Для первоначальной археологической съемки обычно используются данные Лидар, спутниковые снимки и аэрофотограмметрия. Возможности полуавтоматического обнаружения различных типов данных являются хорошо известными алгоритмами. Документирование объектов обычно осуществляется с помощью лазерного сканирования, наземной и аэрофотограмметрии и широко используется и универсальная технология RPAS. За последние несколько лет RPAS претерпела значительные изменения, их основное преимущество заключается в том, что они сочетают в себе преимущества аэрофотограмметрии и наземной фотограмметрии, и что они могут нести другие различные датчики. Большим преимуществом RPAS в археологии является то, что они способны получать изображения в пределах см, несколько раз в день и имеют наибольшую пользу для тепловидения археологических объектов. Карта области с суточными колебаниями температуры может показывать обнаружение подземных объектов. Еще одним инструментом обнаружения подземных объектов являются геофизические приборы. Объединяя геофизические измерения с измерениями RPAS, можно создать модель археологического объекта, показывающую надземную часть объектов и ее подземные части.
АРХЕОЛОГИЧЕСКИЙ ОБЪЕКТ МАХМУР АЛКАДИМА.
Чешская археологическая миссия, возглавляемая профессором Ассоком. С 2006 года в Ираке непрерывно работает доктор философии Западно-чешского университета Карел Новичек. Объектом исследования выбран был Махмур аль-Кадима, расположенный на севере Ирака, в Курдистане, недалеко от города Махмур. Махмур аль-Кадима — вымерший город от доисламского периода до раннего исламского; площадь участка составляет около 100 га. Лаборатория фотограмметрии КТП в Праге, представленная проф. Доктор Инженера. Карел Павелка участвовал в этом проекте, чтобы составить карту участка и задокументировать выбранные объекты. Для картографирования территории использовалась RPAS eBee (тип крыла) с использованием камеры VIS и NIR (разрешение 16 Mpix). Для документирования выбранных объектов учёные использовали камеру Canon EOS 450D. Всего на объекте было получено 548 снимков камерой NIR, 536 - камерой VIS и 97 снимков с камеры VIS с детального полета. Все изображения были обработаны в один проект. Предметом данной работы является обработка документации по строительному мусору, который, вероятно, был покойной церковью. Для покойной церкви учёные получили 201 снимок с помощью камеры Canon EOS 450D. Еще один набор данных был получен со спутников Pleiades. Дата приобретения составила 12. Ноябрь 2013 года. Учёные получили цифровую модель поверхности, изображение в формате RGB и изображение в формате NIRRG. Нашим поставщиком данных была чешская компания Gisat s.r.o. Разрешение DSM - 1 м, а разрешение орто фотоплана - 0,5 м.
Цель заключалась в создании 3D-модели выбранного объекта с привязкой к местности. Однако из-за отсутствия наземных измерений контрольных точек и невозможности обработки изображений из RPAS вместе с наземными изображениями в программном обеспечении Agisoft PhotoScan Professional. Данные получены RPAS eBee с помощью камеры VIS и Canon EOS 450D. Основная трудность заключалась в том, что наземные изображения и изображения RPAS имели угол около 90 градусов, что делало невозможным соединение описателей между RPAS и наземными изображениями. Наклонные изображения отсутствовали для возможности совместной обработки всех полученных изображений. В программном обеспечении Фото моделирующего сканера при использовании 3-х различных камер (не откалиброванных фокусных расстояний и неоптимального пересечения изображений) обработка изображений RPAS с наземными снимками оказалась неудачной. Изображения были получены в основном не для перекрестной фотограмметрии, поскольку наложение изображений было слишком маленьким, или потому, что проекционные центры камер были слишком близко друг к другу, а точки привязки определялись со слишком малым углом перекрестия.
Это из картографического проекта археологического объекта, который включает в себя все изображения RPAS (около 1200). Для этой цели было отобрано 97 снимков с подробного полета с расстояния взятия проб 3 см GSD (Ground Sample Distance). Для дальнейшей обработки были отобраны только изображения выбранной церкви и ее окрестностей (14 изображений). Из проекта картирования археологического объекта были экспортированы скорректированные координаты проекционных центров. Эти координаты были преобразованы в систему координат UTM зоны 38N программным обеспечением Matkart, разработанным на кафедре геоматики, FCE, CTU в Праге. Высота была приведена в соответствие с эллипсоидальной высотой WGS84. Искажения картографической проекции UTM были проигнорированы, так как перепады высот модели были в единицах м, а площадь церкви составляла около 50 м. Впоследствии координаты UTM были уменьшены для дальнейшего использования в программе Photomodeler Scanner. Обработка 14 снимков RPAS выполнена в сканере фото моделирования как автоматизированный проект — проект SmartPoints. Элементы внутренней ориентации определялись путем обратной калибровки.
38 наземных изображений были обработаны в программном обеспечении "Фотомодельер Сканер" в качестве Стандартного проекта.
Оба проекта были объединены и выявили 28 точек соприкосновения с достигнутыми стандартными отклонениями, а наибольший остаток представлен в таблице 3. Изображения RPAS GSD составляли 3 см, и если принять во внимание это значение, то в миллиметрах нельзя ожидать стандартных отклонений точек привязки. Если использовать среднее стандартное отклонение в пикселях и учитывать GSD изображений RPAS, то более вероятно, что стандартное отклонение точек привязки (т.е. точность соединения моделей с изображениями RPAS и наземными изображениями) будет равно кратно среднему стандартному отклонению в пикселях и GSD изображений RPAS, т.е. 2,64 см. Если это стандартное отклонение рассматривается как пространственная ошибка, то его можно разделить на отдельные компоненты координат в соответствии с соотношением среднеквадратических ошибок пространства. Затем она была преобразована в уменьшенную систему UTM. В качестве идентичных точек преобразования были выбраны 14 проекционных центров камер изображений RPAS (UTM-координаты настроенных проекционных центров Agisoft PhotoScan).
Если SD - среднеквадратическое отклонение, Max - максимальное значение, Min - минимальное значение.
Координаты проекционных центров наземных снимков экспортировались из программного обеспечения Photomodeler Scanner. После этого координаты проекционных центров были преобразованы в систему WGS84 с помощью программного обеспечения Matkart. Для 38 наземных изображений координаты проекционных центров были импортированы в EXIF-данные изображений с помощью программного обеспечения Exif Pilot; точность импортируемых элементов внешней ориентации составила около 3 см (0,001). Наземные изображения обрабатывались с помощью программного обеспечения Agisoft PhotoScan.
Если оценивать точность позиционирования модели, то наиболее целесообразным представляется использование распространения ошибок, со среднеквадратическими отклонениями координат около 10 см. Такая точность позиционирования модели связана с формированием изображений RPAS, с проектом картографирования с использованием 1200 снимков, скорректированных в пачках.
Выводы включают 3D-модель в виде облака точек и сетки, растровый DTM и орто фотоплана. Учёные сравнили растровые DTM изображений RPAS, наземных изображений и DTM, созданные на основе изображений со спутников Pleiades. Разрешение RPAS DTM составляет 6 см, а разрешение DTM наземных изображений - 2 см. В последнем случае можно различать отдельные камни, и это дает гораздо больше деталей, чем RPAS DTM. Орто фотоплана высотой 2 см, созданная из наземных изображений, довольно шумная. Его разрешение составляет 3 см, что обеспечивает достаточную детализацию орто фотоплана и низкий уровень шума в данных. Ортофотоплатформа Pleiades имеет разрешение 0,5 м и дает хороший обзор археологического объекта, но для анализа отдельных структур его разрешение недостаточно. По сравнению с этим, ортофотоплатформа RPAS имеет удовлетворительные детали.
Процедура обработки изображений, полученных с помощью RPAS и наземных изображений, без использования контрольных точек. Достигнутая точность модели составляет около 10 см для каждой координаты, но эта точность основана на исходной модели RPAS отображения. Полученная 3D модель (облако точек) достигла 48 миллионов точек и 40 миллионов полигонов. Растровый DTM имеет разрешение 2 см, что в 10 раз больше детализированного разрешения, чем растровый DTM RPAS-изображения. Более того, на этом DTM можно различить отдельные камни, но, наоборот, орто фотопластинка достаточно шумная и малоценная для археологических целей. Наконец, спутниковые данные со спутника Pleiades были проанализированы в археологических целях.
