ssdd
 
SystemGEO: решение задач в области геоинформатики, геодезии и кадастра



3D и 4D Цифровой мониторинг морских колебаний на Скара Брей

 

 

Воздействие изменений климата на археологические и исторические территории в секторе культурного наследия всё чаще становится источником беспокойства. Сердце неолита на Оркнейских островах в настоящее время находится под угрозой из-за целого ряда экологических факторов, таких как увеличение количества бурь и повышения уровня моря, которые способствуют более высоким темпам эрозии береговой линии. Это особенно заметно в Скара Брей, который является, возможно, одним из наиболее уязвимых исторических мест Шотландии.

 

Панорамный вид на залий Скейл (26 Апреля 2016)

 

 

Скара-Брей является поселением времён неолита, которое расположено на берегу залива Скейл, на западном побережье Оркни. Раскопки включают в себя ряд удивительно хорошо сохранившихся домов с различной каменной мебелью и другими артефактами. Обнаружение этой местности стало результатом грозовой активности, сначала в 1850 году, а затем в 1924 г. Интересно, что Скара-Брей не был изначально прибрежным участком. Само его открытие стало следствием эрозии береговой линии, и это же явление в настоящее время ставит его под угрозу.

 

Цифровая документация Всемирного наследия Оркни, в том числе Скара Брей, была проведена в августе 2010 года по проекту шотландского Ten, в результате чего были созданы точные 3D цифровые модели местности с высоким разрешением. Они могут быть использованы различными способами, не только чтобы помочь с интерпретацией наследия, но и для сохранения и управления территориями. В Скара Брей 3D облака точек от лазерного сканирования используется для мониторинга степени эрозии береговой линии на заливе Скейл, который потенциально может иметь огромное влияние на долгосрочное выживание неолитической деревни.

 

Изображение облака точек береговой линии в сторону Запада

 

 

Защитная стена Скара Брей


Уязвимость Скара Брей к серьезному повреждению штормами была признана очень рано. Морская стена, построенная в конце 1920-х и укрепленная несколько раз с тех пор, создана, чтобы взять на себя основную тяжесть любого шторма, тем самым защищая уязвимые археологические находки. До сих пор стена успешно справлялась, но более частые или сильные штормы могут это изменить. Важно отметить, что, в то время как стена защищает открытую часть неолитической деревни, она недостаточно защищает остальную часть береговой линии. Наоборот, возможно, что присутствие стены может привести к повышенной эрозии в «мягкой» зоне ландшафтных песчаных дюн по обе стороны от неё.

 

Общий вид облака точек на Скара Брей, показывает защитные волнорезы и песчаные дюны в обе стороны от них. Неолитическая деревня видна в верхней правой части изображения.

 

Скара-Брей и залив Скейл представляют собой динамическую систему природных и техногенных элементов, которые балансируют под постоянной угрозой из-за меняющихся условий. Присутствие поблизости нераскопанных и, во многих случаях совершенно неизвестных археологических сокровищ, похожих на Скара Брей, также должно быть принято во внимание. 

 

Вид сверху облака точек, которое показывает залив Скейл. Неолитическая деревня отмечена на плане, стены подсвечены. 

 

 

Мониторинг прибрежной эрозии

Мониторинг прибрежной эрозии в заливе Скейл - цель наших визитов в Скара Брей с 2012 года.  В апреле 2016 года команда по цифровой документизации работала на месте в течение 2-х дней, собирая данные вдоль пляжа, в верхней части морской стены, и вдоль дюн к востоку от деревни. Два различных лазерных сканера были использованы в качестве наших основных инструментов обследования (Leica С10 и P40). Лазерные сканеры являются инструментами прямой линии видимости, то есть они могут захватить только то, что находится в их поле зрения. В зависимости от топологии участка используются несколько типов сканирования, чтобы получить полное представление о местности. В нашем случае, были собраны данные из 34 разных мест, некоторые с постоянных топографических маркеров. А данные GNSS позволили нам сделать геопривязку изысканий. 

 

Вид со P40 сканера  в направлении от пляжа, к юго-западу от деревни. Хижина для посетителей видна в верхнем правом углу изображения.

 

Данные в настоящее время обрабатываются, но вот предварительное изображение:

 

Вид облака точек, раскрашенного по высоте: синий для самых низких точек и белый для самых высоких.

 

Конечно, одно 3D облако точек, независимо от того, насколько точным или полным оно есть, не может выявить последствия эрозии береговой линии (изменения в береговой линии и песчаных дюнах), пока оно не будет сравнено с аналогичными наборами данных, записанных в разное время. Это сравнение является заключительным этапом нашего проекта и создает 4D набор данных, то есть 3D-данные, измеренные в разное время. Наше облако точек 2016 года будет сравниваться с набором данных 2014 года, чтобы выявить изменения береговой линии, которые произошли за этот 2-летний период. Оно также будет сравниваться с данными 2012 и 2010 годов, что позволит сформировать базовое представление об изменениях.

 

Прибрежный мониторинг эрозии на Скара Брей является частью проекта РАЭ, с целью документирования в цифровом виде в 3D все свойства  исторической среды Шотландии. Программа мониторинга прибрежных территорий Скара-Брей является новаторским проектом, который может быть применен и для других прибрежных участков, которые в настоящее время находятся под угрозой из-за береговой эрозии, повышения уровня моря и повышенной активности штормов.