Новое геодезическое оборудование в археологии.
Опыт и перспективы применения электронного тахеометра при археологических исследованияхП.Ю. Барабанов
Институт археологии РАН
В настоящее время существует более десятка крупных корпораций, которые производят геодезическое оборудование, в том числе и электронные тахеометры (технические характеристики одной из моделей - тахеометра GTS-239 - приводятся на рис. 1, 2, 3, 4). Количество разных модификаций может составлять несколько сотен. Электронные тахеометры широко применяются в различных отраслях: строительстве, горном деле, лесном хозяйстве, землеустройстве.
Трудно представить полевые археологические исследования без теодолитов, нивелиров и рулеток. Тахеометры могут заменить все эти инструменты, ускорить и облегчить измерения на местности, а также камеральную обработку данных топографической съемки, нивелировок, графической фиксации при полевых исследованиях.
Тахеометры прекрасно сочетают в себе возможности оптического прибора (теодолита, нивелира) и компьютера. Практически мы получаем связь теодолит-компьютер без рутинных вычислений, а специальные программы помогают делать графические построения (прорисовка рельефа и ситуаций) по уже вычисленным значениям тахеометрической съемки.
Файловая система тахеометра помогает создавать, сохранять и пополнять файлы разных графических фиксаций во время раскопок. Возможность совмещения топографической съемки и разбивочных работ в любых погодных условиях экономит время и финансовые затраты.
На конкретном примере можно показать этапы, методы и взаимосвязь тахеометрических измерений в процессе полевых археологических исследований с последовательной фиксацией археологических объектов (погребения, каменные конструкции, отдельные находки, послойное нивелирование). Тахеометрические измерения можно разделить на следующие виды:
1. Топографическая съемка - массив точек с координатами X, Y, Z, которые определят плановое и высотное положение точек ситуации местности (столбы, дороги, углы зданий) и рельеф данной местности (рис. 5).
2. Разбивка - вынос в натуру узлов сетки с координатами X, Y, Z, к которой привязываются все археологические объекты (рис. 6).
3. Привязка - нанесение на топографический план опорных точек сетки к объектам на местности (зданиям, дорогам, мостам, населенным пунктам) и ориентирование разбивочной сетки относительно магнитного направления буссоли, компаса (рис. 7).
Топографическая съемка в самом простом случае может производиться с одной точки (станции). Начальное направление должно совпадать с магнитным севером по буссоли, которая устанавливается на тахеометр специальным креплением (если нет каких-либо особых условий). Создание файла, в котором будут находиться координаты точек (значения Х, Y, Z), займет 1-2 минуты. Измерения занимают несколько секунд (наведение на призму, нажатие кнопок). Общее колличество отснятых точек, которые могут храниться в памяти тахеометра, может составлять 10 000. Как показывает практика, такого объема памяти тахеометра вполне достаточно, чтобы вести параллельно несколько объектов (файлов) с последующим их пополнением. При необходимости файл определенного объекта, перенесенный на ПК (ноутбук) и хранящийся в текстовом формате .txt, может быть пополнен и изменен. Текстовой файл может быть экспортирован в программы AutoCAD, MapInfo, Surfer, Credo Топоплан 1.0, Pythagoras и многие другие программы для геодезических расчетов и построений.
Разбивка при необходимости может производиться с той же точки, с которой производилась съемка. Вынос опорных точек сетки займет менее часа. С этой же точки может быть произведена разбивка котлована (если требуется убрать балласт) с последующим выносом в котлован узловых точек сетки (рис. 8). Сгущение сетки в котловане может быть произведено с помощью рулеток и колышков.
Привязка опорных точек сетки и посадка сетки на топоплан также займет мало времени. В любом случае закрепленная станция или точка стояния, а также опорные точки сетки способствуют возобновлению работ по прошествии любого отрезка времени в кратчайшие сроки.
Тахеометрическое сопровождение собственно археологических исследований (вскрытие погребений, ям, нивелирование) (рис. 9) может проводиться ежедневно или периодически. Обновление и пополнение файлов должно вестись параллельно и взаимосвязано с графической фиксацией (рисованием ям, погребений, костяков, профилей). Оператор тахеометра должен вести записи по данному объекту с регистрацией дат и этапов археологических исследований с последующей камеральной обработкой. Оперативная камеральная обработка дает возможность выявить ошибки привязок и нивелировок археологических объектов, а также представить целостную картину раскопа с возможностью вывода на печать любого масштаба. Взаимодействие оператора, художника и старшего по раскопу дает возможность полноценной фиксации на любом этапе раскопок. Быстрота взятия точек и объем памяти тахеометра позволяют за минимальный отрезок времени собрать информацию, необходимую для построения микрорельефа. Освоить компьютерную камеральную обработку заинтересованный специалист (археолог, художник, лаборант) может за относительно короткое время. Сегодня большинство археологов владеют графическим ПО (CorelDRAW, AutoCAD, AdobePhotoshop) что позволяет обрабатывать полученную при археологических исследованиях информацию в сжатые сроки. На вопрос, возможно ли археологу заниматься тахеометрической съемкой в процесе археологических раскопок, нельзя дать однозначный ответ, учитывая, что кроме археологических исследований, приходится заниматься хозяйственными и финансовыми вопросами. Учитывая высокою стоимость тахеометра, не представляется возможным снабдить им все экспедиции. На первом этапе внедрения данных технологий возможно курирование нескольких экспедиций в самые ответственные моменты.
Думаю, что приведенная информация дает определенное, хотя и несколько упрощенное, понятие о задачах и методах геодезического (читай тахеометрического) сопровождения археологических раскопок.