فتوگرامتری در ثبت آثار باستانی

فصل اول: مقدمه

گذشته هر قوم، نشان دهنده فرهنگ و تمدن آن قوم بوده و مطالعه گذشته هر فرهنگ، علاوه بر جنبه باستان شناسی و معماری در بسیاری از علوم نظیر: تاریخ، جغرافیا، علوم اجتماعی و مدنی ضرورت دارد. بخش عمده ای از این مطالعه، به ارزیابی و مطالعه بر روی آثار باستانی و بناهای تاریخی بر جا مانده از تمدنهای کهن بر میگردد که علم باستان شناسی به طور اخص در این مورد مطالعه و تحقیق میکند به سبب تداخل حیطه فعالیت علوم در یکدیگر، علوم دیگری از جمله معماری، کامپیوتر، نقشه برداری، فتوگرامتری و فیزیک نیز کاربردهای گسترده ای در باستان شناسی دارند.

نقشه برداری به تهیه نقشه از سایتهای باستان شناسی و تهیه نقشه از بناهای بر جای مانده از قرون گذشته اقدام کرده وعلاوه بر مطالعه بر روی آن، به بررسی و تحقیق روابط اجزاء باستان شناسی کمک شایانی میکند و شاید بتوان نقش نقشه برداری در باستان شناسی را مشابه تهیه نقشه های ازبیلت در کارهای عمرانی دانست.

فتوگرامتری نیز به علت ویژگی های خاص و کاربردهای متنوع خود دارای کاربری های فراوانی در باستان شناسی است که از جمله میتوان به تهیه نقشه از سایتهای باستان شناسی، تهیه مدلهای سه بعدی از اشیاء در بناهای تاریخی، تهیه جزئیات بناها، تهیه موزائیک های عکسی، تهیه نیمرخ های مختلف از بناهای تاریخی جهت طراحی مرمت و حفظ و نگهداری و تهیه مدل رقومی از قسمتهای غیر قابل دسترسی اشاره کرد.

از ابتدای پیدایش فتوگرامتری، این تکنیک به عنوان مجموعه ای از مهارتهای حرفه ای مطرح بوده است و افراد غیر متخصص کمتر به آن گرایش می یافتند، که این دید از فتوگرامتری تاکنون نیز تا حدودی ادامه داشته است. با تسریع در پیشرفت علوم از جمله کامپیوتر و تبدیل شدن فتوگرامتری سنتی به فتوگرامتری تحلیلی و سپس رقومی و ابداع شیوه های جدید در اخذ اطلاعات از عارضه، میتوان نقش جدیدی از کاربردهای فتوگرامتری به خصوص در باستان شناسی را مطرح کرد.

با توجه به حفظ و نگهداری آثار و بناهای تاریخی به عنوان یادگار و میراث گذشتگان و علمی شدن شیوه های مرمت آثار و جنبه های مختلف گردشگری و سرمایه گذاری در صنعت توریسم در حیطه باستان شناسی، فتوگرامتری میتواند به عنوان پایه و بستری مطمئن در تمام جنبه های مذکور راهنما بوده و به یک کلام میتوان در حال حاضر آن را قوی ترین و به صرفه ترین ابزار نمایش و مدلسازی متر یک سایتها و بناها و حتی اشیاء کوچک باستانی عنوان کرد. جهت احراز این صلاحیت باید ویژگی و امتیازات بکارگیری فتوگرامتری را مطرح کرد، که به طور خلاصه میتوان ضرورتهای بکارگیری فتوگرامتری در باستان شناسی را به شرح ذیل برشمرد:

1- موقعیت و شکل خاص قرار گیری بناها نسبت به یکدیگر که گاه ایجاد موانع و عدم دید کامل نسبت به یکدیگر ایجاد میکنند.

2- عدم دسترسی مستقیم به بعضی از بناها و یا قسمتهایی از بناها جت اندازه گیری دقیق آنها

3- عدم اندازه گیری دقیق بعضی از اشکال خاص و نقوش و طرحهای بکار رفته در بناها و اشیاء تاریخی.

4- ایجاد مدل سه بعدی و امکان دوران، حرکت و پیچش مدل جهت مطالعه و درک بهتر اشیاء و بناها.

5- نیاز اصلی عملیات مرمت و نگهداری به محصولاتی از قبیل مدل سه بعدی، موزائیک عکس، اورتوفتو، مقاطع بناها و طاق ها

6- مطالعه حفظ و نگهداری و پایداری بناها در طول مدت زمان

7- مطالعات قبل از کاوش ها و حفاری های باستان شناسی

8- امکان مدل سازی متر یک ساختمان ها و بناها و اشیاء قدیمی

9- ایجاد مدل سه بعدی به عنوان عضو پایه ای در موزه های مجازی

10- آشنایی، آموزش و مدلسازی سایتهای باستان شناسی

از آنجایی که فتوگرامتری به عنوان ابزاری قدرتمند در جستجوی مطرح شدن در عرصه باستان شناسی میباشد، باید به گونه ای باشد که هم از نظر کیفیت ارائه اطلاعات و هزینه سیستمی و کاربری به نوعی آسان، ارزان، سریع و قابل اطمینان باشد.

در این مقاله بیشتر به جنبه های از کاربرد فتوگرامتری در باستان شناسی تاکید شده که نشان دهنده روشهای ساده، سریع و ارزان قیمت در ارائه اطلاعات مختلف سایتهای باستان شناسی و مدل سازی سه بعدی آنها میباشد.

این نکات با توجه به ضرورتهای ذیل اجتناب ناپذیر است:

1- استفاده افراد غیر حرفه ای فتوگرامتری از محصولات فتوگرامتری(عمدتاً باستان شناسان و معماران)

2- اتوماسیون بیشتر سیستمهای تهیه محصولات فتوگرامتری به جای بکارگیری از روابط فتوگرامتری و برجسته بینی جهت کاربردهای عادی

3- امکان استفاده هر چه بیشتر از محصولات فتوگرامتری به عنوان ضرورت آشنایی با ساتهای باستان شناسی

4- امکان ارائه آسان اطلاعات میراث فرهنگی و ایجاد موزه های مجازی در سایتهای اینترنت

5- امکان جایگزینی بیشتر ابزار آلات فتوگرامتری با تجهیزات رایج و کاربر پسند کامپیوتری

6- عدم نیاز به سرمایه گذاری فراوان جهت مطالعات باستان شناسی

7- ضرورت نیاز به اطلاعات متر یک میراث فرهنگی و آسان بودن دسترسی به آن

8- امکان آماده سازی اطلاعات مکانی باستان شناسی جهت ایجاد سامانه های اطلاعات مکانی و موزه های مجازی

9- ترجیح در بکارگیری از شیوه ها و محصولات جدید فتوگرامتری به جای روشهای سنتی به جهت کارایی بیشتر و هزینه کمتر و سرعت دستیابی سریعتر

در هر صورت اين روشها برتريهاي بارزي نسبت به روشهاي سنتي دارند و محدوديتها و مشكلات روشهاي سنتي را تا حد زيادي مرتفع كرده اند.

فصل دوم: روشهای سریع و ارزان فتوگرامتری در ثبت آثار باستانی

این روشها را به جهت گستردگی و تنوع آثار باستانی و گوناگونی محصولات فتوگرامتری نمیتوان در یک موضوع خاص طبقه بندی کرد. مثلاً گروهی از روشها بر روی تهیه نقشه از سایت و محوطههای باستانی متمرکزند و هدف گروهی از روشهای مدلسازی سه بعدی کتیبهها و آثار دستی کوچک و هدف بخشی دیگر نیز تهیه مدل رقومی قسمتی از بنا میباشد. و یا به جهت روشها و تکنیکهای بکار گرفته شده، بعضی از روشها از ابزار آلات سنتی و رایج بهره میبرند و در صدد ارتقاء آنها میباشند و بعضی دیگر به فنون جدید نظیر لیزر و بخشی نیز به تکنیکهای پیشرفته در زمینه فتوگرامتری رقومی اشاره دارند.

طبعاً دستهبندی آنها در یک راستا منطقی بنظر نمیرسد. (گر جه تمامی روشها در برد کوتاه مطرح میشوند). از اینرو در این مطالعه روشهایی که به نوعی از نظر محصولات نهایی تقریباً در یک جهت میباشند در یک طبقه آورده شدهاند. بدین منظور میتوان سه روش را ارائه نمود:

2-1- روشهای تهیه نقشه از سایتهای باستانی.

2-2- روشهای تهیه DEM، اورتوفتو، موزائیک عکسی و نیمرخهای خاص از ابنیه باستانی.

2-3- روشهای مدلسازی سه بعدی آثار باستانی کوچک و کتیبهها.

در پایان نیز مروری گذرا به جنبههای نرمافزاری موضوع داشته (البته نه بعنوان روشی در تهیه محصولی خاص بلکه بعنوان ابزارهای کمکی و کاربر پسند).

2-1- روشهای تهیه نقشه از سایتهای باستانی:

در روشهای مرسوم و سنتی جهت تهیه نقشههای بزرگ مقیاس از سایتهای باستان شناسی عموماً از روشهای نقشهبرداری زمین استفاده میشود. در شیوههای نوین از لیزر اسکن زمینی و هوایی نیز بهره میبرند که روش گران قیمت میباشد که از آن بخثی به میان نمیآید.

در روش ابتکاری که در این مطالعه مطرح شده است، روش کم هزینهای توسط گروه تحقیقاتی IMAP3D ارائه شده است [1] این سیستم شامل بالن هلیمی سبک و کم هزینه است که حامل دوربین دیجیتال میباشد که از روی زمین با ابزار کنترل ویدیوئی قابل هدایت است.

این سیستم شامل دو بخش اصلی میباشد:

الف: واحد پرداز

ب: واحد کنترل زمینی

الف: واحد پرداز شامل جهار بخش است:

الف-1- بالن هلیم – زپلین با قابلیت حمل بار 5 کیلوگرم

الف-2- یک سطح با استحکام بالا و تراز در برابر باد

الف-3- پلات فرم دوربین که قادر است دوربین را در دو جهت افقی و قائم دوران دهد.

الف-4- دوربین با قدرت تفکیک 2000*3000 پیکسل

ب: واحد کنترل زمینی شامل سه بخش است:

ب-1- مونیتور جهت تعیین زاویه دید دوربین

ب-2- کنترل از راه دور جهت کنترل زاویه صنعت و قائم دوربین در لحظه عکسبرداری

ب-3- طناب کنترل موقعیت مسطحاتی و ارتفاعی دوربین

نحوه عملکرد سیستم: پس از نصب تجهیزات، بالن در ارتفاع حدود هشتادمتری ثابت قرار میگیرد و با توجه به کنترل ویدیوئی زاویه دید آنی دوربین کنترل و عکسبرداری قائم صورت میگیرد که جهت جلوگیری از سایه بودن، تصاویر مایل نیز گرفته میشود.

مرحله پردازش دادهها شامل Self Calibration ، استخراج DEM و تولید Ortho Photo میباشد.

توسط عکسهای مایل پارامترهای توجیه داخلی برآورده میشوند و با داشتن اطلاعاتی از زمین میتوان به پارامترهای توجیه خارجی و دورانها دست یافت. ابعاد پیکسل cm5 میباشد و هر عکس شامل هشت نقطه کنترل است. دقت بدست آمده در این روش عبارتست از: دقت مسطحاتی = cm5 و دقت ارتفاعی = cm3

محصولات خروجی در فرمت VRML قابل ارائه میباشد.

فتوگرامتری در ثبت آثار باستانی

مطالب مشابه :

GPS و فتوگرامتری چسیت؟

نقشه برداری زیر زمینی

آموزش نرم افزار Civil 3D 2014

فتوگرامتری در ثبت آثار باستانی

تجربیات کارگاهی- نقشه برداری پروژه عمرانی

محاسبه حجم عملیات خاکبرداری و خاکریزی با نرم افزار Auto Cad Land Desktop

ْGPS تك فركانسه