ПЛАН

Інформація

Класифікація інформації

Властивості інформації

Оцінка функціонального призначення археологічних об’єктів на основі просторової моделі       

Оцінка функціонального призначення археологічних об’єктів на основі просторової моделі

Комп'ютерне моделювання в археології дозволяє відновити процес формування пам'ятників в цілому і проводити функціональну інтерпретацію археологічних об'єктів і їх комплексів. Основою для розробки методів реконструкції і інтерпретації за археологічними даними є просторова модель культурного шару пам'ятника. Модель включає просторово-впорядкований набір об'єктів, геометричні параметри і взаємне розташування яких відображає відповідні параметри шару археологічного пам'ятника. Окрім геометричних параметрів, модель описує властивості всіх компонентів культурного шару (структура, матеріал, морфологія, технологія, датування, культурно-історична приналежність, функціональна інтерпретація об'єкту і ін.). У статті розглядаються питання, пов'язані з методикою і технологією створення просторової моделі культурного шару.

Комп'ютерна модель культурного шару включає два основні рівні представлення інформації: модель складу і модель структури (1). Модель складу пам'ятника визначається набором археологічних об'єктів, що формують його структуру (споруди, ями, вогнища, поховання, фортифікаційні споруди і ін.). Опис кожного з об'єктів включає геометричні, структурні і морфологічні характеристики. Модель структури археологічного пам'ятника визначає взаємне розташування основних об'єктів на його території. Вона формується на основі композиції в модельованому культурному шарі окремих археологічних об'єктів, розташування яких визначає геометрію просторової моделі пам'ятника в цілому, а також шарів, прошарків, нашарувань і знахідок.

Реалізація просторової моделі можлива в рамках технології цифрового комп'ютерного картографування. При цьому заздалегідь мають бути визначені структурні властивості об'єкту моделювання і рівень деталізації представлення інформації ( 2).

У археології процес створення комп'ютерних карт-моделей і розробки методів моделювання на їх основі має свою специфіку з точки зору визначення бази джерел, вибору методики і технології формування цифрової карти, а також методів аналізу ( 3). Джерелом для дослідника-археолога є культурний шар пам'ятника. Тобто сам дослідник в процесі розкопок формує джерело, на підставі якого створюється карта. При аналізі і інтерпретації використовується "віртуальна копія" пам'ятника, створена дослідником. Повне знищення археологічних об'єктів в процесі розкопок ставить перед дослідником завдання якнайповнішого витягання, копіювання і зберігання інформації, ув'язненого в них ( 4). Ці обставини визначають необхідність розробки археологічно-орієнтованої технології геоінформаційних систем, що дозволяє не лише створювати просторову модель культурного шару, але і що забезпечує можливість аналізу і інтерпретації археологічних даних, реконструкцію історичних процесів на основі моделі:( 5)

 аналізувати планування пам'ятника в різні хронологічні періоди (просторово-часова прив'язка сукупності археологічних об'єктів);

 виділяти окремі археологічні комплекси і структурні елементи пам'ятника (формування тематичних груп різнорідних археологічних об'єктів, що існували синхронно);

 визначати структуру, склад і динаміку розвитку археологічних комплексів і окремих об'єктів (аналіз прошарків і нашарувань, прив'язка шарів до хронологічних періодів розвитку пам'ятника);

 прогнозувати функціональне призначення археологічних комплексів.

Реалізація просторової моделі археологічного пам'ятника включає наступні процедури:

 Створення елементів просторової моделі. Програма моделювання дозволяє створювати точкові, площинні (лінійні і планарні) і просторові об'єкти. Створення візуального образу об'єкту грунтується на використанні примітивів (крапка, лінія, об'єм) і їх комбінацій. Окрім візуальної вистави кожен об'єкт характеризується набором властивостей (структура, матеріал, морфологія, технологія, датування, культурно-історична приналежність, функціональна інтерпретація об'єкту і ін.).

 Створення комбінованих об'єктів, що є композицією елементів просторової моделі. Властивості такого об'єкту будуть загальними для об'єктів тих, що входять в його склад.

 Створення просторової моделі культурного шару - об'єднання в просторі створених об'єктів. На цьому етапі створюється віртуальний образ модельованого простору. Формування просторової моделі забезпечується двома основними процедурами - прив'язка об'єкту до вибраної крапки просторі і довільна просторова орієнтація будь-якого об'єкту.

Точковий об'єкт є елементом просторової моделі, який можна відображувати в просторі однією крапкою (знахідки - фрагменти кераміки, фрагменти кісті, шлак, окремі вироби і ін.). Створені об'єкти автоматично додаються в базу даних об'єктів, при цьому задаються властивості об'єкту - матеріал, структура, технологія виготовлення, датування, орнамент, культура, функціональна інтерпретація і графічне відображення об'єкту. Процедура створення точкового об'єкту включає вибір типа об'єкту і вказівку точки прив'язки об'єкту (x,y,z) в просторі культурного шару. В разі відсутності необхідного типа він може бути створений і доданий до загального списку. Відображення точкових об'єктів може бути представлене піктограмою, відповідною типові створюваного об'єкту.

Площинні (лінійні і планарні) об'єкти. Площинні об'єкти описуються набором крапок і ліній, що сполучають представлені крапки. Лінії і точки таких об'єктів належать одній площині (кордони розділу археологічних шарів, кордони об'єктів в межах одного планіграфічного зрізу). Геометричні властивості об'єкту визначаються при його створенні. Процедура створення полягає в розставлянні крапок координатами (х,y,z) об'єкт, що описують, і скріплення крапок між собою. При цьому одна з координат є константою (найчастіше координата глибини z).

В процесі формування просторової моделі культурного шару відбувається перетворення набору площинних об'єктів, сформованих за вихідними даними археологічних розкопок (планіграфічні зрізи) в просторовий образ кожного об'єкту. Це перетворення дозволяє максимально зберегти суть джерела - його просторово-організовану структуру.

Просторові об'єкти. Процедура забезпечує об'єднання лінійних і планарних об'єктів, що належать різним площинам, в один просторовий об'єкт, тобто відбувається об'єднання площинних об'єктів в групи. Таким чином, просторовий об'єкт описується набором крапок і поверхонь, що сполучають ці крапки. При цьому виділяються локальні і протяжні просторові об'єкти. Протяжні об'єкти - це об'єкти, що виходять за рамки модельованого простору, по якій або координаті. Прикладом таких об'єктів можуть служити різні типи шарів і нашарувань. Прикладом локальних об'єктів можуть служити ями, вогнища, підстави споруд, могильні ями і інші подібні до них по просторовій організації об'єкти. Геометричні властивості просторових об'єктів визначаються при їх формуванні. Крім того, описуються такі властивості просторового об'єкту як матеріал, структура, морфологія, технологія, датування, культурно-історична і функціональна інтерпретація і ін. Як базовий метод для відображення просторових об'єктів використовується бікубічний сплайн, проте, можливий вибір інших алгоритмів інтерполяції.

Процедура формування локального просторового об'єкту представлена на малюнку 1. Як вихідна інформація використовуються набір планіграфічних зрізів культурного шару пам'ятника, отриманих в результаті розкопок (мал. 1а-в). На першому етапі формуються площинні об'єкти (координата z - константа). При цьому в межах кожного горизонтального зрізу виробляється розставляння вузлових точок (x,y) уздовж кордонів об'єктів і шарів, виділених археологічний. Крапки програмно зв'язуються між собою (контури I-III на мал. 1а-у відповідно). Наступний етап полягає в розміщенні отриманих контурів в просторі і скріпленні між собою контурів кордонів кожного об'єкту при різній глибині фіксації (мал. 1г). Завершальним етапом є формування просторового образу об'єкту за рахунок побудови поверхонь, що зв'язують крапки на всіх побудованих контурах (мал. 1д).

Комбіновані об'єкти. Створення комбінованих об'єктів необхідне для виділення в просторі модельованого культурного шару археологічних комплексів (наприклад, споруда, що включає підставу-фундамент, вогнища, ями різного призначення, нашарування і знахідки) або об'єктів із складною внутрішньою структурою (мал. 2). Процедура формування комбінованого об'єкту полягає в наступному: розташування елементарних об'єктів в просторі і їх композиція.

На малюнку 2а приведений розріз господарської ями, виявленої в процесі розкопок. Яма має досить складну форму і містить 3 шаруючи, різнорідних по складу і характеру заповнення. Для формування комбінованого об'єкту - моделі ями - створюються поверхні, що розділяють шари в ямі (поверхня I і III на мал. 2аб); шар, що містить знахідки (шар II на мал. 2аб), і зовнішній контур ями (поверхня IV на мал. 2аб). З точки зору технології моделювання комплексного об'єкту його складовими є: поверхні I і III - протяжні просторові об'єкти, шар II - набір точкових об'єктів, IV - локальний просторовий об'єкт. В результаті композиції в просторі елементів I-IV формується комбінований об'єкт моделі - господарська яма.

Просторова модель культурного шару. Формування просторової моделі передбачає об'єднання в модельованому просторі елементарних і комбінованих об'єктів, описаних в базі даних (мал. 3). Спочатку визначаються кордони модельованого простору культурного шару (прямокутний паралелепіпед) і координати його вершин. Другим етапом є "наповнення" напівпростору створеними модельними об'єктами і їх просторова прив'язка до вершин модельованого простору. При цьому використовуються операції зсуву об'єкту уздовж осей і його довільне обертання відносно вершин простору.

Розроблена методика і програмне забезпечення надає додаткові можливості при візуалізації створеної просторової моделі:

Довільний вибір проекції дозволяє отримати відображення моделі культурного шару в різних площинах і під будь-яким кутом. За умовчанням вибрано чотири проекції - вигляд зверху, вигляд зліва, вигляд справа і ізометрія.

Гнучкий вибір режиму відображення об'єктів моделі. За бажанням користувача кожен об'єкт моделі може бути представлений в одному з трьох видів відображення - злита, скелетна і комбінована вистава. Злита вистава відображує об'єкт однорідним середовищем (замкнута поверхня). Скелетна вистава відображує об'єкт у вигляді дротяної фігури (відображення граней і ребер). Комбінована вистава відображує об'єкт у вигляді замкнутої поверхні з видимими гранями.

Управління "прозорістю" при відображенні об'єктів. Властивість прозорості дозволяє регулювати режим відображення при візуалізації кожного з елементів просторової моделі. Це дозволяє виключити з відображення просторової сцени об'єкти, розташовані на передньому плані (розгляд внутрішньої частини модельованого простору) або частина поверхонь, складових комбінований об'єкт (аналіз внутрішньої структури об'єкту). Міра прозорості вибраного об'єкту визначається користувачем.

Побудова просторового зрізу. Ця процедура полягає в здобутті площинного зображення, на якому представлений розріз культурного шару при довільному розташуванні площини зрізу в модельованому просторі.

Фільтрація об'єктів при візуалізації - вибір і виділення при відображенні просторової моделі групи схожих по деяких ознаках об'єктів.

Програмне забезпечення, що дозволяє при використанні описаної технології реалізувати просторову модель культурного шару археологічних пам'ятників, розроблене у фізико-технічному інституті УРО РАН.

Побудова і використання просторової археологічної моделі дозволить вирішити існуючі проблеми як при реконструкції і інтерпретації культурно-історичних процесів, так і у сфері збереження історико-культурної спадщини, в пошуку нових методик дослідження археологічних об'єктів і в повчальному процесі. Вживання технології комп'ютерного картографування для створення просторової моделі археологічного об'єкту дозволяє вирішити ряд принципових завдань:

1. Формування поліінформативного джерела за рахунок джерело-орієнтованої технології перетворення польової інформації в машиночитаєму форму.

2. Можливість вивчення археологічного об'єкту не лише на основі візуальний інформації, що фіксується, але і структурною (прихованою), вираженою у взаємному розташуванні елементів культурного шару.

3. Повне витягання, копіювання і зберігання інформації про археологічний об'єкт, створення його віртуального образу вирішує протиріччя між дослідженням пам'ятника і його повним знищенням в процесі розкопок.

Подальшим напрямом досліджень є розробка методів інтерпретації, тобто формалізованих методів для хронологічної і функціональної атрибуції культурних нашарувань, з виходом на рішення проблем культурних традицій і контактів древнього населення.

Мал. 1. Формування локального просторового об'єкту


Мал. 2. Формування комбінованого просторового об’єкта.

Характеристика роботи

Контрольна

Кількість сторінок: 13

Безкоштовна робота

Закрити

Історична інформатика 1

Замовити дану роботу можна двома способами:

  • Подзвонити: (097) 844–69–22 та (050) 297–73–76
  • Заповнити форму замовлення:
Не заповнені всі поля!
Обов'язкові поля до заповнення «ім'я» і одне з полів «телефон» або «email»

Щоб у Вас була можливість впевнитись в наявності обраної роботи, і частково ознайомитись з її змістом, ми можемо за бажанням відправити частини даної роботи безкоштовно. Всі роботи виконані в форматі Word згідно з усіма вимогами щодо оформлення даних робіт.