Τεκμηρίωση ανασκαφής με τη χρήση GIS και 3D modelling: το παράδειγμα του Ιερού της Εύκλειας στη Βεργίνα

Abstract

Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι να παρουσιάσει την χρήση ψηφιακών τεχνολογιών στην τεκμηρίωση της αρχαιολογικής ανασκαφής που πραγματοποιήθηκε στον χώρο του Ιερού της Εύκλειας στις Αιγές (Βεργίνα Ημαθίας) τον Αύγουστο του 2017 από το Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης. Συγκεκριμένα επιχειρείται ψηφιακή τεκμηρίωση με τη χρήση Γεωγραφικών Πληροφοριακών Συστημάτων (Geographic Information Systems - GIS) και της τεχνικής τρισδιάστατης ψηφιοποίησης «Δομή από Κίνηση» («Structure from Motion» - SfM). Μετά από μια σύντομη αναφορά στην ιστορία και το θεωρητικό υπόβαθρο των παραπάνω τεχνολογιών, καθώς επίσης και ιστορία της πόλης των Αιγών και της αρχαιολογικής έρευνας που έχει διεξαχθεί και συνεχίζει να διεξάγεται εκεί, παρατίθεται το υλικό, το λογισμικό και η μεθοδολογία που ακολουθείται προς το τελικό αποτέλεσμα τις εργασίας.

Η μεθοδολογία αφορά την δημιουργία γεωαναφερμένων 3D μοντέλων στο πρόγραμμα Agisoft PhotoScan και την ψηφιακή τους ενοποίηση στην εφαρμογή GIS ESRI ArcScene, παράλληλα με την εισαγωγή στο παραπάνω σύνολο ξεχωριστών χρωματικών Layers που αντιστοιχούν στα επιμέρους δεδομένα της ανασκαφής. Τελικό αποτέλεσμα των παραπάνω διεργασιών είναι ένα GIS το οποίο μπορεί να χρησιμοποιήσει κάποιος για να «περιηγηθεί» ψηφιακά στο σκάμμα του 2017, να πραγματοποιήσει διαφόρων ειδών μετρήσεις που υπό φυσιολογικές συνθήκες θα απαιτούσαν φυσική παρουσία στον χώρο της ανασκαφής, να πληροφορηθεί σχετικά με τις επιμέρους τομές και τα ευρήματα της ανασκαφής 2017 αλλά και να προσθέσει καινούργια 3D μοντέλα και Layers με πληροφορίες από τις μελλοντικές ανασκαφές στον χώρο, προκειμένου να συμβάλλει στη δημιουργία μια διαρκώς εμπλουτιζόμενης βάσης για την τεκμηρίωση της ανασκαφής στο Ιερό της Εύκλειας.

Οι όποιες δυσκολίες συναντώνται είναι τεχνικής κυρίως φύσεως, καθώς η χρήση των απαραίτητων για την ολοκλήρωση του παραπάνω εγχειρήματος προγραμμάτων απαιτεί ηλεκτρονικούς υπολογιστές υψηλών προδιαγραφών (πέρα από τη δεδομένη αναγκαία τεχνική κατάρτιση και ευχέρεια χρήσης από μέρους του χρήστη του συστήματος), ενώ και τα ίδια τα προγράμματα εμφανίζουν ποικίλης φύσεως περιορισμούς και σφάλματα («bugs») που δυσχεραίνουν την όλη διαδικασία. Ωστόσο, τα οφέλη του τελικού αποτελέσματος για την τεκμηρίωση της ανασκαφής κρίνονται σαφώς ισχυρότερα των όποιων δυσκολιών-περιορισμών.

The purpose of this dissertation is to present the use of digital technologies in the documentation of the archaeological excavation conducted by the Aristotle University of Thessaloniki at the site of the Sanctuary of Eukleia in Aigai (Vergina, prefecture of Imathia) in August 2017. Specifically, the excavation’s digital documentation is attempted with the use of Geographic Information Systems (GIS) and the 3D digitization technique known as «Structure from Motion» (SfM). After a short report on the history and theoretical background of the above documentation methods, as well as on the history of the city of Aigai and the archaeological research that has been conducted and is still being conducted there, the hardware, software and methodology utilized in pursuing the dissertation’s final goal are presented.

This methodology includes the creation of georeferenced 3d models using Agisoft PhotoScan, the digital unification of these models using the GIS application ESRI ArcScene, and the introduction of colored Layers that correspond to the various types of archaeological data. This process results in a GIS which can be used to interact with a digital version of the 2017 excavation site, to conduct various measurements that would otherwise only be possible physically at the actual site, to acquire more specific information on the 2017 excavation squares and various finds, as well as to add new 3D models and Layers with information acquired on future excavations in order to create a constantly updated documentation database for the excavation at the Sanctuary of Eukleia.

Most, if not all, difficulties encountered during this process are technical in nature, since the necessary computer software requires potent, high-end computers in order to function properly, as well as an adequate level of knowledge and expertise on behalf of the user. In addition to that, the programs themselves raise obstacles of various severity mainly due to bugs encountered even in their latest versions. However, the digital documentation benefits of the end result are indisputable and well worth the difficulties.