Нейросети в «стране городов»

Кандидат исторических наук Егор Антонов (Институт всеобщей истории РАН).

Процесс электроразведки. В руках у исследователей — прибор, который измеряет электрическое сопротивление почвы. Разные объекты имеют разное сопротивление. Прибор может регистрировать аномалии электрического сопротивления и составлять карту таких аномалий. За спиной у исследователя справа — GNSS-приёмник. С его помощью можно привязать эту карту к системе координат. В большинстве случаев участок исследований заранее разбивают на квадраты и с помощью GNSS-приёмника привязывают их углы. Тогда позицию геофизического прибора можно определить рулеткой (лежит на траве), протягивая её от углов размеченного квадрата. Фото Александра Вохминцева

«Страна городов» — это больше трёх десятков укреплённых поселений, которые датируются III и II тысячелетиями до н. э. Их связывают с синташтинской и петровской культурами. Представители обеих культур были металлургами и скотоводами. Синташтинские памятники более ранние (XXI—XVIII века до н. э.), у них правильная планировка. Самый знаменитый из них — укреплённое поселение Аркаим, которое представляет круговой комплекс построек. Но известны и прямоугольные, с параллельными улицами. Большинство петровских поселений (XIX—XVIII века до н. э.) не укреплены, но часть их защищена рвами и двумя валами.

Укреплённые поселения бронзового века в Южном Зауралье. Всего их (вместе с памятниками в соседних регионах) больше трёх десятков.

Исследователи из нескольких российских институций¹ решили привлечь к изучению «Страны городов» нейросети. С их помощью они изучали данные, которые получили методами дистанционного зондирования: спутниковые снимки и аэрофотоснимки, съёмку тахеометром и GNSS-приёмником, лидаром, магниторазведкой и электроразведкой. Археологи и нейросети искали новые объекты в долинах рек Уй и Синташта — на поселениях бронзового века Степное, Левобережное, Нижнеуспенское и Верхнеуральское, а также в их окрестностях².

¹ В исследовании участвовали сотрудники Челябинского государственного университета, Югорского НИИ информационных технологий, Югорского государственного университета, Института геофизики УрО РАН.

² Vokhmintsev A. V., Melnikov A. V., Batanina N. S., Kupriyanova E. V., Muravyev L. A., Romanov M. A. Remote Research of Archaeological Sites of the Southern Trans-Urals Using Geophysics and Machine Learning // Russian Journal of Earth Sciences. 2025. no. 2. pp. 1—5. DOI: https://doi.org/10.2205/2025ES000971.

Тахеометр — это геодезический прибор, «умеющий» определять горизонтальный и вертикальные углы, расстояния и высоты. Для съёмки тахеометром обычно нужны два человека: один держит цель-отражатель и переставляет её между нужными точками, второй — наводит на цель прибор. Перед началом съёмки прибору «показывают» точки с известными координатами. С их помощью он высчитывает в трёх измерениях (X, Y, Z) то место, где находится сам. Дальше тахеометр посылает лазерный луч в новые цели-точки и принимает отражённый сигнал. По углам и расстояниям, которые проходит сигнал, прибор рассчитывает координаты этих точек и «записывает» их. В результате получается облако точек. По нему можно создать трёхмерную модель (обычно простенькую) или очень точный «плоский», двумерный топоплан.

Раньше для съёмки топопланов использовали другой прибор — теодолит. Он полностью механический, человек должен был сам снимать все измерения (углы и деления на рейке-цели), записывать их, а потом пересчитывать по довольно длинным формулам. В последние годы обработка теодолитной съёмки стала проще: цифры сразу «забивали» в электронную таблицу (например, в Excel), и программа рассчитывала координаты по формулам. Потом на основе этих координат в другой программе строили топоплан.