Археологийн баримтжуулалтын фотограмметрийн аргууд
Баримтжуулалт нь археологийн судалгааны хамгийн чухал үе шатуудын нэг юм. Жижиг эд өлгийн зүйлс, стратиграфийн онцлогоос эхлээд эртний барилга байгууламж хүртэлх нээлт бүр өвөрмөц бөгөөд малтлагын дараа давтагдашгүй байдаг. Тиймээс археологичид үнэн зөв, нарийвчилсан, хариуцлагатай бичлэгийн аргуудыг шаарддаг. Сүүлийн хэдэн арван жилд фотограмметр нь археологийн дурсгалт газар, объектуудыг баримтжуулах тэргүүлэх арга техник болж гарч ирсэн. Төрөл бүрийн өнцгөөс авсан гэрэл зургийг ашиглан фотограмметр нь харааны бүтэцтэй, гурван хэмжээст (3D) загваруудыг нарийн гаргаж чаддаг. Энэхүү нийтлэлд археологийн баримтжуулалтад фотограмметрийн үндсэн ойлголтууд, ажлын үе шатууд, ашиг тус, бэрхшээлүүдийг авч үзэх болно.
Фотограмметрийг ойлгох нь болон түүний хэрхэн ажилладаг талаар
Фотограмметр гэдэг нь гэрэл зураг дээр үндэслэн объектуудыг хэмжих, загварчлах арга юм. Үүний гол зарчим нь давхардсан 2 хэмжээст гэрэл зургийн цувралаас 3 хэмжээст дүрсийг сэргээн босгох явдал юм. Програм хангамж нь олон гэрэл зураг дээрх нийтлэг цэгүүдийг (онцлогийг тохируулах) хайж, дараа нь триангуляцийг ашиглан камерын байрлал болон объектын геометрийг тооцоолдог. Үр дүн нь нягт цэгийн үүл (нягт цэгүүдийн цуглуулга), тор (олон өнцөгт гадаргуу), бүтэцтэй газрын зураг (бүтцийн давхарга) байж болно.
Археологийн хүрээнд фотограмметр нь эвдэхгүй арга бөгөөд хээрийн нөхцөлд (ил задгай талбай, байгууламж, малтлага) болон лабораторид (олдвор, яс, ваар, бичээс) аль алинд нь хэрэглэж болно. Харааны болон геометрийн өгөгдлийн хослол нь үүнийг дүн шинжилгээ хийх, нийтлэхэд маш ашигтай болгодог.
Археологийн салбарт фотограмметри яагаад чухал вэ?
Фотограмметр нь археологийн баримтжуулалтын хэрэгцээг хангаж чаддаг тул түгээмэл болсон бөгөөд энэ нь нарийвчлал болон үр ашгийг хоёуланг нь шаарддаг. Гар зураг, гараар хэмжилт хийх, ердийн гэрэл зураг зэрэг уламжлалт бичлэгийн аргууд чухал хэвээр байгаа ч тэдгээр нь хязгаарлалттай: цаг хугацаа их шаарддаг, нарийн төвөгтэй хэлбэрийг буулгахад хэцүү, орон зайн нарийвчилсан шинжилгээ хийхэд хангалтгүй байдаг.
Фотограмметрийн тусламжтайгаар археологичид дараахь зүйлийг хийж чадна.
1. Давхаргыг илүү гүн ухахаас өмнө талбайн нөхцөл байдлыг хурдан тэмдэглэ.
2. Зай, талбай, эзэлхүүнийг хүссэн үедээ дахин тооцоолох боломжтой өргөтгөх боломжтой 3 хэмжээст загварыг гаргадаг.
3. Хадгалалт болон дахин судалгаа хийхэд ашигтай, байнгын дижитал архив үүсгэх.
4. Баталгаажуулах зорилгоор өгөгдлийг хуваалцаж болох тул шинжлэх ухааны ил тод байдлыг нэмэгдүүлэх.
Фотограмметрийг салбарт хэрэглэх үе шатууд
Археологийн дурсгалт газруудын фотограмметрийг ерөнхийдөө дараах үе шатуудаар хийдэг.
1. Төлөвлөлт ба бэлтгэл
Буудлага хийхээс өмнө баг зорилгоо тодорхойлох шаардлагатай: малтлагын талбай, тодорхой онцлог шинж чанарууд (жишээлбэл, шал, хана, булш), эсвэл тухайн газрын ландшафтыг баримтжуулахыг хүсч байгаа эсэх. Төлөвлөлтөд хэмжээс, шаардлагатай нарийвчлал, гэрэлтүүлгийн нөхцлийг тодорхойлох орно.
Мөн Газрын хяналтын цэгүүд (ГХЦ) эсвэл хэмжих хэмжүүр гэх мэт хяналтын цэгүүдийг бэлтгэх нь чухал юм. Дифференциал GPS эсвэл нийт станцаар хэмжсэн ГХЦ нь 3D загварын газарзүйн лавлагааны нарийвчлалыг сайжруулна.
2. Зураг авах (Өгөгдөл цуглуулах)
Загварын чанар нь зургийн чанараас ихээхэн хамаардаг. Фотограмметрийн зарим үндсэн зарчим нь:
– Өндөр давхцал: зургуудын хоорондох зай ойролцоогоор 70–80%.
– Янз бүрийн буудлагын өнцөг: дүрсний нарийн ширийн зүйлийг авахын тулд дээрээс болон хажуу талаас авсан зургууд.
– Тогтмол фокус болон гэрэл зураг авах: бүдэг эсвэл хэт бараан/тод зураг авахаас зайлсхий.
– Тогтвортой гэрэлтүүлэг: хурц сүүдэр нь сэргээн босголтыг хэцүү болгож болзошгүй; жигд гэрэлд зураг авах нь илүү тохиромжтой.
Талбайд камерыг гараар барих, штатив дээр суурилуулах эсвэл том талбайд дронтой хамт ашиглах боломжтой. Гадаргуугийн малтлагын баримтжуулалтын хувьд хамгийн доод түвшний гэрэл зураг (дээрээс перпендикуляр) маш түгээмэл байдаг.
3. Програм хангамж дахь боловсруулалт
Зураг цуглуулсны дараа өгөгдлийг фотограмметрийн програм хангамж (жишээ нь, Agisoft Metashape, RealityCapture, эсвэл Meshroom гэх мэт нээлттэй эхийн програм хангамж) ашиглан боловсруулдаг. Боловсруулалтын алхмууд нь ихэвчлэн дараахь зүйлийг агуулдаг.
– Зургуудыг тэгшлэх: камерын байрлалыг тодорхойлж, сийрэг цэгэн үүл үүсгэдэг.
– Өтгөн үүл үүсгэх: өтгөн цэгүүдийн цуглуулга үүсгэдэг.
– Build Mesh: загварын гадаргууг бүтээнэ.
– Бүтэц үүсгэх: зургийн бүтцийг гадаргуу дээр наана.
– Масштаб/Газарзүйн лавлагаа: Загвар нь бодит хэмжээтэй тохирч байхаар GCP-ийн масштаб эсвэл координатыг оруулна уу.
Эцсийн үр дүнг цаашид дүн шинжилгээ хийхийн тулд янз бүрийн формат (OBJ, FBX, LAS/PLY, GeoTIFF ортомозаик) руу экспортлох боломжтой.
4. Баримтжуулалтын бүтээгдэхүүн: Ортофото зураг, 3D загвар, газрын зураг
Фотограмметри нь дараахь зүйлийг багтаасан маш үнэ цэнэтэй үр дүнг гаргадаг.
– Ортофото/ортомозайк: хэтийн төлөвийн гажуудлыг зассан бөгөөд газрын зураг болгон ашиглаж болох дээд талын зураг.
– Бүтэцтэй 3 хэмжээст загварууд: дүрслэл болон хэлбэрийн шинжилгээнд тохиромжтой.
– Дижитал өндрийн загвар (DEM): тухайн талбай дээрх микро топографийн судалгаанд тусалдаг өндрийн загвар.
Энэ бүтээгдэхүүнийг орон зайн шинжилгээнд зориулж ГИС-тэй нэгтгэж болно, жишээлбэл, олдворын тархалтыг зураглах эсвэл онцлог шинж чанаруудын хоорондын хамаарлыг ойлгох.
Олдвор болон жижиг олдворуудын фотограмметр
Газраас гадна фотограмметр нь ваар, чулуун багаж хэрэгсэл, хөшөө, бичээс зэрэг жижиг эд өлгийн зүйлсэд онцгой үр дүнтэй байдаг. Гэрэл зургийг ихэвчлэн төвийг сахисан дэвсгэр, сарнисан гэрэлтүүлэг, тэгш өнцөг үүсгэхийн тулд эргэлдэгч ширээ бүхий хяналттай орчинд авдаг.
Үүний гол давуу тал нь элэгдлийн ул мөр, чимэглэл, хагарал зэрэг нарийн ширийн зүйлийг буулгах чадвар юм. Эд өлгийн зүйлсийн 3 хэмжээст загварыг дараах зорилгоор ашиглаж болно:
– Хэсэгчилсэн хэсгүүдийг дижитал байдлаар сэргээн засварлах,
- 3D хэвлэх замаар хуулбар хийх,
- Музейн виртуал үзэсгэлэнгүүд.
Фотограмметрийн бусад аргуудтай харьцуулахад давуу талууд
Фотограмметрийг ихэвчлэн лазер сканнердахтай (LiDAR/газрын лазер сканнердах) харьцуулдаг. Хоёулаа 3 хэмжээст загвар гаргах боломжтой боловч фотограмметр нь хэд хэдэн давуу талтай:
– Зөвхөн камер болон програм хангамж шаарддаг тул харьцангуй бага зардалтай.
– Зураг ашигладаг тул харааны бүтэц нь илүү бодитой байдаг.
– Дрон бүхий ландшафтын олдворуудаас эхлээд янз бүрийн хэмжээнд уян хатан.
Гэсэн хэдий ч лазер сканнер нь бага гэрэлтэй нөхцөлд маш сайн ажилладаг бөгөөд бүтэц багатай гадаргуу дээр илүү тогтвортой байж чаддаг. Практикт олон археологийн төслүүд энэ хоёрыг хослуулсан байдаг.
Сорилтууд ба хязгаарлалтууд
Фотограмметр нь маш хэрэгтэй боловч урьдчилан таамаглах шаардлагатай бэрхшээлүүдтэй байдаг:
1. Нэг төрлийн буюу тусгал гадаргуу (жишээ нь өнгөлсөн чулуу, гялалзсан металл)-ийг онцлог шинж чанар дутмаг тул дахин бүтээхэд хэцүү байдаг.
2. Ургамал болон хөдөлж буй объектууд (өнгөрч буй хүмүүс, навч үлээх) нь загварт чимээ шуугиан оруулж болно.
3. Тооцоолох хүчин чадал: өндөр нягтралтай зургийг боловсруулахын тулд хангалттай RAM болон GPU бүхий компьютер шаардлагатай.
4. Өгөгдлийн менежмент: зургийн файлууд болон боловсруулалтын үр дүн маш том байж болох бөгөөд цэвэр хадгалах систем болон мета өгөгдөл шаарддаг.
5. Нарийвчлал нь масштабын хяналтаас хамаарна: GCP эсвэл масштабын хэмжилтгүйгээр 3D загвар нь харааны хувьд "сайн" байж болох ч шинжлэх ухааны хэмжилтэд хүчин төгөлдөр биш байж болно.
Тиймээс хээрийн үйл ажиллагааны стандарт, камерын параметрүүдийг бүртгэх, хяналтын хэмжилтийн журмыг маш их зөвлөж байна.
Хадгалалт болон олон нийтэд түгээхэд үзүүлэх нөлөө
Фотограмметр нь зөвхөн судлаачдад төдийгүй байгаль хамгаалагчид болон олон нийтэд ашиг тустай. 3 хэмжээст загварууд нь цаг хугацааны явцад, жишээлбэл, цаг агаарын нөлөөлөлд өртсөн сүм хийдийн толь бичигт учирсан хохирлыг хянах боломжийг олгодог. Цаашилбал, фотограмметрийн үр дүнг боловсролын зорилгоор, виртуал аялал жуулчлал, интерактив үзэсгэлэнгийн материалд ашиглаж болно. Тиймээс фотограмметр нь эрдэм шинжилгээний судалгааг хадгалалт, олон нийтийн харилцаа холбооны хэрэгцээтэй холбоход тусалдаг.
Дүгнэлт
Фотограмметрийн техникүүд орчин үеийн археологийн баримтжуулалтад чухал хэрэгсэл болсон. Харааны нарийвчлалтайгаар баялаг 3 хэмжээст загвар гаргах чадвартай тул фотограмметр нь археологийн өгөгдлийг бүртгэх, шинжлэх, хадгалах боломжийг сайжруулдаг. Өндөр давхцал, масштабын хяналт, өгөгдөл боловсруулах шаардлагатай зэрэг хязгаарлалттай боловч эдгээр бэрхшээлийг нарийн төлөвлөлт, стандартчилагдсан журмаар даван туулж болно. Хадгалалт, мэдлэгт илүү их нэвтрэх хэрэгцээ нэмэгдэж байгаа энэ үед фотограмметр нь археологичдод өнгөрсөн үеийг илүү нарийвчлалтай, ил тод, урт хугацааны дижитал архивын өв уламжлалтайгаар бүртгэх шинэ аргыг санал болгож байна.
Хэрэв та хүсвэл би энэ өгүүллийг илүү эрдэм шинжилгээний (ишлэл болон ном зүйн жагсаалттай) болгож өөрчлөх эсвэл дрон фотограмметри, стратиграфийн малтлагын баримт бичиг, эсвэл музейн эд өлгийн зүйлийн фотограмметри болгон өөрчилж болно.
