМ). – Загл. с экрана.