Статистические методы используются тогда, когда экспериментальные данные представляют собой значительный объем результатов “измерений”, “наблюдений”. При этом структура совокупности исходных данных несет в себе определенную неоднородность, выражающую различные соотношения зависимости. Статистический анализ археологических данных позволяет выявлять скрытые в материале закономерности, которые в лучшем случае могут быть выявлены на интуитивном уровне.
Информационная технология обработки данных предназначена для решения хорошо структурированных задач, по которым имеются необходимые входные данные и известны алгоритмы и другие стандартные процедуры их обработки. Эта технология применяется на уровне операционной (исполнительской) деятельности персонала невысокой квалификации в целях автоматизации некоторых рутинных постоянно повторяющихся операций. Поэтому внедрение информационных технологий и систем на этом уровне археологических исследований существенно повышает производительность труда, освобождает исследователя от большого количества рутинных операций, значительно ускоряет исследовательский процесс.
Технологии обработки данных археологических исследований являются наиболее важным и ответственным звеном в в структуре понятий археологической информатики. Они представляют собой фактически комплекс функциональных подсистем, под потребности и возможности которых должны подстраиваться другие типы технологий, выполняя для комплекса функции обеспечивающих подсистем. Разумеется, процедуры обработки данных и соответственно технологии, предназначенные для этих целей, рассредоточены по всем этапам формирования, представления, хранения, собственно обработки, передачи археологической информации, составляя в первых программно-техническое и технологическое ядро. Однако наиболее важную роль играет подсистема собственно обработки археологических данных, в которой сосредоточены и задействованы основные методы, модели, алгоритмы и технологии по современным формам проведения археологических исследований с использованием технических средств. Их использование дает возможность получать новые результаты и знания о жизни людей и природных процессах в далеком прошлом за счет обобщения имеющихся археологических данных и выделения в них наиболее важной информации методами информатики. Это дает полное право говорить, что технологии обработки информации суть технологии собственно археологических исследований.
Тема 4. Методы группировки археологических данных и объектов. Классификация и типология.
Группировки объектов и признаков. Графы и методы группировки. Построение эволюционных рядов и их синхронизация. Построение системы хронологии. Выделение локальных групп памятников или культур. Исследование структуры множества признаков. Факторный и кластер – анализы. Археологическая классификация и типология: сходство и различие понятий. Понятие типа в археологии. Математические методы построения классификации археологических объектов. Формирование пространства признаков. Понятие об информативности признака. Тип как статистически устойчивое сочетание признаков. Построение типологии.
Классификация – это стандартизированная процедура разбиения некой совокупности материала по системе заранее заданных жёстких принципов, выстроенных в некую последовательную иерархическую систему.
Целью построения типологии является выявление в материале скрытых неявных, но существовавших некогда в реальности объединений тех или иных объектов в группы, отражающие вполне определённые закономерности или традиции.
Тема 5. Компьютерное картографирование в археологии: источники, методика и технология.
Цифровые карты и методы их анализа. Компьютерное картографирование. CAПР-программы. Пространственное моделирование процесса формирования культурных отложений. Модель разрушения раскопанного археологического объекта. Формат полевой документации.
Процесс создания и использования цифровых карт в каждой из областей исторического знания имеет свою специфику с точки зрения определения базы источников, выбора методики и технологии формирования цифровой карты, а так же методов их анализа. Задача компьютерного картографирования заключается в реконструкции хронологии развития и функционально-исторической интерпретации археологических объектов на основе пространственного моделирования процесса формирования культурного слоя объекта. Решение поставленной задачи включает в себя три основных этапа.
На первом происходит формирование источника. Основной задачей этого этапа является извлечение и документирование археологической информации в форме, удобной для ввода в компьютер.Решение этой задачи связано с методикой раскопок и форматом полевой документации. Обязательные элементы разработанной методики – инструментальные замеры, начиная от дневной поверхности раскопа, и единая трехмерная система координат. Это позволяет сформировать исходные данные для представления археологических слоев, локальных 3D-объектов (напластования, прослойки) и точечных объектов (отдельные находки) в единой системе координат. Разработанный формат полевой документации определяет структуры баз данных слоев и находок.
Второй этап, этап компьютерного картографирования, предполагает создание компьютерной модели, максимально полно имитирующей пространство культурного слоя. Слои карты выделяются на основе цветности и состава почв. Отдельным слоем карты является слой находок. В процессе формирования компьютерной карты происходит преобразование набора "плоскостных" исходных данных (планиграфические срезы) до 3D-образа каждого объекта. Это позволяет максимально сохранить суть источника – пространственно-организованный культурный слой объекта.
Завершающий этап, связанный с интерпретацией, предполагает анализ развития и пространственно-временную реконструкцию объекта на основе модели накопления культурного слоя. При этом возможно выделение хронологических периодов развития археологического объекта и дополнительный анализ отдельного периода. Набор находок, пространственно привязанный к структуре слоя, обеспечивает решение в рамках данной модели задачи функционально-исторической реконструкции.
Применение технологии компьютерного картографирования археологического объекта позволяет решить ряд принципиальных задач: 1) полное извлечение, копирование и хранение информации об археологическом объекте; создание его виртуального образа решает противоречие между исследованием памятника и его полным уничтожением в процессе раскопок; 2) формирование полиинформативного источника за счет источнико-ориентированной технологии преобразования полевой информации в машиночитаемую форму; 3) возможность изучения археологического объекта не только на основе визуально фиксируемой информации, но и структурной (скрытой), выраженной во взаимном расположении элементов культурного слоя.
CAПР-программы могут применяться для реконструкции археологических объектов, например древних построек. У археологов большой популярностью пользуется AutoCAD, а также программы MicroStation, AutoCAD Map, Easy CAD и многие другие. Основной способ применения подобных программ археологами — подготовка полевых чертежей и трехмерные реконструкции раскопов, погребальных сооружений и поселений, а также архитектурных памятников и археологических находок..
До недавнего времени большинство важнейших архитектурных ансамблей прошлого документировалось в виде фотографий и чертежей ортогональных проекций сохранившихся структур, причем в этой информации было много нестыковок и ошибок. Сегодня 3D-реконструкция позволяет качественно изменить картину документирования древних архитектурных сооружений.
Когда вы строите 3D-модель, любая нестыковка сразу оказывается очевидной. В случае воссоздания архитектурных ансамблей прошлого CAПР используется для того, чтобы представить, как могла выглядеть некогда существовавшая структура, и чтобы в нее точно вписывались все элементы, дошедшие до наших дней. При этом CAПР-модели могут исходить не только из геометрических построений, но и из условий прочности, устойчивости и т.п.
Кроме того, трехмерные модели могут отображать как архитектурные сооружения, так и иные археологические объекты, доступ к которым ограничен, прежде всего, во избежание их порчи или разрушения.
Мощные вычислительные способности современных компьютеров привели к появлению новой научной дисциплины — виртуальной археологии.
Имея набор трехмерных моделей памятников старины, их можно объединить в виртуальную модель и поместить наблюдателя в этот виртуальный археологический экспонат. Такая модель может быть интерактивной, то есть она позволяет наблюдателю осуществлять навигацию в виртуальном пространстве, осматривая некогда существовавшие архитектурные ансамбли и целые древние города.
При этом вся ассоциированная информация (археологические, исторические и архитектурные данные, сведения о культуре) доступна по щелчку мыши. Пользователям представляется уникальная возможность увидеть архитектурный ансамбль в том виде, как он выглядел в прошлом, и тут же переключиться на модель современного состояния того же архитектурного комплекса.
На протяжении многих лет средствами полевой археологии собирались данные о некогда существовавших городах. Древние постройки, как правило, сохранились в виде обвалившихся стен, разрушенных войнами, пожарами, стихийными бедствиями. И только с появлением мощных компьютеров образы минувших эпох стали воссоздаваться виртуальными средствами в былом великолепии. Кроме того, внедрение технологии виртуальной реальности сблизило археологию с индустриями обучения и развлечений.