Применение современных информационных технологий в задачах документирования памятников наскального искусства Алтая

Наскальные рисунки на юго-востоке Российского Алтая изучаются археологами со второй половины прошлого века. Основные местонахождения – комплексы разновременных изображений на скальных выходах, останцах и моренных глы-444

бах расположены в бассейне р. Чуи и ее притоков в отрогах Сайлюгема и Южно-Чуйского хребта [Кубарев, Маточкин, 1992, с. 49–55]. Наиболее крупные скопления, включающие в себя тысячи фигур и композиций, сконцентрированы в до- линах рек, текущих с ледников Южно-Чуйского хребта. В долине р. Елангаш с 1969 по 1983 г. археологической экспедицией под руководством Е.А. Окладниковой картографированы и скопированы ок. 30 тыс. наскальных фигур начиная с эпохи бронзы (III тыс. до н.э.) до современности [Окладникова, Слободзян, 2009, с. 10].

Часть прорисовок опубликована в серии альбомов, посвященных петроглифам Горного Алтая, с кратким описанием и аналитическими заключениями относительно хронологии и культурной принадлежности. В те же годы Е.А. Окладниковой были проведены разведки в междуречье рек Елан-гаш, Ак-Кол, Кара-Оюк и Чаган, наиболее интересные материалы публиковались в отдельных статьях. Недавно опубликована коллекция карандашных прорисовок петроглифов этих локусов на кальку [Окладникова, Слободзян, 2012]. Для современных исследователей очевидны недостатки – схематичность копий, выполненных 30–40 лет назад, условно сть географических привязок, кратко сть описаний.

Развитие методов исследований памятников наскального искусства, в т.ч. использование цифровой фотографии, навигационных сервисов, современных информационных и геоинформационных технологий, методов моделирования рельефа, позволяет вновь обратиться к ансамблям петроглифов Юго-Восточного Алтая, уточнить полученные ранее выводы, расширить представление о региональных стилях, сюжетах, технике нанесения петроглифов (см.: [Черемисин, 2003; Черемисин, Миклашевич, Бове, 2013; Черемисин и др., 2016; и др.]).

Первичной задачей петроглифоведения в данном направлении видится обширное документирование памятника и его объектов, опирающееся на современные информационные технологии. Так, цифровая фотография может предоставить для изучения фотоснимок высокого разрешения, отображающий скальный рисунок более точно, чем рисунок, выполненный специалистом вручную. Системы навигации GPS/GLONASS и др. позволяют определить географическое местоположение объекта с точностью порядка 10 см – 1 м и таким образом достаточно точно зафиксировать расположение рисунков друг относительно друга и относительно рельефа местности. Современные веб-технологии позволяют публиковать полученные данные в кратчайшие сроки и с минимумом трудозатрат, обеспечивая своевременный до ступ исследователей из любой точки мира к собранным в поле данным.

Документирование (получение графиче ских копий, описание) отдельных фрагментов ансамблей наскальных изображений, наиболее интерес- ных с точки зрения стилистических особенностей или содержания, не передает всю полноту сведений об археологическом памятнике. Такой объем данных не обеспечивает полноты первичного документирования и возможности участия в изучении памятника удаленного исследователя. В целях первичного документирования важно представить как можно более полную коллекцию графических копий наскальных рисунков, а также информацию об их географическом местоположении на карте местности в высоком разрешении.

В ходе экспедиционных работ в 2016 г. коллективом исследователей – авторов статьи в пилотном режиме были документированы местоположения ок. 50 локальных скоплений петроглифов с помощью GPS. Впоследствии на основе этих данных и картографического сервиса Google Maps была построена закрытая информационная система petrogis.mmc.nsu.ru (рис. 1, слева). Система позволяет видеть относительное расположение и количество наскальных рисунков. Каждый объект может быть снабжен фотографией и атрибутирован (включены данные о технике нанесения, относительной датировке, принадлежности к той или иной изобразительной традиции, стилю и т.п.). В системе реализован способ фильтрации отображаемых маркеров на карте по любому из этих параметров.

Для оптимизации процессов сбора и занесения в базу данных географических координат объектов и фотографий в 2017 г. авторами статьи было разработано эксклюзивное приложение для мобильных устройств – телефонов, планшетов и т.п. под управлением ОС Android (рис. 1, справа). Для документации наскального рисунка или поверхности с использованием мобильного приложения достаточно сфотографировать мобильным устройством объект, ввести наименование и нажать кнопку «Push». Объект сохранится во внутреннюю базу данных устройства, при этом географические координаты вычисляются автоматически встроенным GPS-модулем регистрирующего устройства.

Приложение работает автономно, без обращения к сети Интернет. При этом при попадании в зону доступа Интернет есть возможность запустить синхронизацию с центральной информационной системой для внесения на сайт собранной информации о наскальных рисунках. В ходе полевых работ использовалось одновременно два устройства с приложениями для документирования местоположения петроглифов и было создано порядка 200 записей в базе данных. Еще ок. 400 записей выполнены традиционным методом снятия геолока-ционных показаний с навигатора типа Garmin, они будут импортированы в информационную систему отдельным программным скриптом. В дальнейшем

планируется полный переход на документирование с помощью мобильного приложения.

Разработанное мобильное приложение выполняет также и другую важную функцию – помогает найти петроглиф на местности по информации из базы данных. На карте отображается маркер текущего местоположения устройства и направление движения. При помощи данной функции нами осуществлялся в т.ч. поиск нужной скальной поверхности в темное время суток с целью проведения 3D-сканирования (использовался сканер на основе структурированного подсвета, который эффективно работает только в темных условиях) [Черемисин и др., 2016].

Атрибутирование петроглифов в информационной системе может производиться уже в лабораторных условиях. Так, каждому изображению, выполненному на низкокачественную камеру мобильного устройства, могут быть сопоставлены изображения с профессионального цифрового фотоаппарата. На основе имеющихся изображений заполняются поля о технике нанесения, относительной датировке, принадлежности к тому или иному стилю и т.п.

Отметим, что исследуемое пространство (долина р. Чаган) до сегодняшнего дня неудовлетворительно представлено в существующих доступных картах и картографических сервисах, поэтому в рамках экспедиции был выполнен ряд мероприятий по картографированию местности. Так, было запланировано построение карты высокого разре-446

шения и трехмерной модели местности с концентрированным скоплением наскальных рисунков протяженностью 800 × 500 м (0,4 км2). Фото- и видеоданные для построения модели и карты местности собирались с помощью квадрокоптера DJI Phantom 3 Professional. Полученные фото-/видео-материалы могут быть преобразованы в трехмерную модель местности со скальными поверхностями и петроглифами программой Agisoft PhotoScan (рис. 2, вверху). К настоящему времени была выполнена компиляция трехмерной модели участка карты размером 300 × 400 м.

Другой способ 3D-моделирования участка местности – с помощью наземного фотографирования – был опробован на крупном скальном останце в урочище Узунжол с концентрированным скоплением наскальных рисунков эпохи бронзы (рис. 2, внизу). Многофигурные композиции, воспроизводящие сцены перекочевки с вьючными быками и «грибоголовыми» персонажами, нанесены на вертикальные и горизонтальные поверхности камня. Трехмерное моделирование выполнено методом фотограмметрии на основании ок. 200 фотографий, снятых полнокадровой фотокамерой Nikon D610 с 60-миллиметровым объективом. Отдельно той же фотокамерой были сняты поверхности с петроглифами в высоком разрешении. Черновой, низкополигональный результат моделирования размещен в Интернете по адре су В течение 2017–2018 гг. планируется апробация на-

Рис. 2. Моделирование рельефа местности в программе Agisoft PhotoScan (вверху) и трехмерная модель крупного скального останца в урочище Узунжол (внизу).

несения на данную модель текстур с изображением петроглифов в высоком разрешении.

К сожалению, на сегодняшний момент возможности настройки картографических сервисов Google или Yandex позволяют интеграцию только плоских произвольных карт, но не объемных рельефов местности. В то же время такие модели могут представляться независимо от геоинфор-мационных сервисов в специальных трехмерных веб-вьюерах.

Таким образом, в 2017 г. коллективом авторов были опробованы методы документирования петроглифов р. Чаган в информационную систему petrogis.mmc.nsu.ru, в т.ч. с помощью мобильного приложения. В базу данных было занесено ок. 200 объектов с фотографиями. Была проведена аэрофотосъемка с квадрокоптера для выполнения трехмерного моделирования и картографирования местности, а также трехмерное моделирование крупного скального останца с концентрированным скоплением наскальных рисунков эпохи бронзы.