Использование свободного программного обеспечения в археологических исследованиях на примере обработки данных Солдырского 5 селища

А. Н. Кириллов

Историко-культурный музей-заповедник УР "Иднакар", г. Глазов

Одной из групп археологических объектов, довольно сложно поддающихся обнаружению, являются селища - памятники поселенческого типа, относящиеся к эпохе бронзового или железного века. Отсутствие каких-либо остатков сооружений, выдающихся над земной поверхностью, затрудняют их поиск и фиксацию. Чаще всего их открытие связано с осмотром пахоты, на которой выявляются остатки культурного слоя и различные находки (керамика, кости животных, предметы).

Солдырское 5 селище было обнаружено в 2004 году О. В. Арматынской, и в связи с ее сообщением автором была проведена работа по натурному обследованию памятника (Презентация).

Селище располагается на территории г. Глазова на правом берегу р. Чепцы в 4,1 км к ВСВ от въезда на мост через р. Чепцу на площади Свободы, в 800 м к ВЮВ от центральной площадки Солдырского I городища Иднакар, в 750 м к ЗЮЗ от остановки "Водозабор". Оно находится на правом, коренном берегу р. Чепцы, и его территория с юга ограничена крутым склоном в сторону реки высотой 25-26 метров, с востока - оврагом, по дну которого в настоящее время проходит полевая дорога. С севера к селищу примыкает асфальтированная дорога Глазов-Адам. Территория памятника в настоящее время распахивается. При обследовании были обнаружены фрагменты керамики и зубы домашних животных. Площадь распространения керамики занимает около 8000 кв.м (0,8 га).

Анализ керамики показал, что практически все фрагменты принадлежат посуде, изготовленной на гончарном круге. Цвет черепков красно-коричневого, серого и черного оттенков. Черепок плотный, с качественным обжигом. В качестве примеси использовался мелкий песок. Выделены фрагменты венчиков плошек и крынок.

Вероятно, Солдырское 5 селище является памятником, оставленным северными удмуртами, и датируется XV-XVII вв. Небезынтересно выяснить, как соотносится Солдырское 5 селища с документально известными поселениями в бассейне р. Чепцы. Длительное время стоял вопрос о расположении "погоста на городище на Солдырском" [1] (на горе Солдырь располагается городище Иднакар IX-XIII вв, термин "гора" употребляется местным населением, на самом деле - это мыс высотой 40-50 метров, образованный слиянием двух рек - примечание автора), который упоминается в "Списке с дозорных книг князя Федора Андреевича Звенигородского да Василия Терентьевича Жемчужникова да дьяка Михайла Ординцова" 1615 год [Луппов, 1958. С. 186-187]. Под именем "городище Салдырское на речке на Чепце" это поселение упоминается в переписи 1646 года [Луппов, 1958. С. 232]. Археологические исследования городища Иднакар не обнаружили остатков материальной культуры, относящихся к XVI-XVII векам.

Вполне вероятно, что селище соотносится с этим населенным пунктом. Кроме того, в "Приказных делах старых лет" есть информация о том, что в 1699 году из деревни Старый Солдырь переселились 12 дворов в починок Сепычкарский, и туда же в этот год переселился 1 двор из деревни Солдырской [Луппов, 1958. С. 334]. Деревня Солдырь сохранилась до настоящего времени и располагается в 1,5 км к востоку от селища. Очевидно, причины переселения такого большого количества человек имели под собой серьезные основания.

Судя по археологическим данным и материалам дошедших до нас документов, жизнь на Солдырском 5 селище прекратилась в конце XVII века.

При натурном обследовании Солдырского 5 селища и составлении отчетной документации автором использовались точные геодезические инструменты, специализированное программное обеспечение и ресурсы сети Интернет.

Топографическая съемка велась с помощью оптического теодолита 2Т5К. Высотные отметки привязаны к нулевому реперу городища Иднакар. Полученные данные обрабатывались в соответствии с методикой, разработанной автором. Вкратце суть метода состоит в автоматической обработке материалов полевого журнала топосъемки, создании массива данных в ASCII-формате (American Standard Code for Information Interchange), их конвертации в программу обработки полевой информации и создании цифровых карт и модели местности [2]. Подробнее данная методика изложена в [Кириллов, 2005. С. 47-54].

Итогом обработки данных стала цифровая план-схема. Но отсутствие геодезических привязок во многом обесценивает информацию. При использовании планов-схем ориентация осуществляется с помощью видимых привязок (дорога, овраг, столбы, здания и т.п.). При отсутствии подобных ориентиров или при изменении топографической обстановки (появление новых объектов, разрушение старых) возникает опасность потери памятника или трудности с его обнаружением при мониторинге.

При обработке геодезических данных, связанных с памятником археологии, автором использовался ряд программ, находящихся в свободном доступе в Интернете.

Программа "Google Earth" разработана как отдельный сервис и представлена тремя версиями - "Free" (свободной), "Plus" и "Pro". В свободной версии имеется ряд ограничений, связанных с применением GPS-оборудования и использования данных в коммерческих целях. Программа представляет собой программный блок (10 MB), который находится в свободном доступе в Интернете. Он содержит элементы управления, поиска и обработки данных и ресурсов, расположенных в сети. Сетевые ресурсы представляют собой многоуровневые космо- и аэрофотоснимки земной поверхности. Программа позволяет получать изображения любой точки планеты. Кроме того, реализована система пространственного позиционирования объектов с точностью до десятых долей секунды, и возможно определение высоты искомого места от уровня океана (поверхности геоида). При позиционировании используется система WGS-84, которая не многим отличается от принятой в России с 2002 года системы координат ПЗ-90 (a эллипсоида имеет разницу в 1 м). Благодаря системе "Google Earth" для Солдырского 5 селища были получены следующие пространственные привязки: 58° 08' 49.10" северной широты и 52° 44' 37.56" восточной долготы, 164 метра над поверхностью геоида.

Для дальнейшей работы с полученными снимками в ГИС "MapInfo" была использована возможность программы "Google Earth" по сохранению пространственных координат изображений. Для этого заранее была подготовлена заготовка координатной сетки, состоящей из пересекающихся линий. При сохранении изображения выбирается формат *.gif или *.png с прозрачной основой. В программе "Google Earth" в окне "Places/My places" нажатием правой клавиши мыши выбирается контекстное меню "New/Image Overlay" и вставляется заготовка координатной сетки. Координаты точек пересечения сетки впоследствии используются как якорные точки с известными географическими координатами при регистрации изображения в ГИС.

Опыт показывает, что две графические таблицы MapInfo, одна из которых является топоосновой, а вторая - космическим снимком с пространственными привязками в "Google Earth", зарегистрированные независимо друг от друга в различных системах координат (WGS-84 и системе координат 1942 г., проекция Гаусса-Крюгера), при одновременном открытии совпадают в узловых точках (перекрестки, линии железных дорог, шоссе и т.п.). Возможности "Google Earth" позволяют получать относительно точные географические координаты археологических памятников, прокладывать разведочные маршруты с измерением расстояний и общей оценкой ситуации.

Определенные трудности в настоящее время существуют и при определении магнитного склонения для того или иного участка земной поверхности. Из-за этого направления на север, которые даются в планах, отличаются от истинного. Решению этой проблемы послужила разработка исследователей из Международной ассоциации геомагнетизма и аэрономии (The International Association of Geomagnetism and Aeronomy (IAGA)). В настоящее время ими представлены коэффициенты International Geomagnetic Reference Field (IGRF-10) "Международные ссылки на геомагнитные поля" и программа "Geomag 5.3 и 6.0" [Langley]

Используя многолетние наблюдения со спутников и обсерваторий по всему миру, исследователи рассчитали коэффициенты колебания магнитных полей и построили их математическую модель с 1900 по 2010 год. Данные IGRF используются в научных исследованиях, военными НАТО и в GPS-приемниках. Программное обеспечение и таблицы коэффициентов находятся в свободном доступе в Интернете. По многочисленным наблюдениям, данные обладают высокой точностью, за исключением мест, где имеются крупные природные магнитные аномалии.

При работе с программой "Geomag" версий 5.3 и 6.0 необходимы элементарные знания ПК. В дистрибутиве версии 5.3 присутствуют два пусковых файла geomag53_windows.exe и geomag53_linux.exe, которые позволяют работать, соответственно, в средах Windows и Linux. Версия 6.0 поддерживает работу лишь в среде Windows. После запуска файла программа в режиме диалога предлагает выбрать модель для расчета. Две основных модели размещаются также в папке дистрибутива - это файлы IGRF10.unx и WMM2005.unx для версии 5.3 и IGRF10.cof и WMM2005.cof для версии 6.0. Наиболее свежие данные предложены в IGRF10. Для продолжения работы необходимо набрать имя файла (к примеру IGRF10.unx).

Следующий диалог предлагает выбрать формат даты.

Третий диалог предлагает выбрать либо одну дату, либо какой-либо временной отрезок.

После ввода даты программа предлагает выбрать систему координат - либо геодезическую (на поверхности Земли, WGS-84), либо геоцентрическую (от центра геоида).

После этого выбираются единицы измерения (километры, метры, футы), и вводятся высотные данные искомой точки (WGS-84).

Следующим пунктом диалога является выбор формата ввода геодезических координат: 1 - с использованием десятичных градусов, 2 - в формате "градус, минута, секунда". После этого вводится широта точки - положительная к северу от экватора, отрицательная к югу, и долгота - положительная к востоку от нулевого меридиана (Гринвича), отрицательная к западу. После ввода всех данных программа выдает таблицу расчетов. В верхней строке таблицы присутствуют следующие значения: D - магнитное склонение в градусах и минутах (положительное значение - восточное, отрицательное - западное), I - уклон магнитного поля (положительное значение - вниз, отрицательное - вверх), F - напряжение магнитного поля (дается в нанотеслах (nT)), H - горизонтальная составляющая напряжения магнитного поля (nT), X - северная составляющая магнитного поля (nT), Y - восточная составляющая магнитного поля (nT), Z - вертикальная составляющая магнитного поля (nT). В нижней строке - темпы изменения в год. Таким образом, с помощью программы "Geomag" можно вычислять поправки для более точной разметки раскопов (т.к. при многолетних исследованиях памятников раскопы разных годов, при разметке которых используются компасы или буссоли, отличаются в своей ориентации на несколько градусов в силу колебания магнитного поля Земли). При отклонении от генеральной линии стенки раскопа длиной 10 метров на 1 градус расхождения точек с отметкой 0 и 10 составляет 17,455 см. Кроме того, используя возможности программы вычислять магнитные склонения с 1900 по 2010 годы, ее можно применять при обработке старых и новых топопланов археологических памятников.

Для Солдырского 5 селища получены следующие данные на 25 августа 2004 года (дата топосъемки): магнитное склонение 14° 04' (восточное), уклон магнитного поля 73° 34' (вниз), напряжение магнитного поля 54691 nT (нанотесл).

 

 

Примечания

[1] На горе Солдырь располагается городище Иднакар IX-XIII вв, термин "гора" употребляется местным населением, на самом деле - это мыс высотой 40-50 метров, образованный слиянием двух рек. назад

 

[2] На эту тему автором был прочитан доклад "Цифровые модели поверхности в археологии: от топографического плана к созданию виртуальной модели" на Межрегиональной научно-практической конференции "Материальная и духовная культура народов Урала и Поволжья: история и современность", г. Глазов, 2004 год. назад

 

Литература

Кириллов А.Н., 2005. Система обороны городища Иднакар: опыт компьютерной реконструкции // Археология и компьютерные технологии: представление и анализ археологических материалов. Ижевск. назад

Луппов П.Н., 1958. Документы по истории Удмуртии XV-XVII веков // Сборник документов. Ижевск. назад

Langley R.B. История появления компаса // Интернет. назад