Геодезия

Фотограметрично документиране моделиране и визуализация на линиите в Наска в Палпа Перу

Карстен Ламберс, Мартин Сауербиер и Армин Грьоен

Институт по геодезия и фотограметрия, Цюрих, Швейцария

 

Резюме

 

Като част от дългосрочен проект за проучване на културната история на региона на Наска в южната част на Перу, известните линии на Наска, познати като геоглифи, са документирани от 1997 г. насам, благодарение на съвместните усилия на археолози и геодезисти. Целта на проекта е от една страна да създаде по-нова интерпретация на геоглифите, основана на солидни данни, а от друга – проектът цели опазване на тези находки. Преди началото на проекта геоглифите никога не са били адекватно описвани. При новия подход, който комбинира фотограметрията с археологическа работа на терена, са документирани повече от 1500 геоглифа в близост до Палпа. Въпреки че различните аспекти на тази работа са описани в предходни доклади, тук правим обобщение на техническите процедури за събиране на данни за обработката, моделиране и визуализация на геоглифите.

Ключови думи: фотограметрия, 3D моделиране, концептуално моделиране на данни, система за създаване на база данни (DBMS), визуализация, линиите Наска

 

 

1. Въведение

Проучването е направено в района около съвременния град Палпа, намиращ се на около 400 км южно отЛима, в пустинята по крайбрежието на Перу, в подножието на Андите (фигура 2). Според регионалното споразумение за изследване (Reindel et al. 1999) и разкопките на най-важните места (Reindel and Isla 2001), изследването на геоглифите, датиращи от късния Паракас до времето Наска (400 г. пр. Хр – 600 г.) е сред основните задачи на проекта (Reindel et al. 2003). Геоглифите, обикновено свързвани с културата Наска (Silverman and Proulx 2002) са разположени на пустинни хребети и плата (pampas), оформящи реки, извиращи от Андите. Геоглифите са създадени върху скалиста пустинна повърхност чрез отстраняване на по-горното ниво от тъмни камъни (пустинното покритие), за да се открие по-ярък слой под тях (Aveni ed. 1990). Геоглифите са разположени на обширен трудно достъпен терен и  затова документирането им е предизвикателна задача. Новият подход, който интегрира както фотограметрични, така и археологически техники, позволява картиране на повече от 1500 геоглифа в областта на Палпа и създаване на дигитална база данни – съдържаща освен геометрични и описателни данни, подходящи за базиран на GIS анализ на геоглифите и на заобикаляща ги среда (Gruen et al. 2003). Докладът представя основните технически аспекти, а археологическите резултати ще бъдат представени другаде (Lambers 2004).

 

  1. Фотограметричен и археологически план на работа. Преди нашия проект фотограметрията (Mikhail et al. 2001) е използвана само веднъж са за документиране на геоглифите в Наска (Hawkins 1974), но това е било с относителен успех, тъй като работата изключвала археологическа експертиза. Сега документирането на геоглифите от Палпа е направено при тясно сътрудничество на геодезисти с археолози. След като са използвани необходимите технически средства, е постигнато актуалното описание на геоглифите. Стъпките на работа са описани както следва (фигура 1).

resfig1.jpg

 

result2.jpg

2.1 Планиране на полетите

Заснемането на геоглифите е базирано на аерофотоснимки с висока резолюция. Бяха създадени два блока от снимки за региона на Палпа, за да може да се покрие цялата долина. По-малката част покрива Креста де Сакраменто, долния ръб на северозапад от Палпа, между Рио Гранде и Рио Палпа, който е бил основният обект за изследвания, когато са започнали археологическите работи през 1997 г. Полетът беше планиран, така че да се направят аерофотоснимки в мащаб 1:5 000, с надлъжно застъпване 60% в двете посоки, за да се позволи пълна стерео обработка. Първоначалният план беше за цветни снимки, но когато през 1997 г. при полета не са добити достатъчно добри резултати (виж част. 2.2), се реши да се направи втори полет една година по-късно, за да се направят черно бели снимки на същото място. Тогава изследваната територия вече е увеличена, като в нея са включени pampas от Сан Игнасио и Йипата, до югоизточната част от Палпа (фигура 2). Така беше определен и вторият блок – над тази част. Височината на летене зависеше от желания мащаб, а позициите на заснеманите части бяха отбелязвани върху топографска карта. След това тези данни бяха дадени на Horizons Inc., Rapid City,

SD, U.S., частна компания, която проведе тези полети.

 

2.2 План за летене

На 1 май 1997 г. беше извършен първият полет над Креста де Сакраменто. Той беше на приблизителна височина от 750 м. Използваната камери беше Zeiss RMK A15/23 с фокусно разстояние от 152.994 мм. Бяха направени 212 цветни снимки по продължение на 8 успоредни ивици. След полета някои от снимките бяха частично надраскани или на петна. Цветът им не беше достатъчно добър, за да се виждат геоглифите и интензитетът на цвета избледняваше към края на кадрите. Наложи се втори полет – той бе направен на 23 май 1998 г. и бяха заснети 169 черно-бели снимки в 8 успоредни ивици над Креста де Сакраменто и 215 снимки в 11 успоредни ивици над pampas от Сан Игнасио и Йипата, до югоизточната част от Палпа. Трябваше да бъдат заснети геоглифите от Серо Карапо до североизточна Палпа, между Рио Палпа и Рио Вискас (фигура 2). Първата част от втория блок покриваше голяма част от наводняваните райони на Палпа. Така, въпреки че не беше предвидено в началото, снимките от двата блока покриваха част от централната част от наводнените територии (приблизително 20% намаляващо към североизток), което по-късно позволи да свържем двата блока в един. В крайна сметка черно-белите снимки, направени през 1998 г., покриваха приблизително правоъгълна, ориентирана на югозапад- североизток площ от 89 км2  около Палпа. Средният мащаб на снимките се оказа около 1:7 000, което бе достатъчно добро за нашите цели. За разлика от цветните снимки, при черно-белите контрастът позволява да се различат линиите. Така от 1998 г. снимките бяха подложени на анализ.

 

2.3 GPS-измервания

За да се получи необходимата пространствена ориентация на снимките е използвана технологията GPS по два различни начина. През 1997 г. 9 предварително маркирани опорни точки бяха равномерно разпределени по територията на Креста де Сакраменто, като тяхното положение беше определено чрез диференциални GPS измервания. Кинематични GPS измервания бяха правени на борда на самолета и служиха за приближение на позициониране на проекционните центрове. По време на втория полет през 1998 г. кинематичните GPS измервания вече не можеха да се ползват, а тези на земята не бяха на разположение. Проблемът беше решен със съвместно използване на метода на връзките между цветните снимки от 1997 г. и черно-белите от 1998 г. (виж част 2.5). За втория блок от Сан Игнасио и Йипата така и не бяха подготвени наземни точки. Въпреки това през 1999 г. бяха измерени 9 точки, отново използвайки диференциални GPS измервания. Така имаше достатъчно сигурни GPS контролни данни за двата блока. Всички GPS координати бяха трансформирани към проекция UTM 18 S и координатна система WGS 84, на които са базирани топографските карти на мястото.

 

 

2.4 Аеротриангулация

За взаимно ориентиране трябва да бъдат измерени между 5 и 10 свързващи точки от застъпената зона на стереодвойка. Днес взаимното ориентиране на снимките се прави автоматично. Все пак аерофотоснимките на Палпа бяха над голям пустинен район, който е много хомогенен като структура и има съвсем незабележим контраст. Няколко теста показаха, че прилаганите алгоритми не дават необходимия резултат заради липса на достатъчно текстура (Gruen et al. 2000). Затова свързващите точки трябваше да се измерят ръчно с аналитични плотери Wild AC3 и S9. В частта, засягаща Сакраменто, трябваше да се измерят не само свързващите точки между черно-белите снимки, но и тези между черно-белите и цветните, където се виждаха контролните точки на земята. 211 снимки (134 черно-бели и 77 цветни) бяха триангулирани в тази част. В блока на Сан Игнасио свързващите точки бяха измерени сред черно-белите серии. 168 от 215 снимки бяха триангулирани. По-малкият брой триангулирани снимки се дължи на факта, че в тази част пространствата без геоглифи не бяха заснети поради липса на нужда.

 

 2.5 Привързване и ориентация на снимките чрез метод на връзките и ориентиране на изображенията След ориентирането на  снимките, беше извършено привързване за всеки блок със софтуера BUN. В резултат на това всички снимки бяха взаимно ориентирани една към друга и абсолютнo ориентирани в UTM координатна система зона 18.

Таблица 1 показва триангулачните характеристики на двата блока.

 

Таблица 1

Триангулачна характеристика на блоковете от снимки над Палпа
Блокизползвана снимкаконтролни точкикинематични GPSs0 (mm)
Сакраменто134 черно-бели и 77 цветни8 предварително маркиранида13,3
Сан Игнасио168 черно-бели9 реалносъществуващи на теренане9.5

 

Постигната точност беше достатъчно добра за целите ни. Ориентираните снимки бяха използвани по двойки от две застъпващи се снимки (стерео двойки) за 3D измервания.

2.6 Генериране на дигитален модел на терена За предварителните цели на геоглифното изследване се изискваше изключително точен дигитален модел на терена (DTM). Описаното по-горе привързване показва невъзможността за използване на автоматично генериране на DTM. Затова измерванията отново бяха направени ръчно, което позволи да направим DTM и дигитален пространствен модел DSM. 72 стереодвойки от Сакраменто и 94 от Сан Игнасио бяха използвани при измерване. Точките бяха получени от успоредни профили на разстояние от 20 м. Освен тези профили, разстоянието между отделните точки зависеше от формата на терена: при равен терен – по-малко точки бяха измерени, отколкото при планинския. Особено внимание се обръщаше на зоните с геоглифи. Освен профилите бяха измерени и ограничителните линии. При първото замерване се мереше само настоящата повърхност на терена. При извличането на вектори (виж част 2.9) се наложи измерването на по-гъста мрежа от точки в частите с геоглифите. Близо 1,4 милиони точки бяха измерени на около 89 км2, като средната гъстота е 1,6 точки на 100 м2. На основата на тези данни се направи DTM, като се използва софтуера DTMZ, който преобразува триангулацията по Делоней в бикубична интерполация с метод на крайните елементи. Първоначално бяха направени два отделни DTM, съответстващи на двата отделни блока от снимки. След като бяха свързани двата модела, те представляваха един DTM, с размер на файла около 480 MB във xyz формат ASCII.

 2.7 Сканиране на снимките

Аналоговите снимки бяха сканирани при висока резолюция с калибрирани фотограметрични скенери, за да се създаде лесно достъпен запис на всички геоглифи и да се направи една ортофотоснимка въз основа на DTM. Снимките от Сакраменто бяха сканирани при размер на пиксела 21 μm на Agfa Horizon image scanner на IGP, докато тези от Сан Игнасио бяха сканирани при същата резолюция на Zeiss SKAI scanner на Швейцарския федерален офис по топография (Swisstopo). Един пиксел от изображението отговаря на  15 см на терена, което гарантира, че дори най-незабележимите линии са видими. Както при измерванията за DTM, граничните снимки, на които се вижда само планински терен, са избегнати заради липса на ефективност. Снимките са запазени във формат TIFF, а размерът на файла е 2.15 Gbyte.

 

 

2.8 Генериране на ортофото изображение

Използвайки DTM като геометрична основа, снимките се комбинират в ортофотомозайка с фотограметрична станция Socet Set DPW 770 (LH Geosystems). Както DTM и ортофотоизображението първоначално беше в два блока. По-късно бе обединено, като покриваше цялата изучавана територия. Според различните изисквания, ортофотомозайката имаше различна резолюция (от 25 см до 2 м размер на пискела).

 

2.9 Извличане на вектори

Настоящото извличане на данни, например 3D картиране на геоглифите, е съпроводено отново с използването на аналитични плотери и XMAP софтуер на Aviosoft. За всяка ориентирана стерео двойка, контурите на видимите геоглифи бяха отбелязани с 3D вектори. Само запазените геоглифи или онези, които със сигурност са съществували, са нанесени на картата. След първата итерация, събраните векторни данни бяха проверени на място (виж част 2.10), коригирани и допълнени и едва тогава последва втората итерация. Така бяха получени 33243 3D вектори. Странността на тази база данни беше, че нито един вектор не представяше цяло очертание на един геоглиф; дори обикновено показваше една твърде малка част от очертанията (Sauerbier and Lambers 2004). Това се дължеше на състоянието на геоглифите: границите им бяха разрушение от ерозията, която напълно ги погубва, или геоглифите частично се припокриваха с други геоглифи. Освен това много геоглифи не са добре очертани от всичките си страни, дори и ако са добре запазени. Така че резултатът от извличането на вектори даде огромен брой несвързани 3D вектори. С тези данни бе създаден векторен слой, който можеше да бъде експортнат във формат DXF за по-нататъшна обработка. Големината на файла на векторния слой беше 20 MB. В отделна стъпка съвременните елементи (сгради, пътища и др.) също бяха картирани, за да позволят лесна ориентация. Това е направено най-схематично. Очертанията на съвременните елементи са в отделна база данни, във формат DXF, около 9 MB.

result3.jpg

2.10 Проверка на картите и определяне на геоглифите

Картите, получени от 3D данните, бяха проверени на място, за да им се подобри качеството. Археологическите работи започнаха през 2000 г. и продължиха 8 месеца, като работата беше разпределена в три отделни кампании на терена. При производството на карти на хартия бяха комбинирани отделни бази данни. Контурите, равняващи се на дистанция от 10 м, бяха автоматично получени от DTM и показваха основите на геоглифите. Освен това бяха добавени елементите от картата на съвременното положение за по-добра ориентация. Базата данни беше комбинирана с ArcView 3.2 и допълнена от координатна система. Картите във формат A3 варираха от мащаб 1:1 000 до 1:100. Всеки геоглиф беше позициониран с помощта на тези карти. Ако картата имаше само несвързани части на очертанията, прилежащите й вектори трябваше да се доопределят. Близо 1500 геоглифа бяха идентифицирани и едва след това картите се смятат за точни. Въпреки че много детайли бяха видими в стерео двойките, имаше още какво да се види на място. Лошо запазените геоглифи като онези на  ерозирали зъбери бяха покрити с други геоглифи, а геоглифите в песъчливи терени бяха по-добре различими. Заради пътечките или ерозията някои геоглифи от снимките бяха различни от геоглифите на място. След като картите бяха ревизирани на терен, те бяха пуснати отново на аналитичния плотер. При проверката на стерео двойките, неточните 3D вектори бяха изтрити, а липсващите – добавени. Така качеството на 3D описанието нарасна значително.

 

2.11 Описание на геоглифите

Описанието на всеки картиран и определен геоглиф отнема повечето време от работата на терена. Беше създаден специален лист със стандартизирани категории, за да се опишат всички геоглифи по сравнителен начин. Категориите, които трябваше да бъдат попълнени, включват описание на самия геоглиф, заобикалящата го среда, ориентация, размер, форма, стратиграфия, връзката с други културни находки, състояние и т. н. Листът е създаден така, че структурираните данни лесно да бъдат вкарани в електронен вид и да се анализират. Въпреки това категорията „общо описание“ позволява разбираемо текстово описание на всеки геоглеф, в случай че останалите категории не го описват достатъчно добре. След като геоглифът е надлежно описан, той е вкаран в първоначалната база данни MS Access 2000. По време на работата на полето, находките, намерени върху или в близост до геоглифите, също са описани, както и техните връзки с културното наследство – като стилистични особености и други. Най-чести находки са глинените съдове, а литиките, текстилните останки и костите са по-малка част. Основни бележки за природата, състава, културните връзки и местоположението на всяка находка също са отбелязани в този лист.

Заради ограниченията на времето, само геоглифите в Креста де Сакраменто и в Серо Карапо са добре описани, докато в Сан Игнасио само пет района са описани в подробности. Не достигна времето да се систематизират находките. Благодарение на фотограметричните карти, подготвени предварително, работата на място беше доста по-ефективна от предишни проекти, при които не е правено заснемане на обекта. Същото се отнася и за снимките – благодарение на снимките от въздуха имаме пълно заснемане на геоглифите, а дотогава е имало само няколко снимки, които са показвали хаотично различните видове геоглифи.

 

2.12 Генериране на обекти

След ревизията на векторите на геоглифи, те представяха само съществуващите и онези, които със сигурност са съществували. Следващата стъпка беше да комбинираме векторите в полигони, за да възпроизведем оригиналната форма на всеки геоглиф. Целта беше да се създадат 3D обекти, които могат да се свържат с описаните геоглифи. Първият опит бе да се превърнат векторите в полигони в ArcView 3.2 (Sauerbier and Lambers 2004). Тази процедура обаче не даде нужните резултати. По-добър резултат се получи с ArcMap – модул на ArcGIS 8.3. Там, ревизираните векторни слоеве (конвертирани от формат DXF в 2D файл) са показани с висока резолюция като ортофотоплан за основата. Съществуващите вектори са допълнени от онова, което е видимо на ортофотоплана и от знанията за самия терен. Така се отбелязва най-близката линия, наподобяваща истинския контур на геоглифите. Като се използват топологичните инструменти на ArcMap, полигоните автоматично се генерират от тези полилинии. Получените полигони все пак не представят специфичните геоглифи по три причини:

§ При автоматичното пресмятане са изчислени всички потенциални полигони, включително и тези, които не съществуват.

§ Където има препокриващи се геоглифи, всеки полигон представлява само част от даден геоглиф.

§ По същата причина някои полигони формират част от няколко геоглифи. Когато един геоглиф пресича друг, застъпващата се повърхност принадлежи и на двата геоглифа.

За да се определи кой полигон принадлежи на определен геоглиф, всеки полигон получава определен идентификационен номер от листовете с геоглифи. Тази част от работата е извършена на ръка. Когато гегоглифите се засичат, полигоните получават два номера. В крайна сметка случайните полигони се изтриват, а резултатът са полигони, съвпадащи с геоглифите. Тези полигони са събрани в отделен 2D файл (с размер: 2 MB). Към него е допълнена и височината, за да се пресекат в DTM.

result4.jpg

2.13 3D моделиране

Основна цел на документирането бе да се създаде детайлен и точен 3D виртуален модел на геоглифите и техните околности, които да позволят да се навигира в реално време и всеки геогрлиф да бъде показан като 3D обект. Четири различни елементи са използвани за създаване на 3D модела:

§ DTM, показвайки топографията на района на Палпа

§ ортофотомозайка като фотореалистична основа, показвайки околностите

§ векторен слой, показващ контурите на геоглифите и/или

§ слой полигон, показвайки най-близката до оригиналната форма на геоглифите.

3D моделът съставлява оформена дигитален 3D документация на геоглифите и тяхната околна среда от 1998 г. Визуализацията е описана в 2.17.

 

2.14 Концептуално моделиране на данните

След като са описани веднъж, геометричните данни и изображенията вече са лесно достъпни, а следващата стъпка е организацията на данните. Това беше направено в Rational Rose 2002 – софтуер, който позволява на графично структурирания хибриден сбор от данни да бъде обработван с обектно ориентирания език (Unified Modeling Language – UML). A цялата информация е структурирана около супертипове, съдържащи атрибути, присъщи на всички геоглифи. (Lambers and Sauerbier 2003: фигура 3). Геоглифите са разделени на подтипове и са подредени в йерархична структура, спрямо изготвената за тях типология по време на археологическия анализ. Тези подтипове наследяват атрибутите, определени за супертиповете и могат да имат допълнителни атрибути. Хронологичната информация е моделирана двупосочно. Стратиграфията на припокриващите се геоглифи е показана в класа стратиграфия, приписан на супертипа. Фината керамика, която е основният ключ, чрез който може да се датират геоглифите, е описана по същия начин в базата данни, както са описани r самите геоглифи. Супертипът на керамиката, свързан с геоглифите, има няколко подтипа, които представят хронологичните фази. Геометричната информация за всеки геоглиф (форма, координати) е подредена в клас геометрия, който съдържа слоя полигон. Допълнителните данни, които не са свързани с всеки конкретен геоглиф – DTM, ортофото снимки, векторни карти и други – също са вградени в концептуалния модел на данните. Подробното описание е тук (Lambers and Sauerbier 2003).

2.15 Имплементация на базата данни

Тъй като концептуалният модел на базата данни е създаден с независим софтуер, за проекта Наска Палпа решихме да имплементираме модела с обектноориентирания Oracle 9i DBMS, който може да служи за основен склад и инструмент за управление на данните при по-нататъшна работа. Изискването беше DBMS да осигурява лесно функциониране на данните – обработка и извличане при различни платформи чрез стандартни процедури като SQL, както и структурата да е достатъчно гъвкава, за да позволява добавяне на допълнителна информация след анализа на първоначалните данни. Базата данни трябваше също и да бъде основа за GIS. Тъй като ArcGIS 8.3 беше избран като GIS инструмент, връзката с базата данни беше направена чрез ArcSDE, сървър приложение на ESRI, което позволява връзка между ArcGIS с различни DBMS.

Обектноориентираната база данни беше превърната в обектноориентирани таблици (tablespace), използвайки езика DDL. Археологическите данни са подредени в таблици, като първоначално са импортнати MS Access таблиците в Oracle 9i и после са разпределени по атрибутивни данни в съответните таблици. Геометричните данни са импортнати като от ArcGIS е генерирана пространствен обект Oracle от 2D полигон и DTM (2.5D) и изображения във формат растер Oracle. За да се създадат предефинирани връзки между геометричните и археологичните данни, както и за корекция на визуално грешки, скриптът е направен на езика Visual Basic for Applications (VBA), който позволява редактиране на данните чрез графичен интерфейс на ArcGIS.

2.16 Анализ на данните

Анализът на данните на геоглифите от Палпа цели нова интерпретация на геоглифите и техния културен контекст. Като се започне от появилата се наскоро хипотеза, че геоглифите от Наска са рамка на социалните традиции на хората от Андите, на тяхната социална организация, премине се през идеята за религиозно светилище и принципи на подредба на света във времето и пространството (Aveni ed. 1990, Silverman and Proulx 2002), данните от геоглифите в Палпа бяха анализирани, като се вземаше предвид тяхната хронология, начин на изграждане, формални промени, пространствени двойници, близките до тях находки и структури, употреба и т. н. Първата стъпка – създаването на описателна типология, беше премината при създаването на модел за организиране на данните (виж част 2.14). веднъж структурирани, тези данни са достъпни в DBMS и могат да бъдат анализирани по различни начини.

§ Чрез SQL, информацията може да бъде търсена по различни теми

§ Чрез инструментите за пространствен анализ, с които разполага ArcGIS 8.3, могат да се търсят съвпадения на терена и да се изследва мястото, където се намират геоглифите

Резултатите от тези археологически анализи ще бъдат представени другаде. (Lambers 2004).

2.17 Визуализация на резултатите Visualization of Results

Тази стъпка включва от една страна визуализация на 3D модела, а от друга – илюстрация на резултатите от анализите. Това е осъществено с генериране на виртуални 3D изображения и 2D карти. Най-доброто представяне на Палпа в 3D модел беше да се създадат виртуални изображения – статични и динамични. Виртуалните 3D модели позволяват да се вижда ситуацията във всеки един момент, дори и при анализи от офиса. Най-големият проблем беше огромното количество данни, които трябваше да бъдат обработени. Заради големия обем от снимки на модела Палпа, около 2.7 GB от данните трябваше да бъдат визуализирани. Идеята беше да се постига това дори на най-обикновена платформа, като PC. Софтуерът ERDAS Imagine Virtual GIS 8.4 на Leica Geosystems беше използвана за създаване на синтетичен модел с висока резолюция от 3D модела. Този софтуер дава добри резултати по отношение на качеството на снимките (виж фигура 3 и примерите на Reindel et al. 2003). Възможна е и интеграция на слоевете с вектори и полигони, но векторите (дори не полигоните) често са доста неясни. Освен това възможностите, засягащи размера на базата данни, които могат да бъдат анализирани, също са ограничени. От друга страна софтуерът ЕRDAS позволява да се се генерират кратки изгледи, които наподобяват прелитане над обекта, и позволява основни GIS функционалности като анализ на конкретен изглед.

Визуализацията на 3D модела на Палпа, която да позволява разглеждане в реално време, наложи по-добър софтуер със способности LevelofDetail (LoD). Изпълнението на тази задача изисква генериране на пирамида от данни (векторни и растерни). За модела на Палпа е използван комерсиален софтуер за визуализация в реално време. В Terra Explorer 3.0 на Skylinesoft, входните данни (2.7 GB  фотографии, DTM данни и вектори) са компресирани до един файл от 600 MB. Моделът може да бъде редактиран от потребителя и да му бъде добавяна допълнителна информация (да се предефинират 3D обекти, табулирани данни и т. н.). Интерфейсът позволява добавяне на допълнителни елементи, като карти и др. свободната навигация е възможна чрез клавиатурата или с джойстик. Фиксирани точки могат да бъдат  автоматично определяни и приближавани – например някои конкретен геоглиф. Полетите над модела са предварително определени и записани във файл в AVI формат. Проблемът тук е, че картината не  е достатъчно добра в генерирания файл и това налага предварителен запис, който е с по-голяма резолюция.  Другият проблем е, че обектите от векторния слой също избледняват или не са коректно представени на повърхността. От друга страна Terra Explorer позволява интегриране на обекти в модела – например нови виртуални находки, намерени до геоглифите. Като заключение софтуерът Skyline е удобен инструмент за интерактивно разглеждане на фотореалистичен 3D модел, но с някои ограничения. Плюсовете и минусите са описани на друго място (Sauerbier and Lambers 2003). Другият начин за визуализация на 3D модел е генерирането на 2D карти от 3D данните (виж Reindel et al. 2003). Въпреки че картите не са с пълния потенциал на наличните данни, фактът, че съществува достатъчно достоверна карта на геоглифите на Палпа е стъпка напред в археологията на Наска, тъй като досега липсата на такива карти затрудняваше изучаването и интерпретирането на находките в Наска. Данните от Палпа са дигитализирани и организирани в слоеве с различно съдържание. В зависимост от необходимостите на търсенето може да се използват заедно или по отделно. Докато геоглифните слоеве (полигони и вектори)  и слоевете със съвременните елементи (пътища и сгради) са показани в детайли, DTM е заместен от контур, производен на останалите слоеве. Пластът с ортофото може да бъде интегриран в картовия дизайн. ArcView 3.2 и ArcMap 8.3 предлагат удобни инструменти за производство на карти. Комбинираните нива могат лесно да се допълват с координати, легенди, скали и други. Не само цялата база данни, но и части от нея могат да бъдат анализирани и генерирани. Например геоглиф от определен тип или от определен период може да бъде избран на картата. Бележки, знаци, символи и други могат да бъдат добавяне, за да обясняват илюстрациите. Файловете са удобни за отпечатване на хартия като EPS, TIFF и други. Различните начини на визуализация на 3D модела позволяват различни употреби. Производството на 2D карти е изключително важно както за работа на терена, така и за илюстриране на резултати (Lambers 2004) и за новия музей на Палпа. Визуализацията на екран е важно за представяне, изследване и детайлно възстановяване на изучавания район.

 

3 Заключения

Описаната тук работа е първият успешен опит за пълно описание на геоглифите на Наска в 3D и с голяма точност. Документацията е важна от една страна за опазването на геоглифите, а от друга – създадената разбираема база данни позволява анализи, което ще доведат до по-добро разбиране на мястото на геоглифите в техния културно исторически контекст. Въздушната фотограметрия доказа, че е мощен инструмент за документиране на големи труднодостъпни терени. На пустинния перуански бряга много предиспански поселища са неописани до момента и са изправени пред опасността от разрушение. Именно модерната фотограметрия може да помогне да се предотврати загубата на това наследство.

 

Благодарности

 

Описаната работа беше щедро подкрепена от Швейцарско-лихтенщайнската фондация за археологически изследвания зад граница (SLSA, Цюрих), фондацията AVINA(Хурден), ETH Цюрих и университета в Цюрих.

 

 

Библиография

 

Aveni, A. (ed.) 1990. The lines of Nazca. Philadelphia, American Philosophical Society.

Gruen, A., Baer, S. Buehrer, T., 2000. DTMs derived automatically from DIPS – where do we stand? Geoinformatics 3/5:3639.

Gruen, A., Sauerbier, M., Lambers, K., 2003. Visualisation and GISbased analysis of the Nasca geoglyphs. In Doerr, M., Sarris, A. (eds.), The digital heritage of archaeology, Proceedings of the 30thCAA Conference, Heraklion, Crete, April 2002, 161167. Athens, Hellenic Ministry of Culture.

Hawkins, G., 1974. Prehistoric desert markings in Peru. National Geographic Research Reports 1967, 117144.

Lambers, K., 2004. The geoglyphs of Palpa (Peru): documentation,analysis, and interpretation. PhD thesis, Department of Prehistory,University of Zurich (forthcoming).

Lambers, K., Sauerbier, M., 2003. A data model for a GISbased analysis of the Nasca lines at Palpa (Peru). International Archives of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences XXXIV5/ C15, 713718.

Mikhail, E., Bethel, J., McGlone, J., 2001. Introduction to modern photogrammetry. Wiley, New York.

Reindel, M., Isla, J., Koschmieder, K., 1999. Vorspanische Siedlungen und Bodenzeichnungen in Palpa, SuedPeru/ Asentamientos prehispбnicos y geoglifos en Palpa, costa sur del Perъ. Beitraege zur Allgemeinen und Vergleichenden Archaeologie 19, 313318.

Reindel, M., Isla, J., 2001. Los Molinos und La Muсa. Zwei Siedlungszentren der NascaKultur in Palpa, Suedperu / Los

Molinos y La Muсa. Dos centros administrativos de la cultura Nasca en Palpa, costa sur del Perъ. Beitraege zur Allgemeinen und Vergleichenden Archaeologie 21, 241319.

Reindel, M., Lambers, K., Gruen, A., 2003. Photogrammetrische Dokumentation und archдologische Analyse der vorspanischen Bodenzeichnungen von Palpa, Suedperu / Documentaciуn fotogramйtrica y anбlisis arqueolуgico de los geoglifos prehispбnicos de Palpa, costa sur del Perъ. Beitraege zur Allgemeinen und Vergleichenden Archaeologie 23, 183226.

Sauerbier, M., 2004. Accuracy of automated aerotriangulation and DTM generation for low textured images. International Archives of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences XXXV (forthcoming).

Sauerbier, M., Lambers, K., 2003. A 3D model of the Nasca lines at Palpa (Peru). International Archives of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences XXXIV5/W10 (on CD).

Sauerbier, M., Lambers, K., 2004. From vectors to objects: modeling the Nasca lines at Palpa, Peru. In Fischer Ausserer, K., Boerner, W., Goriany, W., KarlhuberVoeckl, L. (eds.), Enter the past – the Eway into the four dimensions of cultural heritage. Proceedings of the 31stCAA Conference, Vienna, Austria, April 2003, 396399.Oxford, Archaeopress (BAR International Series 1227).

Silverman, H., Proulx, D., 2002. The Nasca. Oxford, Blackwell.

Консултант по превода: инж. Мариела Василева, „Геокад-93″ЕООД

Автор

Super User

И все пак тя се върти…
Rotating_earth
Rotating_earth
От категорията
Гео-портал на минестерството на отбраната

Contact Us