В статье представлены результаты обнаружения археологических объектов с помощью беспилотного летательного аппарата, оснащенного тепловизионнооптическим комплексом. Применение тепловизионной камеры позволило выявить сильно задернованные каменные конструкции. На территории Алтайского заповедника таким образом обнаружен объект Богояш-9.
Долина реки Богояш находится в Улаганском районе в границах Алтайского биосферного заповедника. В археологическом отношении она слабо изучена, сотрудники Алтайского заповедника в рамках комплексных мероприятий, проводят здесь инвентаризацию объектов историко-культурного наследия с 2022 года. Первоначально были документированы курганы могильников Богояш-1-3, расположенные на правом берегу р. Богояш и могильника Богояш-2, расположенного на вершине останца на левом берегу реки. В следующем году были исследованы могильники Богояш-4-7. В 2024 году были продолжены работы по поиску объектов историко-культурного наследия на правом берегу реки Богояш. В ходе работ были обнаружены одиночные курганы Богояш-10 и Богояш-11. Таким образом, за три полевых сезона нами были зафиксированы объекты, которые визуально определяются на поверхности (рисунок 1).
В данной публикации мы остановимся на работах прошедшего летнего сезона, в ходе которых были получены интересные данные, имеющие, на наш взгляд важное методическое значение в вопросах применение аэрофотосъемки объектов археологического наследия.
С 11 по 17 июля 2024 года в долине реки Богояш Улаганского района на территории Алтайского заповедника работала комплексная экспедиция, в рамках которой решались несколько задач:
- патрулирование территории, мониторинг биоразнообразия и объектов историко-культурного наследия.
- В ходе работ по мониторингу биоразнообразия с помощью беспилотного летательного аппарата (БЛА), оснащенного тепловизионно-оптическим комплексом, удалось открыть новую возможность обнаружения объектов историко-культурного наследия, которые ранее не поддавались выявлению при визуальном осмотре с поверхности земли.
Об использовании БЛА для мониторинга биоразнообразия довольно подробно мы написали в 2024 г. [Трифанова и др., 2024]. Беспилотные летательные аппараты для выявления и изучения объектов историко-культурного наследия используются довольно давно по результатам которых написано достаточно статей. Тем не менее, наш опыт, можно сказать, случайного обнаружения археологических памятников при помощи БЛА, оснащенного тепловизионной камерой, заслуживает внимания.
ОБСТОЯТЕЛЬСТВА ОБНАРУЖЕНИЯ ПАМЯТНИКОВ
В полевой сезон 2024 года пилоты БЛА Р. Воробьев и Т. Клименко продолжили наблюдения с помощью легкого коммерческого БЛА (лётная схема: квадрокоптер), оснащенного тепловизионно-оптическим комплексом из трех камер (термальная камера, а также длиннофокусная и широкоугольная камера в оптическом диапазоне). Термальная камера с объективом из монокристалла германия (Ge) f1.0 на основе неохлаждаемого VOx-микроболометра, изготовленного по техпроцессу 12 мкм, способна детектировать инфракрасное излучение с длинами волн от 8 до 14 мкм с точностью ≤50 mk. Угол обзора термальной камеры 61° и широкоугольной 84° позволяют обследовать большие площади при пролетах на сравнительно небольших высотах, что сыграло решающее значения для случайного обнаружения археологических объектов и дальнейшего начала их целенаправленного поиска.
Инфракрасная тепловизионная камера, установленная на БЛА, обеспечивает пилотам возможность не только наблюдать за происходящим, но и проводить фото/видео документирование – снимать детализированное 16-битное радиометрическое изображение и видео с частотой 30 кадров/сек с разрешением 640×480 пикселей, что достаточно для идентификации
крупных млекопитающих. Каждое изображение содержит температурные данные с точностью± 2°C, встроенные в каждый пиксель, а также время и координаты места съемки. Отметим, что в программное обеспечение аппаратуры управления входит функция автоматического определения термоточек с наибольшей температурой.
Ежедневно рано утром операторы дронов выезжали на новую локацию для наблюдения за крупными млекопитающими для проведения работ по учету копытных. 14 июля 2024 года они направились на верхнюю террасу правого берега р. Богояш. В связи с тем, что работа на БЛА, оснащенных термальной камерой, имеет ряд ограничений, следует отметить узкое «окно возможностей» для работы оператора. Работы начинаются на рассвете при освещении, достаточном для определения и фотофиксации половозрастных характеристик объектов животного мира и завершаются с восходом солнца в связи с уязвимостью сенсора тепловизора для прямых солнечных лучей. Быстрый нагрев в ясную погоду прямыми солнечными лучами выходов скальной породы и отдельных камней делают практически невозможным дальнейшее обнаружение теплокровных млекопитающих на их фоне.
Однако, именно эта особенность, которая ограничивает время наблюдения за млекопитающими, позволила случайно выявить археологические объекты за счет высокой интенсивности излучения в ИК-диапазоне. Кроме того, имело значение наличие у термальной камеры достаточно широкого угла
обзора, благодаря чему в ее поле зрения попали обнаруженные объекты. Важно отметить, что в момент первичного обнаружения на пульт оператора была выведена термальное изображение и камера была направлена вниз под углом 90° с целью избежать повреждения сенсора. Изображение объекта в оптическом диапазоне не позволило бы выявить объект, не являвшийся на тот момент предметом интереса оператора.
Таким образом, во время возвращения БЛА на базу после окончания учетов оператор зафиксировал нехарактерные для естественного ландшафта объекты геометрической формы (рисунок 2).
Поэтому сделал несколько снимков как тепловизионной камерой, так и оптической с разной высоты. После возвращения на стоянку полученные материалы были отсмотрены вместе с археологом, после чего совершен выезд на место, где были зафиксированы объекты. По прибытию на место с помощью снимков дрона нами обнаружен объект, расположенный непосредственно у дороги с северной стороны. Другие объекты удалось проследить только с помощью сопровождения дрона.
ОПИСАНИЕ ВЫЯВЛЕННЫХ ОБЪЕКТОВ
Обнаруженный объект получил название Богояш-9. Он представляет собой пристроенные друг к другу прямоугольные и трапециевидные сектора (рисунок 3). В. И. Молодин дляобозначения подобных объектов использовал термин «лестница» [Молодин и др., 2004, с. 102–103; 109].
Объект состоит из пяти секторов, напоминающие простые ограждения, построенные рядом друг с другом. Стороны секторов выложены из булыжника с речных террас или камней с окружающих холмов. Камни частично заглублены (иногда довольно глубоко) и расположены близко друг к другу или на равном расстоянии друг от друга. Стены построены либо из плотно прилегающих друг к другу камней, либо из выступающих камней, расположенных на расстоянии друг от друга.
Во всех пяти секторах «лестницы» наблюдается «ворота» с восточной стороны. В каждом секторе в центральной части прослеживается выкладка из камней. В первом, третьем и четвертом секторе эти выкладки имеют прямоугольную форму, во втором – круглую. От этих выкладок по направлению на восток выложен ряд из 4–5 камней, проходящий строго по середине ворот.
АТРИБУЦИЯ ВЫЯВЛЕННЫХ АРХЕОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ
В долине Богояш, как было отмечено выше, обнаружены памятники историко-культурного наследия, представленные отдельными курганами, курганными группами, каменными оградками и выкладками разных исторических периодов: начиная с эпохи бронзы и заканчивая этнографическим временем. Эти объекты довольно хорошо сохранились благодаря уникальным условиям – таким как низкая эрозия, небольшое отложение осадков, ограниченное антропогенное влияние на территорию заповедника.
Обнаруженные с помощью инфракрасной тепловизионной камеры геометрические каменные сооружения относятся к числу слабо исследованных археологических памятников Алтая. Они широко распространены в некоторых частях Алтае-Саянских гор, но их датировка и назначение неизвестны.
Похожие сооружения были исследованы в долине рек Юстыд, Барбургазы, Джазатор на хребте Туру-Алты на Алтае и в горах Тувы. Время создания этих памятников, судя по радиоуглеродной датировке объектов этого типа, – эпоха ранней бронзы.
Геометрические каменные сооружения построены путем укладки булыжников с речных террас или камней с окружающих холмов. Камни частично заглублены (иногда доволь-но глубоко) и расположены близко друг к другу или на равном расстоянии друг от друга, образуя линейные элементы. Исследователи подобных сооружений выделяют три типа памятников, которые отличаются размерами, формой и ориентацией [Гейле, 2019].
Тип 1 – типичные прямоугольные каменные конструкции, от простых до более сложных, которые в определенных вариациях имеют тройное внутреннее деление.
Тип 2 – примыкающие прямоугольные или квадратные элементы, или так называемые
«лестницы».
Тип 3 – конструкции подпрямоугольной формы с расширяющейся линией, или так называемая «лопата».
Обнаруженная нами конструкция, очевидно, относится ко второму типу геометрических сооружений, поскольку представляет собой цепочку из пяти прямоугольных каменных сооружений. Подобные конструкции обнаружены в долине р. Джазатор, но более широко представлены на плато Укок, где экспедицией ИАЭТ СО РАН зафиксировано несколько подобных конструкций [Bourgeois и др., 2017, рис. 5.53].
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Таким образом, использование дрона с тепловизионной камерой позволило выявить новые археологические объекты, которые относятся к слабоизученному типу памятников. Приведенный опыт обнаружения памятников также может применятся не только для поиска новых объектов, но и для дополнительного обследования известных памятников.
Применение тепловизионной камеры может в определенной степени облегчить выявление сильно задернованных каменных конструкций. Поэтому приведем краткое описание методики обна-ружения объектов ИКН с помощью БЛА, оснащенного тепловизионно-оптическим комплексом, на основе опыта работ.
Весь процесс состоит из следующих этапов, включающих в себя как полевое обследование, так и кабинетный этап обработки материалов:
- выбор участка, перспективного для расположения памятников археологии;
- облет территории с целью выявления объектов, выделяющихся в естественном ландшафте;
- выезд на местонахождения объекта;
- визуальный осмотр и составление описания памятника;
- аэрофотосъемка памятника при помощи БПЛА;
- съемка в тепловизионном режиме;
- построение цифровой модели памятника по снимкам;
- экспорт ортофотоплана, цифровых моделей и снятых координат в ГИС-программу;
- прорисовка объектов в ГИС-программе.
Пример использования тепловизионной камеры, который, можно сказать, получился случайно, позволил наметить еще одно направление применения аэрофотосъемки в полевой археологии. Наряду с воздушной фотограмметрией, мультиспектральной аэрофотосъемки, определенный потенциал может иметь и тепловизионная съемка. Ее область применения включает как поиск неизвестных памятников на перспективных участках, так и для уточнения планов известных памятников, на которых располагаются сильно задернованные каменные конструкции. Дальнейшая апробация методики позволит детализировать специфику применения БЛА с тепловизором для изучения археологических памятниках в условиях Алтая.
Работа выполнена в рамках государственного задания Министерства природных ресурсов и экологии Российской Федерации (тема № 1024040200040-5-1.6.20 Многолетняя динамика экосистем, природных ландшафтов и природных комплексов Алтайского государственного заповедника: изучение естественного хода процессов и явлений в целях обеспечения сохранения природной среды, в том числе естественных экологических систем, объектов животного и растительного мира (1-22-2-1)).
*Публикуется по материалам статьи - Трифанова С. В., Воробьев Р. И., Клименко Т. В. Опыт использования беспилотных летательных аппаратов для поиска археологических объектов в Алтайском заповеднике // ПОЛЕВЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В АЛТАЙСКОМ БИОСФЕРНОМ ЗАПОВЕДНИКЕ. – Вып. 7 / под ред. Т. А. Бекетовой. – Горно-Алтайск: ФГБУ «Алтайский государственный заповедник», 2025. – 168 с.