Мониторинг состояния объектов культурного наследия и культурных ландшафтов с помощью инструментов дистанционного зондирования

Развитие информационных технологий и проникновение информационных технологий в разные сферы человеческой жизни способствовало бурному развитию космической инфраструктуры и существенному наращиванию космической группировки искусственных спутников земли. На основе космической навигации и космических снимков построены все современные геоинфор-мационные сервисы и геоинформационные системы. Спрос на их услуги увеличивает и спрос на новый спутниковый ресурс. Сегодня дистанционным зондированием Земли занимаются не только крупные государственные операторы спутниковой связи и военные, но и частные компании. Орбитальная группировка искусственных спутников земли стремительно растет, в том числе и за счет абсолютно нового типа машин – наноспутников1. Американская компания Planet владеет группировкой, которую входит свыше 150 подобных аппаратов. Вместе с количеством аппаратов растет и пространственное разрешение космических снимков. В настоящее время компания заявляет о возможностях своих снимках с разрешением 3 метров и 72 сантиметров с периодичностью съемки от двух раз в день. Американская компания DigitalGlobe (входящая с 2017 года в корпорацию Maxar Technologies), которая, в частности, является поставщиком спутниковой съемки и геопространственных данных для Google (и частично для Яндекс) владеет спутниковыми аппаратами, которые выдают космические снимки дистанционного зондирования Земли сверхвысокого разрешения от 0,25 м до 0,5 м (WorldView 1, 2, 3, 4) 2.

Российские спутники дистанционного зондирования Земли Ресурс-П способны выдавать космические снимки разрешением не хуже 1 метра в панхроматическом режиме и 2-3 метра в муль-тиспектральном. Наноспутники компании Planet обеспечивают ежедневное покрытие поверхности Земли с разрешением 3-4 метра. Компании интеграторы, работающие в области геоинформацион-ных технологий и аэрокосмического мониторинга, дают возможность получать фотосъемку с большого количества комических аппаратов от разных компаний со всего мира, а также предоставляют услуги по обработке и сложной аналитике получаемого массива данных.

Данные дистанционного зондирования Земли активно применяются в самых разных отраслях хозяйственной деятельности по всему миру. В России технологии дистанционного зондирования активно используются структурами МЧС, в природоохранной деятельности, в лесном хозяйстве, при геологоразведке и в горнодобывающей промышленности, в сельском хозяйстве, в строительной деятельности, а также в государственном и муниципальном управлении. Разрабатываются методики мониторинга рационального природопользования на основе технологий дистанционного зондирования Земли 3.

Возможности, которые дает дистанционное зондирование Земли, могли бы быть использованы и в сфере охраны и сохранения объектов культурного наследия народов России. Однако, технологии дистанционного зондирования пока нашли свое применение только при работе с памятниками археологии. На тему использования геоинформационных систем и применения метода дистанционного зондирования Земли при исследовании памятников археологии в Институте археологии в 2007 году Г.П. Гарбузовым была защищена диссертация на соискание ученой степени кандидата исторических наук «Геоин-формационные системы и дистанционное зондирование Земли в археологических исследованиях (на примере Таманского полуострова)»4. Начиная с 2003 года Институт археологии РАН регулярно проводит круглые столы и конференции на тему «Археология и геоинформатика». В настоящий момент можно даже говорить «о сложении особо- го направления в археологии»5 , связанного с гео-информационными системами и дистанционным зондированием.

Методы дистанционного зондирования Земли применяются в археологии при проведении самых разных исследований. Это и осуществление мониторинга состояния объектов археологического наследия, и выявление новых памятников и даже, что самое сложное, прогнозирование их возможного расположения 6. Наибольшую помощь методы дистанционного зондирования оказывают делу выявления новых памятников. Как пишет Д.С. Коробов, «благодаря энтузиазму воздушных археологов из Австрии, Германии, Великобритании, Польши, Словакии, Франции, Чехии и других стран на археологических картах появились десятки тысяч новых объектов»7.

Методы дистанционного зондирования земли применяются и при реконструкции археологических объектов и ландшафтов. С помощью аэрофотосъемки и небольших БПЛА осуществляется фотографирование раскопа и прилегающей местности, а потом с помощью соответствующего программного обеспечения производится моделирование объекта в историческом ландшафте. Пример такого моделирования приведен в статье Быкова Л.В., Татауровой Л.В. и Светлейшего А.З. «Трехмерная реконструкция археологических памятников и объектов на основе дистанционного зондирования и глобальных навигационных спутниковых систем» 8.

Однако, в масштабах всей страны, исследования и мониторинг состояния археологических объектов с помощью инструментов дистанци- онного зондирования имеют фрагментарный характер. А если говорить о неархеологических памятниках культурного наследия, то тут придется признать, что возможности дистанционного зондирования Земли по мониторингу их состояния не используются вовсе.

Необходимо отметить, что формирование отечественной группировки спутников дистанционного зондирования Земли Ресурс-П, открыли для органов исполнительной власти новые возможности9. В соответствии с Постановлением Правительства Российской Федерации от 10 июня 2005 г. № 370 "Об утверждении Положения о планировании космических съемок, приеме, обработке, хранении и распространении данных дистанционного зондирования Земли с космических аппаратов гражданского назначения высокого (менее 2 метров) разрешения" федеральные и региональные органы исполнительной власти имеют право на получение фотоснимков со спутников Ресурс-П на безвозмездной основе. В настоящий момент информацией, поступающей с Ресурс-П, уже пользуются Министерство природных ресурсов Российской Федерации, Министерство чрезвычайных ситуаций, Министерство сельского хозяйства, Росрыболовство, Гидрометцентр и Федеральная служба государственной регистрации, кадастра и картографии.

Министерства культуры Российской Федерации в этом списке пока нет.

Между тем создание АИС ЕГРКН (Автоматизированная информационная система «Единый государственный реестр объектов культурного наследия») дает возможность вывести охрану памятников на принципиально новый уровень. Имея точные координаты объектов культурного наследия, а также координаты границ территории и зон охраны объектов, возможно использование спутникового ресурса в целях надзора за соблюдением законодательства в отношении памятников истории и культуры и в целях мониторинга состояния их сохранности.

На сохранность объектов культурного наследия негативное влияние оказывают три главных фактора: время, незаконная хозяйственная деятель- ность, природные и техногенные катастрофы10. С помощью дистанционного зондирования Земли можно было бы постараться минимизировать разрушительные действия всех этих факторов.

минимизировать разрушительные действия всех этих факторов.

Как показывает практика, данные получаемые со спутников Ресурс-П, позволяют отслеживать изменения состояния территорий, зданий и сооружений. На примере сервиса «Наша Россия», созданного в 2018 году АО «ТЕРРА ТЕХ» (коммерческий оператор услуг ДЗЗ и геоинфор-мационных сервисов на их основе, созданный Госкорпорацией «РОСКОСМОС»), можно увидеть этапы строительства различных объектов в России, практически в режиме «реального времени». Возможности данных ДЗЗ – разрешение 1 метр и актуальность данных 1 сутки.

Таким образом, с помощью дистанционного зондирования Земли возможен оперативный мониторинг состояния объектов культурного наследия. Не секрет, что многие из этих объектов находятся в труднодоступных и малонаселенных местах, доступ к которым для сотрудников региональных органов охраны памятников в целях осуществления регулярного мониторинга может быть затруднен. Федеральный закон об объектах культурного устанавливает требование обязательного обследования и фотофиксации объекта культурного наследия раз в пять лет. Но при неблагоприятных обстоятельствах деградация памятника может происходить значительно быстрее. В этих случаях необходимо иметь инструменты для более оперативного мониторинга. Мониторинг состояния сохранности объектов (в первую очередь протяженных: ансамблей, достопримечательных мест и исторических поселений) с использованием искусственных спутников Земли мог бы стать одним из таких инструментов. Автоматизированная технология выделения изменений позволила бы зафиксировать факт обрушения свода или кровли строения, а также факт разрушения ветхого объекта.

Во-вторых, указанная технология дала бы возможность отслеживать противоправные действия в отношении объектов культурного наследия. Сельскохозяйственная деятельность, лесозаго- товки, новое строительство очень часто приводят к разрушению археологических объектов и не только их. Имея точные координаты объекта, а также точные координаты полигонов, которые соответствуют границам территории и зонам охраны, возможно создание автоматизированного сервиса оперативного информирования сотрудников органов охраны памятников о ведении противоправной хозяйственной деятельности в отношении вверенных им объектов. Это позволит своевременно реагировать и предупреждать противоправные действия, а не разбираться с последствиями уже постфактум.

В-третьих, дистанционное зондирование могло бы стать инструментом для получения оперативной информации о состоянии памятников истории и культуры в зонах чрезвычайных ситуаций, которые возникают в связи с природными и техногенными катастрофами.

Внедрение инструментария спутникового мониторинга памятников истории и культуры целесообразно реализовать именно на базе АИС ЕГРКН, системе, которой управляет Министерство культуры и доступ к которой имеют все региональные органы охраны памятников. Для этого в рамках дальнейшего развития системы необходимо было бы создать дополнительный программный модуль, посредством которого с заданной периодичностью происходило бы получение необходимых космических снимков и их обработка. Обработка космических снимков может быть отдана и на аутсорсинг компании, которая уже обладает подобными технологиями. Возможно, данный вариант более предпочтителен на начальном этапе, когда технология должна пройти апробацию и доказать свою эффективность и целесообразность в рамках пилотного региона.

Каждый памятник истории и культуры имеет в АИС ЕГРКН собственную страничку, на которой собрана вся юридически значимая информация о данном объекте. Космические снимки памятника, включая полигоны, вокруг него, соответствующие зоне охраны или буферной зоне, могли бы подгружаться в специальную вкладку на личной страничке объекта. В случае если программное обеспечение фиксирует изменение в границах выделенных полигонов, которое распознается как негативное, система уведомляет об этом ответственных пользователей АИС ЕГРКН, которые уже в ручном режиме должны проверить снимок и в случае подтверждения угрозы памят- нику принять необходимые меры по ее предупреждению.

Проект с похожими задачами был создан компанией СКАНЕКС для Министерства культуры Московской области, но так и не получил развития. Интерактивная карта была снята с сайта и дальнейшая судьба этого проекта неизвестна.

В 2001 году на базе Института Наследия группой экспертов во главе с Ю.А. Ведениным, были разработаны методические рекомендации по экологическому мониторингу недвижимых объектов культурного наследи11 . В ней авторы предлагают в качестве решения задачи мониторинга использовать спутниковое наблюдение и создание геопортала данных по объектам.

В Российской Федерации под охраной государства находится около 160 тысяч объектов культурного наследия (с учетом памятников в составе ансамблей), из которых около 60 тысяч – это объекты археологического наследия. Кроме того государственной охране подлежат также выявленные объекты культурного наследия, количество которых превышает 100 тысяч объектов. Вероятно, осуществлять мониторинг всех этих объектов с помощью спутникового ресурса нет никакой необходимости, однако поставить на оперативный мониторинг памятники федерального значения, полностью или выборочно, – небесполезная инициатива. Но в любом случае на начальном этапе технология мониторинга состояния объектов культурного наследия с помощью инструментов дистанционного зондирования Земли должна быть внедрена в пилотном регионе. И только после результатов апробации может быть принято решение о целесообразности ее внедрения в масштабах всей страны.

Часть информации, размещенной в АИС ЕГРКН, публикуется на портале Открытых данных Министерства культуры и является общедоступной. Если выводить на портал Открытых данных информацию спутникового мониторинга, это позволило бы привлечь к реагированию на тревожные уведомления и волонтерское сообщество - общественных активистов и градозащитные организации. Портал народного мониторинга культурного наследия, созданный Министерством культуры в 2017 году в целях сбора актуальных фотографий о текущем состоянии объектов культурного наследия от всех желающих помочь памятникоохранительной деятельности государства, получает юридически значимую информацию о памятниках истории и культуры именно с портала Открытых данных.

В настоящее время Портал использует Яндекс карты для визуального отображения местонахождения ОКН. У настоящее время спутниковые снимки Российской федерации у этого сервиса более детализированные, чем у сервиса Google карты, в связи с региональной направленностью Яндекс карт на русскоязычную аудиторию. Сервис Яндекс карт использует в своей работе спутники, такие как Ikonos, QuickBird и WorldView2, где съемка может осуществляться в разрешении до 1 метра. Этого вполне достаточно для решения задач мониторинга ОКН.

Что касается мониторинга культурных ланд-шафтов12, то они представляют собой не точечные объекты, а площадные, иногда довольно значительные. Отслеживание ненарушенности границ этих территорий, изменений в застройке или в растительном покрове, наличии сельхоз. деятельности – всё это возможно через спутники. Такой мониторинг существует, благодаря тому, одной из форм охраны культурных ландшафтов стали национальные парки, чей мониторинг проводится с использованием системы ДЗЗ. В сфере охраны культурного наследия, такой формой охраны культурных ландшафтов являются музеи-заповедники.

Экспорт спутниковых снимков с портала Открытых данных на портал народного мониторинга позволил бы адресно оповещать аудиторию портала о необходимости проверить состояние того или иного объекта. Возможно, волонтер или общественный активист доберется до тревожного объекта раньше, чем сотрудники органа охраны памятников. И если этот вторичный мониторинг подтвердит, что объекту грозит опасность или уже нанесен ущерб, это будет поводом к немедленному обращению в соответствующий региональный орган охраны памятников, а, при необходимости, и в правоохранительные органы. Привлечение общественности к мониторингу состояния объектов культурного наследия в значи- тельной степени может облегчить работу региональным органам охраны памятников.

Резюмируем:

• 1.    В настоящий момент возможности российской спутниковой группировки, развитие автоматизированных систем обработки космоснимков, а также законодательство, позволяют Министерству культуры при минимальных затратах поставить на службу охране объектов культурного наследия спутниковый ресурс.

• 2.    Апробация внедрения инструментов дистанционного зондирования Земли в целях мониторинга состояния памятников истории и культуры сперва должна быть осуществлена в рамках пилотного региона.

• 3.    Расширение функционала АИС ЕГРКН за счет инструментария дистанционного зондирования Земли и публикация космоснимков на портале Открытых данных позволит привлечь к верификации получаемой информации представителей общественных инициатив, направленных на сохранение памятников истории и культуры, что могло бы служить существенной помощью сотрудникам региональных органов охраны памятников, на которых возложена обязанность мониторинга состояния объектов культурного наследия.