Спутники, дроны и нейросети — как найти древние поселения, не выходя из офиса

Новая методика сочетает геофизику, тахеометрию и искусственный интеллект для быстрой идентификации границ древних укреплённых поселений. Уже в этом сезоне учёные смогли детально восстановить планировку Степного, Левобережного, Нижнеуспенского и Верхнеуральского археологических комплексов и готовят масштабный выезд в Северный Синьцзян.

Объединение спутниковых технологий, дронов и глубинного обучения даёт археологии беспрецедентный инструмент: Интернет-чувствительный "поисковик" древних памятников. Благодаря усилиям челябинских и югорских учёных, вскоре мы сможем отдалённо "раскопать" самые загадочные страницы истории бронзового века и не только.

Как работает удалённая археология XXI века

Спутниковые снимки высокой и средней пространственной разрешающей способности фиксируют необычные аномалии растительного покрова и почвы. Аэрофотосъёмка с дронов даёт детальную поверхность рельефа и позволяет обнаружить неявные геоморфологические структуры.

Геофизические измерения (магнитометрия, электропроницаемость) выявляют следы подземных сооружений и плотностей материала. Тахеометрические отрастания уточняют высотные разности, необходимые для создания точных карт.

• Построение 2D-модели рельефа

Инженеры формируют цифровую карту местности, где каждая точка снабжена координатой высоты и набором физических параметров почвы.

• Нейросетевая сегментация

На базе обученной свёрточной нейросети модель анализирует миллионы пикселей и выделяет контуры древних стен, ровов и ям. Так определяются конкретные границы поселений, минимум ошибок достигают менее 5 %.

• 3D-реконструкция построек

С использованием фотограмметрии и лазерного сканирования отдельные дома, укрепления и хозяйственные дворы воссоздаются в трёхмерном виде — учёные получают виртуальную экскурсию по объекту ещё до начала традиционных раскопок.

Применённые площадки и результаты

• Степное и Левобережное: выявлены ранее неизвестные хозяйственные зоны и дополнительные оборонительные валы.
• Нижнеуспенское и Верхнеуральское: уточнены границы укреплений и найдены два новых бастиона, хорошо сохранившиеся под слоем плодородной почвы.

"Мы смогли не только подтвердить данные старых карт, но и открыть новые "спящие" участки, — комментирует д. т. н. Александр Вохминцев. — Это позволяет существенно сократить время полевых работ и сосредоточиться на самых перспективных зонах".

Перспективы и масштабирование

• Северный Синьцзян: планируется адаптация методики под особенности китайских плато и пустынь — геологически схожих с Уралом.
• Другие эпохи и регионы: технология легко перенастраивается на поиск средневековых крепостей, древних некрополей или городищ на просторах Евразии и Африки.
• Цифровое наследие: создаётся единая база трёхмерных моделей для преподавания и виртуальных туров, что открывает археологию широкому кругу специалистов и любителей.