Цифровые методы в исследованиях археологического комплекса эпохи палеолита в Костенках и Борщево

ЦИФРОВЫЕ МЕТОДЫ В ИССЛЕДОВАНИЯХ АРХЕОЛОГИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА ЭПОХИ ПАЛЕОЛИТА В КОСТЕНКАХ И БОРЩЕВО

Костенковско-Борщевский комплекс эпохи палеолита - уникальное место концентрации разновременных и разнокультурных стоянок открытого типа: на сегодняшний день здесь насчитывается 26 памятников с остатками более чем 60 поселений, среди которых древнейшие в Восточной Европе стоянки человека современного физического облика (Homo sapiens sapiens).

Борщево 5 – низковысотная аэрофотосъёмка

Комплекс расположен на реке Дон, в Хохольском районе Воронежской области, и исследуется уже более 140 лет. Несмотря на это, масштаб памятников настолько огромен, что изучать их предстоит еще многим поколениям исследователей, а особенности и сложность ландшафта до сих пор не позволяют ответить однозначно, что привлекало в эту местность древних людей на протяжении десятков тысяч лет. Все это, а также количество и разнообразие археологических памятников в этом регионе, стимулирует применять передовые методики и подходы к их изучению. 

Ландшафт Костенок-Борщево и единая геодезическая система

Костенки, с их протяженным (более 10 км), сложным, расчлененным рельефом и богатейшим разнообразным накопленным за десятилетия научной работы археологическим и геодезическим материалом стали идеальным полигоном для оттачивания методов современной археологической геодезии и цифровой археологии в целом.

Вид на Костенки 17. Низковысотная аэрофотосъёмка

Вид на Костенки 6. Низковысотная аэрофотосъёмка

В связи с этим в Костенковско-Борщевском регионе перед исследователями встал ряд научных задач, которые эффективно решаются методами цифровой археологии, ее современными геодезическими и картографическими средствами, использованием тахеометров и спутниковых приемников,  программ накопления и обработки информации о местонахождении объекта/находки, визуального представления полученной информации об объекте, раскопе, участке местности.

Объёмная визуализация Костенковско-Борщевского региона по данным радиолокации (выполнена М.В. Маруниным)

В настоящее время команды исследователей ИИМК РАН работают над созданием с применением цифровых методов единой геодезической системы Костенок-Борщево, которая позволит решать следующие задачи:

- Анализ общей топографической ситуации: положение памятников в макрорельефе, сравнение топографии отдельных береговых участков с точки зрения закономерностей распространения памятников.

- Оценка гипсометрической ситуации высотного положения памятников друг относительно друга и относительно Дона. Сравнительная характеристика водного режима реки и его вариативности в древности, вопросов неотектоники, привязки к террасовым уровням (в балках и на открытом берегу), удаленности от воды, соотношении высотных локаций с данными по сезонности обитания и хозяйственной специализации.

- Изучение литологической ситуации ввиду того, что памятники многослойные и залегают в разных отложениях, которые, хотя часто имеют сходное стратиграфическое строение (верхняя и нижняя гумусовые толщи, пепел, лессовидная пачка, ряд палеопочв), но представлены неполным по составу спектром на разных памятниках. Возможность выборки данных по временным срезам и привязки находок к геологическим слоям и периодам. Все это позволит создать объяснительную модель заселения и освоения региона на разных этапах в зависимости от характера культурного слоя, плотности находок, функционального профиля стоянки и культурной принадлежности того или иного комплекса.

Вид на вновь выявленный могильник в селе Борщево

-  Стратиграфическая реконструкция - получение объёмной модели культурного слоя с учетом нивелировок находок и их литологической привязки для каждого культурного слоя. Это позволит реконструировать общий древний микрорельеф вместе с его отдельными погребенными формами (неровности, овраги, промоины, криогенные структуры), а также выявить закономерности в процессе формирования культурных слоев.

Определение сезонного уреза воды на р. Дон

Промежуточные результаты работ по созданию единой геодезической системы Костенок-Борщево:

- Создана единая съёмочная сеть всего Костенковско-Борщевского региона, состоящая из более 15 пунктов и объединяющая долговременные репера основных археологических памятников региона. Цель созданной сети - как можно точнее определить положение локальных реперов относительно друг друга в трехмерном пространстве (около 5-10 см в плане и по высоте) для фиксации точного местоположения археологических объектов относительно друг друга на территории всего Костенковско-Борщевского региона. Для создания сети был выбран метод спутниковых измерений в статическом режиме. Из инструментов использовался комплект двухчастотных спутниковых приемников геодезического класса. Наземно, между смежными пунктами, проводили измерения для сравнения и контроля точности спутниковых определений. Из особенностей хочется отметить, что полученная сеть определяется по расстоянию между смежными пунктами как СГС (спутниковая геодезическая сеть) второго класса. Для наблюдений на каждом пункте выделялось избыточное время, с целью повышения эффективности измерений.

Создание единой опорной сети на регион

- Произведено картирование отдельных участков местности (максимальный размер участка примерно 1х1 км) путем составления крупномасштабных топографических и ситуационных карт. В частности, был составлена подробная карта участка, на котором расположена палеолитическая стоянка Борщево 5. Точность определения имеет значение в пределах 10-15 см, что соответствует требованиям к составлению карты масштаба 1:500. Общая площадь подробного картирования на настоящий момент составляет ок. 30 га.

- Отработаны приемы фиксации археологического материала, который был обнаружен в течение нескольких сезонов, с максимально возможной точностью (с использованием электронных тахеометров, в соответствии с принятой в ИИМК РАН методикой полевой фиксации) и его представление в цифровом формате, удобном для аналитики, обобщений и его визуального (в том числе, научно-популярного) представления.

Фиксация нового жилища. Костенки 11.

Подробный ортофотоплан нового жилища. Костенки 11 (выполнен М.В. Маруниным)

Проведенные работы уже сейчас позволяют существенно повысить эффективность отдельных исследовательских процессов в регионе. В ближайшем будущем археологи и специалисты по цифровым методам ИИМК РАН намерены существенно расширить масштаб работ в Костенках и Борщево.

Задачи на будущий полевой сезон:

- Развитие опорной сьемочной сети и сетей сгущения. Определение относительных величин (урезы воды, высота террас на разных участках).

- Крупномасштабная топография, создание цифровых моделей местности (ЦММ) и цифровых моделей рельефа (ЦМР) актуальных участков региона. Использование многоштативной и комбинированной сьемки для повышения эффективности полевых изысканий.

- Профилирование участков большой протяженности в опорной сети региона с возможностью их привязки к памятнику, слою и участку. 

- Консолидация и анализ данных проведенных изысканий (сьемка в поле, сьемка в раскопе).

Среднесрочные и долгосрочные задачи на несколько ближайших сезонов:

- Объединение закартированных участков, создание ЦММ и ЦМР с большим покрытием и их генерализация.

- Получение стратиграфии в общем планово-высотном контексте.

- Объединение геологических данных в единую геомодель и ЦММ по участкам региона и их агрегациям.

Объёмная визуализация нового жилища. Костенки 11 (выполнена М.В. Маруниным)

Основные работы с применением указанных методов за последние несколько лет были преимущественно сконцентрированы на памятниках: Борщево 5 (рук. – С.Н. Лисицын), Костенки 6 (рук. - А.А.Синицын, А.А. Артюшенко, А.А. Бессуднов), Костенки 11 (рук. – А.Е. Дудин, С.Н. Лисицын),  Костенки 14 (рук. - А.А. Синицын), Костенки 17, 21 (рук.- А.А. Бессуднов, А.А. Синицын).

 Автор проекта по геодезическому обеспечению исследований в Костенковско-Борщевском регионе - М.В. Марунин. 

Восстановление и развитие нивелировочной сети в Балтийской системе высот в Костенковско-Борщевском археологическом регионе.

Геодезические работы в Костенках и Борщево продолжаются. Давно назрела необходимость в обеспечении всех археологических памятников на этой территории нивелировками в Балтийской системе высот.
Несколькими годами ранее были проведены работы по планово-высотной увязке всех основных реперов региона. Однако сохраняется потребность в общегосударственной высотной системе, которая не была реализована в полной мере. В прошедшем сезоне 2023 года эти работы стали осуществляться и они продолжатся в новом сезоне 2024 года.

результаты сезона 2023 года:
-Получены и обследованы местоположения 5 пунктов Государственной Нивелирной Сети(ГНС), ближайших к Костенковско-Борщевскому региону.
-Найдены 3 из 5 пунктов, определено их взаимное высотное положение и с этих пунктов переданы разницы высот на территорию Костенковско-Борщевского региона(3-4 закрепленных точки).
-Получена официальная выписка о высотах пунктов ГНС в единой Балтийской системе высот и вычислены значения высот закрепленных точек на территории Костенковско-Борщевского региона.

планы на сезон 2024 года:
-Контроль качества положения пунктов и закрепленных точек.
-Передача высот в Балтийской системе высот на основные опорные репера археологических памятников на территории Костенковско-Борщевского археологического региона путем проложения от закрепленных точек нивелирных ходов не ниже IV класса точности.
-Увязка с имеющейся топографией и дальнейшее сгущение нивелирной сети.