Forskare vid South Ural State University har konstruerat ett unikt fotogrammetriskt system för hög precision, beröringsfria mätningar av 3D-koordinater, som kan skapa 3D-modeller av forntida kulturminnen. Forskarna planerar att använda detta system i arkeologiska studier av Ignatievka-grottan, ligger i södra Uralbergen, där grottritningar hittades 1980.

Ignatievka-grottan är ett betydande naturligt kulturminne som ligger i närheten av byn Serpievka, Katav-Ivanovsk-distriktet, Chelyabinsk-regionen. Grottväggarna har ritningar på dem, som skapades så länge som 15, 400 till 18, 900 år sedan. Teckningarna föreställer djur (mammutar, hästar, oxe, fantastiska bestar), antropomorfa figurer, tecken, separata linjer och färgfläckar. Denna grotta är en populär turistattraktion i Uralregionen, men som ett resultat, dess mikroklimat störs, vilket försvårar bevarandet av de gamla bilderna. Arkeologerna noterar att för att rädda ritningarna från att försvinna helt, det är nödvändigt att begränsa tillgången till grottan, samt att skapa 3-D-bilder av själva ritningarna med hjälp av fotogrammetrisk undersökning och 3-D-skanning.

"Det fotogrammetriska systemet kan användas för att skapa en digital bild av grottan. Dess 3D-rekonstruktion kommer att tillåta oss att återskapa dimensionerna och placeringen av ritningarna med exakt precision, och att se dem i hög upplösning och i 3D-format. Således, vi kommer att få en möjlighet att återskapa tredimensionella grottritningar på en plats som är tillgänglig för alla som vill – till exempel, vi kunde ställa ut dem i en speciell grottliknande paviljong. Den här vägen, vi kommer att bevara ovärderliga artefakter för framtida generationer. Betydligt nog, digitaliseringen av ritningarna i ett 3D-format ger oss en möjlighet att studera de unika grottmålningarna på distans från var som helst i världen, förutsatt att vi har en specialiserad enhet och internetuppkoppling, " säger Gayaz Samigullov, senior forskare vid SUSU Eurasian Studies Research and Education Centre, Vetenskapskandidat (Historia).

Detta system används också i stor utsträckning inom flygteknik, maskinteknik, flygplan och satellitteknik, konstruktion, kriminalteknik, och analysera vägtrafikolyckor - situationer där vissa objekts positioner i förhållande till andra krävs. Under konstruktion, det fotogrammetriska systemet används för att mäta inriktningen av höghusstöd:det tillåter ingenjörer att bestämma i vilken grad dessa stöd faller från vertikalt läge, eller i förhållande till varandra.

Inom kriminalteknik, det fotogrammetriska systemet skulle kunna användas för att återskapa olycksplatser i 3D baserat på ett foto, och tillåta utredare att markera vissa fläckar och bestämma koordinater och avstånd. Dessutom, det skulle kunna göra det möjligt att beräkna skadorna en bil upplever till följd av en trafikolycka. Trafikolycksplatsen är märkt med kodmärken och mål rekonstrueras därmed.

Systemet bygger på att göra speciella mätningar med en vanlig fotokamera eller till och med en telefonkamera. Programvaran beräknar snabbt och exakt 3D-koordinaterna för kontrollpunkterna för ett objekt, avstånd, och ytans form, utan behov av direktkontakt med föremålet som mäts.

"Metoderna för att mäta fotografi är korrekta, snabbt och bekvämt. Vissa punkter är markerade med mål och fotograferas sedan från flera vinklar; programvaran bearbetar fotona och producerar 3D-koordinater för dessa punkter. Dessa används för att ta reda på hur vissa konstruktioner är placerade i rymden, och placeringen av elementen i dessa konstruktioner kontrolleras. Vårt system låter oss göra det med hög noggrannhet, " säger projektledaren Boris Sukhovilov.

För närvarande, det fotogrammetriska systemet av forskarna vid South Ural State University används av ett ledande ryskt flygbolag Academician M.F. Reshetnev informationsatellitsystem. Forskarna deltog i att konstruera en högteknologisk, låggolvsspårvagn, tillsammans med Uraltransmash Enterprise, för vilket de skapade ett högprecisionssystem för att mäta koordinater för ett system för att mäta koordinaterna för en låggolvsspårvagnsram.

Det fotogrammetriska systemet är unikt eftersom det kan användas utan en speciell graderad skala, vilket gör användningen betydligt billigare. Förutom det, den kan användas både med en professionell fotokamera och en telefonkamera, medan andra system endast är kompatibla med vissa telefonkameramodeller. De unika fotogrammetriska systemalgoritmerna är patenterade (har registreringscertifikat för datorprogramvara).