Қазақ Алтайындағы археологиялық барлау жұмыстарын жүргізуде гаж технологиясын қолдану
Биылғы жылы ЮНЕСКО-ның ұсынысымен ұйымдастырылған Халықаралық жобаның негізінде жасақталған археологиялық экспедиция шеңберінде "Алтайдың тоң басқан обалары: стратегиялық маңызы мен оның болашағы" тақырыбы аясында жер қыртысын аралық зондылау мәліметтері бойынша картографияға енгізу жұмыстары жүргізілді.
Зерттеу жүргізер сынақ алаңы ретінде Шығыс Қазақстан облысы аумағына қарасты Қарақаба өз.-нің жоғарғы және ортаңғы ағысы (Күршім ауд.) мен Берел ауылы (Қатонқарағай ауд.) жанындағы Ақберел өз.-нің алқабындағы жерлердің GPS жүйесіндегі өлшеу құралы көмегімен жер үсті бақылау нүктелерінің Х,Ү,Z орналасу координаттары алынды.
Картография және топографиялық жұмыстарға Бельгиялық Гент университетінің жағырафия факультетінің профессорлары Руди Гуссен (Rudi Goossens), Ален де Вулф (Alain de Wolf), 4-курс студенті Дрисс Доссе (Dries Dossche) және географ-картограф Уварова А.К. (ҚазҰУ) қатыстырыл д ы.
Осы аталмыш аймақтың зерттелінетін территориясының ауқымды бөлігінде жүргізілетін жұмыстарды және қолда бар ұсақ масштабтағы карталық өлшемдерді қаперде ұстап, сондай-ақ, қымбатқа түсетін картографияға енгізер топографиялық жұмыстар, "жер серіктерінің ғаламдық навигациялық жүйесіндегі" қызметті пайдаланып, өлшемдері негізінен аса жоғары дәлдікпен берілетін ғарыштан түсіретін құралдармен орындалды.
Енді бұдан былай, ғарыштан түсірілген мәліметтердің өңдеуден өткізу нәтижесінде алынған тың ақпараты бар қолымыздағы картаға аймақтағы археологиялық объектілер мен тарихи маңызы бар ертедегі жерлеу орындары мен соларға қатысты мәліметтер енгізілетін болады. Сонымен бірге осы жұмыстың түпкі мақсаты, жергілікті жердің дәл картографиясы негізінде жасалған археологиялық геоақпараттар жүйесін (ГАЖ) құрумен қатар, жағырафиялық және археологиялық объектілердің (мысалға, компьютерліқ ArcView, ArcGIS программасында) мәліметтік-ақпарат қорын жасау болып табылады.
Картографиялық жұмыстар барысында, американдық Corona (Корона) программасымен ғарыштан түсіріліп алынған мәліметтер пайдаланылды. КОРОНА атты жер серігі - бұл американдық кеңінен танымал ғарыштан барлаушы құрал. 1960-1972 жж. аралығында түсіру камераларының мүмкіндігіне қарай аталмыш құралдың көмегімен 12 м.-ден 1,8 м.-ге дейінгі (40 футтан 6 футқа дейінгі) мүмкіндік өлшемі аса жоғары дәлдіктегі 800 000 астам фотосурет түсірілген екен. Бұл суреттердің көбісі алғаш 1996 ж. Интернет сайттарында жарық көрсе, ал 2002 ж. оның қалған бөлігі толықтай жария етілген. Ендігі жерде, сол түсірілген фотосуреттер 2004 ж. бастап жаңа сандық сападағы сканермен түсірілген өнім ретінде (сканерлік түсіру мүмкіндігі 23,14 және 7 микронды құрайды) қолға тие бастады.
Жоғары дәрежедегі дәлдікпен түсірілген, осынша мәліметтің төменгі бағада болуы және оның тиімділігі, атап айтқанда географ, археологтарға олардың ғылыми-зерттеулері үшін құнды құрал болмақ. Егер, сөз болған аталмыш түсірілімдердің басымдығын 1960-1970 жж. түсіріліп жинақталған материалдармен салыстырсақ, соңғысы сөзсіз тарихи құжат қана болмақ өйткені, өткен қырық жыл уақыт ішінде ландшафт айтарлықтай өзгеріске ұшыраған. Дегенмен де, 1996 ж. түсірілген материалдармен жұмыс жасау әдісі көрсеткендей, ондағы археологиялық объектілер, мәселен, обалар тізбегі, жекелеген үлкен обалар және т.б. жақсы байқалады.
КОРОНА жасанды жер серігінің екі түсіру камерасы бар. Алдыңғы және артқы камера екеуі қосылып стерео бейнені береді. Екі түрлі бейне беретін стереоскопиялық жұптың өзара арасындағы айырмашылығы, әртүрлі бағытта түсіре отырып, үш өлшемді бейнені негіздеуге мүмкіндік жасайды. Камералды жағдайдың мүмкіндігі сол, жердің релефін қайталайтын оның дәл көшірмесін жасап, зерттелетін жердің толыққанды картасын алуға болады. Стереотүсірілімдермен қоса, оған далалық зерттеу жұмыстары барысында алынған әрі, өзге де түсірілімдердің жергілікті жермен сәйкестендірілуі нәтижесінде х, у, z болып белгіленген абсолютті дәл координаттарды енгізе және оның қарама-қайшылықтарын түзей отырып, анық та, дәл мәліметті топографиялық картасын алуға болады.
Әдетте, фотосуретті пайдалана отырып жасалатын картаның минималды масштабы, фотобейнедегі номиналды масштабтың 1/10 шамасындағы өлшемін құрайды. КОРОНАНЫҢ негативтерінің номиналды фотомасштабы 1:247 500 яғни, одан 1:25 000 өлшеміндегі картаны алуға болады. Бірақ-та, қарапайым фотоүлдіргіге (фотопленка) қарағанда, КОРОНА үлдірінің негативтік мүмкіндігі жоғары болғандықтан, мысалға, масштабы 1:20 000-дық мәліметтік-ақпараты да анық карталар жасауға болады. Мұндай типтегі тиянақты карта ГАЖ үшін өте тамаша негіз болмақ және оған келесі кезектегі археологиялық мәліметтерді енгізуде тиімді.
Далалық зерттеу жұмыстары кезінде жергілікті жердегі бақылау нүктелерінің ғарыштық түсірілімдермен сәйкестендірілуі ең маңызды нәрсе. Картографиялық жұмыстар барысында, Қарақоба өз.-ні алқабының зерттеліп отырған бөлігі шамамен алғанда 14-15 шақырымдағы атыраптан 40-катаяу жер үсті бақылау нүктесі, ал Берел алқабынан -18 бақылау нүктесі түсіріліп алынды. Ғарыштық түсірілімдермен сәйкестендіру үшін алдымен сол ғарыштан түсірілгендерден анық көрінетін жол қиылысындағы тау бөктеріне жақын өзен, ұсақ бұлақ көздері, көпірмен өткелдер және т.б. осы тектес қиылысатын соқпақ жол сияқты нүктелер таңдап алынды. Жер үсті бақылау нүктелері алқаптың, сонымен бірге тау сілемдерін және қуалай отырып әр тарапындағы бөліктерінен алынды. Бұлардан өзге, Берел алқабындағы жер үсті бақылау нүктелері етіп, обалардың тізбектелгендері (екі оба тізбегі), оған қоса обалардың дәл орта тұстары (мысалға, №11, 16 және т.б. обалар), сондай-ақ, Үлкен Берел обасының солтүстік және оңтүстіктегі шеті (шеткі нүктелері) бұл жерде яғни, топырақпен тұтаса өскен қалың өсімдік жамылғысынан аршылған обадағы жерлеу орнын, оның көктен (ғарыштан) түсірілген материалдарға пайдаланылуында обаның тура орта тұсындағы нүктесін, кей жерлердің (мысалға, ғимарат нысандарының сұлба-сызбасының бүгінгі күнде өзгеруінен яғни, жаңадан немесе қайта салынғандарды) сәйкестендірлуін жүзеге асыру оңай болмады.
Ұсақ масштабтағы карта археологиялық ақпараттық мәлімет үшін негізгі тірек ретінде түсірілген (материалдарды) сандық (digital) фотограмметрияға енгізу негізінде жасалады. Жұмыста VirtuoZo V.3 (Supresoft Inc.) бағдарламасы пайдаланылды. Бұл бағдарлама компьютерге енгізілген бейнені автоматты түрде өңделіп-түзетілген (корректілеп), стереобейнені сол компьютердің өзінде үш өлшемді 3D визуалды етіп көрсетіп береді. Жергілікті жердегі түсірілген бақылау нүктелерінің координаттарын енгізгеннен кейін, бағдарлама үш түрлі өлшемде енгізілген бейнелердің барлық пикселдерінің абсолюттік координаттарын есептеп бере алады. VirtuoZo-да өңдеу ісінің нәтижесінде жердің үстіңгі (аталмыш аймақтың) моделдік үлгісін толық сандық сападағы бейнесін, ортофотомоделі (яғни, жергілікті жердің өңделген фотомоделі) және контурлы картасын береді.
Жергілікті жердегі өлшеу методологиясы
2006 ж. ШҚАЭ-ның Қарақоба және Ақберел өзендерінің алқабындағы зерттеу жұмыстарының жүргізілуі кезінде жаһандық жүйедегі объектінің орналасуын (жерін, нүктесін тауып) көрсететін (ЖЖООК) яғни,
1) Жергілікті жерлердегі жаһандық бағыттар;
2) Жергілікгі жердегі (шартты түрдегі) бақылау нүктелерінің орналасуы және оларды ғарыштық КОРОНА түсірілімдерінен табу;
3) Археологиялық объектілердің үш өлшемді белгіленуін (мысалға, обалар) кең диапазондағы, 5-тен 50 шақырымға дейінгі шамада орналасқан объектілердің орналасуын және оның үш өлшемдегі түрін де көрсете алатын құрылғыны қолданған болатын. Экспедиция жұмыстарында өлшемдердің дәлдігін бақылауда және оны белгілеуде, Гент университетінде жасалып арнайы компьютерлік бағдарлама етіп жарақтандырылған жүйелік бағдарламада іске асырылды.
1) Жергілікті жерде жаһандық бағдарды анықтау құралының шынайы уақыт кеңістігінде 10
метрге дейінгі дәлдікті қамтитын, алып жүруге яғни, өзі тасымал қозғалысқа икемді, электронды компаспен бірге барометрмен жабдықталған, жады 24 MB болатын, ресивері 12 арналы Garmin Etrex Vista ТССРО"- ның классикалық түрі қолданылды.
2) Ғарыштық КОРОНА түсірілімдері үшін алынған бақылау нүктелерін өлшеуге "С&С Technology" компаниясының C-Nav-205 OG ресивері пайдаланылды. Географиялық координаттарды өлшеу және нүктелердің биіктік (шкаласы) WGS-84 жүйесінде дайындалды. Сондықтан да, Кеңестік Одақ тұсында жасалып, дұрыс деп қабылданған топографиялық карталарда қолданылған (Пулково-42) өлшемдері, жаңа құралмен алынған координаттар арасы өзара бір-бірімен сәйкеспейді. Аталмыш құрал шынайы уақыт кеңістігінде, бір-бірінен минут пен сағаттық қашықтықта орналасқан жергілікті жерлердегі бақылау нүктелерінің дәлдік сапасын анықтауға мүмкіндік береді. Ол үшін талап бойынша дәлдік, 1 метрден (биіктігі, бағыты шығыс және солтүстік тарап бойынша) артық болуы қажет.
Аймақта, жалпы (күнделікті) шынайы уақыт кеңістігінде ешбір кинематикалық желі, не ешбір EGNOS немесе WAAS белгісі болмағандықтан, LANDSTAR және OMNISTAR (дыбыстық, тербелістік) толқындары бұл маңайды қамти алмайды, дегенмен де (дифференциалды) кедергілік жасауға (сигнал шығаруға) болмайды. Мәселенің түйіні сол жұмыс барысы, негізделуі де, жасалуы да, NASA ғарыштық лабораториясында дайындалып, Real Time Gypsy (RTG) технологиясында жасалған, өзі STARFIRE желісінде қолданылатын C-Nav ресиверімен байланыстырылғандықтан, ісіміздің әр сатысы сәйкестікпен шешімін тапты.
Кедергілерді (дифференциалды) жоюда (түзеу) оның L-band үлдіріне (пленка), L1 және L2 жиілігінде Immarsat спутниктерімен (үшеуі арқылы) берілетіндіктен (оның қызметін пайдалану үшін) қолданысқа жаһандық масштабта шектеусіз мүмкіндік береді.
Құралды дайындап болған соң, 30 минут ішінде планиметриялық өлшемнің дәлдігі шамамен 1 дм дейін (10 см), ал алтиметриялық (биіктікті анықтау) - 3 дм дейін (30 см) құрауы қажет. Жұмыс басталған сәттен бірнеше минуттар өткен соң, көрсетілген өлшем бойынша орташа дәлдік 0,5 м (50 см) құрауы қажет.
3) Археологиялық объектілердің үш өлшемді белгіленуін (мысалға, обалар) жылжымалы дифференциалды кодымен және де L1 фазалы ресивері бар дигитальды ЖЖООК пайдаланды (Leica SR20 ). Барлық алынған нүктелер Leica Geo Office (1.0) бағдарламасымен есептеп және өндейді. Талапты өлшем дәлдігі - 0,5 м (50 см)-ге жуық. Құрал үш әртүрлі конфигурацияда қолданылады.
1-ші конфигурация. Егер де базистік жиекке дейін арақашықтық 1 шақырымға дейін болса, күн сәулесінен қуатталатын, Leica аспабы лагерде бағдар ретінде пайдаланылады, ал SR20 және C-Nav аспаптар бағыттаушы ретінде қолданылады.
2-ші конфигурация. Егер де C-Nav бағдар ретін де, ал екі басқа SR-20-ресиверлер бағыттаушы ретінде қолданылса, ресивер ретінде қолданылған, бағыттаушыны бақылау ұзақ уақытты, 1 ден 3 дм планиметриялық дәлдікті алу үшін, 10-20 сек. құрайды.
3-ші конфигурация. SR20 ресивері базистік жиекке 1 шақырымға дейінгі арақашықтықты,
ЖЖОК сыртқы антенна көмегімен 20 мин ішінде (L1) фазасын өлшей алады. Жергілікті және ұзақ уақытты бағдарды осылай жасауы кодтық өлшемнің дәлдігін аса арттыра түседі. Бұл жолы базистік жиек, лагерьдегі бағдар мен фазалық бақылау арқылы есептеу жердегі бағдар арасында, бұл бірнеше сантиметрге дейін дәлдік береді.
Жалғасып отырған ЮНЕСКО жобасының аясында Гент Университетінің (Бельгия) география факультеті қызметкерлерінің тәжірибелері, КОРОНА жер серігімен жасалған суреттер келешекте археологиялық зерттеулерде қолдануға болатын морфографикалық (рельефтік) және топографикалық карталар жасауға мүмкіндік беретінін көрсетеді.
КОРОНА (CORONA) жер серігімен жасалған стереоскопикалық суреттер және жер бетіндегі бақылау нүктелерінің көрсетілуі, болашақ археологиялық ізденістерге қолдануға қажет болатын, жергілікті жердің сандық моделі мен картасын жасауға пайдаланады.
Сондай-ақ, VirtuoZo 3.2 бағдарламалық қамтамасыз етуді пайдалану және де археологиялық
объектілер мен нақты географиялық координаттар болуы; Қарақаба мен Ақберел өзендер алқабының бедерінің сандық моделі мен суреттемесін жасауға болады. Зерттеулі аймақтың археологиялық геомәліметтік жүйесін және балама моделін жасауға мүмкіндігі бар.