Проект Paititi Research представляет собой кульминацию усилий независимой междисциплинарной исследовательской группы, которая посвятила себя разгадке одной из величайших тайн перуанской истории. Авторы выполнили это исследование как независимую работу, они не связаны с какой-либо организацией и не получают внешней финансовой поддержки. Для дополнительных технических деталей см.: C. Cieslar и Y. Vasyunin, “Identification of archeological sites in the Peruvian Amazon using satellite remote sensing.” Неопубликовано, 2023.
Мы провели недорогие исследования, основанные на неинвазивной технологии дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), геоинформационной системеме с открытым исходным кодом (ГИС) и платформе больших данных ДЗЗ Google Earth Engine (GEE), чтобы локализовать потенциально изменённые человеком ландшафты и до сих пор не обнаруженные объекты в лесистой горной местности в Перу.
Для одновременной работы нескольких участников проекта мы разработали облачную ГИС-инфраструктуру с интегрированными снимками ДЗЗ и различными геоданными, такими как цифровыми моделями рельефа (ЦМР) и историческими картами. На основе скриптов GEE, доступных общественности, используется новая техника моделирования, которая позволяет определять области, подходящие для исторических поселений. Самые явные области изучаются вручную на основе доступных снимков ДЗЗ и карт, где обнаруживаются аномалии, которые могут указывать на археологические объекты.
Контекст проекта
Теория археологических исследований в перуанской Амазонии мало развиты. Низкая значимость, которая придаётся этому географическому региону, обусловлена, с одной стороны, малой видимостью археологических объектов, а с другой — сложными условиями жизни, транспорта, проживания и работы [1].
Густо заросший лесами, горный и почти необитаемый регион в Национальном парке Ману в Перу, расположенный между регионами Куско и Мадре-де-Диос, благодаря своей близости к ядру государства инков, в течение долгого времени мог служить барьером и одновременно коридором для человеческих обществ.
Два исторических иезуитских манускрипта [2], [3] и несколько более современных свидетельств [4]-[7] указывают на высокогорную сельву, тропический лес на юго-востоке Перу, как на место, где могло существовать поселение (или поселения) развитой культуры.
Множество экспедиций до нас пытались найти Пайтити. Здесь мы делимся нашим мнением о том, почему они потерпели неудачу или добились небольшого успеха и как современные технологии дают нам преимущество:
- Отсутствие спутниковых снимков высокого разрешения: Одно из самых критических ограничений, с которыми сталкивались предыдущие экспедиции, заключалось в отсутствии спутниковых изображений высокого разрешения. Этот современный инструмент позволяет выявлять аномалии и потенциальные археологические объекты с высоты, предоставляя командам на местах ценные ориентиры.
- Неточные исторические данные: Многие предыдущие исследования основывались на исторических документах и легендах, которые часто были неточными или неверно истолкованными. Без верных указаний или описаний местоположения экспедиции могли только предполагать, где находится Пайтити, что приводило к продолжительным поискам в неправильных районах.
- Преимущество современных технологий: Наша команда использует новейшие спутниковые снимки высокого разрешения, которые позволяют нам с гораздо большей точностью локализовать интересующие нас области. Эти технологии предоставляют детализированные топографические карты и выявляют паттерны и структуры, скрытые под пологом джунглей, что делает наши наземные поиски более эффективными.
- Междисциплинарный подход: Сочетание спутниковых данных высокого разрешения и знаний из различных областей позволяет проводить более глубокие и стратегически выверенные исследования.
Методология и данные
ГИС-инфраструктура
Поскольку исследовательская команда была разбросана по всему миру, первым шагом в данном исследовании стало создание ГИС, позволяющей одновременную работу с геопространственными слоями.
Основой нашей пространственной инфраструктуры стала платформа Relational Database Service (RDS) от Amazon, которая обеспечивает недорогую и простую конфигурацию, использование и масштабирование реляционных баз данных в облаке.
Платформа оснащена системой управления базами данных с открытым исходным кодом PostgreSQL с расширением PostGIS для работы с геоданными.
Интерфейс для взаимодействия с геоданными в базе данных — это кроссплатформенное программное обеспечение с открытым исходным кодом QGIS.
Сбор данных и обзорное исследование
Исследуемая область охватывает около 8000 км², располагается на границе юго-восточных перуанских Анд и тропических лесов бассейна Амазонки, на границе между регионами Куско и Мадре-де-Диос. Западная горная сторона, Сьерра, варьируется на высотах от 2000 до 4000 метров и в основном покрыта низкой травой и кустарниками. Восточная горная сельва опускается до 1000 метров и имеет очень высокую плотность лесной растительности — более 75%.
Как и в любом проекте по анализу малоизученных районов, работа начинается со сбора всех доступных данных о территории, которые затем вводятся в ГИС. После этого становится ясно, какие методы пространственного анализа следует применять к собранным данным. Все собранные авторами наборы данных можно разделить на две группы по степени детализации карт: обзорный уровень имеет среднее пространственное разрешение и охватывает всю исследуемую область, тогда как детальный уровень с высоким разрешением уточняет определённые точки.
ГИС использует послойный принцип для моделирования реальных территорий.
Основные наборы данных, используемые в исследовании
Прогнозное Моделирование
Мы провели предварительное исследование известных руин инков, таких как Мачу-Пикчу и Вилькабамба. Они демонстрируют связь с морфологией местности, а именно уклон в диапазоне от 0˚ до 20˚.
Чтобы подтвердить сделанные выводы, мы предположили, что модели заселения небольших современных локальных сообществ существенно не изменились. Из OpenStreetMap мы извлекли 15738 выборок небольших современных поселений в Андах. Для каждой точки мы создали буфер радиусом 50 метров и рассчитали значения морфологических характеристик местности.
На основании выявленной связи между уклоном и населёнными пунктами в Андах мы создали карту уклонов/пригодности для заселения, которая делит всю исследуемую область по крутизне склонов на пять категорий:
- лёгкий склон (0-10˚) | особо пригодный для проживания
- умеренно крутой склон (10-20˚) | пригодный для проживания
- крутой склон (20-30˚) | малопригодный для проживания
- очень крутой склон (30-60˚) | непригодный для проживания
- обрывистый склон (60-90˚) | особо непригодный для проживания
Таким образом, объём работы по сбору и анализу высококачественных данных ДЗЗ был сокращен с 8000 км² до 2350 км².
Интерпретация данных высокого разрешения
Человеческий глаз способен распознавать тонкие признаки на изображениях и связывать их с окружающим контекстом. Тщательная визуальная интерпретация всех доступных пространственных данных, особенно данных высокого разрешения, легла в основу нашего исследовательского подхода.
Критерии для идентификации потенциальных неизвестных археологических объектов включали:
- расположение в бассейне реки Нистрон
- уклон местности, соответствующий категориям «особо пригодный» и «пригодный»
- наличие источника воды
- доминирующее положение в окружающей местности
Мы проанализировали область площадью около 3000 км², сосредоточив внимание на особо подходящих участках, для которых были приобретены коммерческие данные высокого разрешения.
Шесть выбранных зон интереса (AOI)
AOI — Area of Interest
Анализ свидетельских показаний: Картирование
На сегодняшний день руины Мамерия, обнаруженные Гербертом Картахеной в 1970-х годах [5], [7, стр. 113-116], являются единственным известным крупным историческим поселением в бассейне реки Мадре-де-Диос. Однако существуют некоторые неподтверждённые отчёты, описывающие существование большего поселения, скрытого в сельве Национального парка Ману. Такие отчёты упоминаются Ландой [4, стр. 56, 19, 51-53, 57] и Палкевичем с Капланеком [6, стр. 374].
Там, где это было возможно, мы нанесли упомянутые в свидетельских показаниях области на карту, чтобы сравнить их с данными, полученными из нашего собственного геоанализа. Это позволило сузить исследуемую область до бассейна реки Нистрон (Маэстрон) на западе Национального парка Ману.
Анализ свидетельских показаний: Геопривязка старых карт
Анализ свидетельских показаний: Геопривязка фотографий
* Фотоматериалы изначально предоставлены Ландой [4].
Резюме
Зона интереса 3 (AOI 3) оказалась самым перспективным местом благодаря следующим факторам:
- Её расположение между всеми районами, описанными в свидетельских показаниях.
- Соответствие фотографиям, сделанным Ландой, которые были точно геопривязаны в нашей ГИС.
- Наличие нескольких обнаруженных особенностей на снимках ДЗЗ, которые видны в различных спектральных диапазонах.
- Благоприятные условия рельефа, так как она занимает доминирующую позицию с горами, ограничивающими её западную часть. Она должна обеспечивать естественную защиту, обилие водопадов и водоснабжение, как упомянуто в нескольких свидетельских показаниях.
Результаты
Экспедиция 2019 года
В конце мая 2019 года, после почти трёх лет теоретических исследований и выбора наиболее перспективных областей, мы решили предпринять первые шаги на территории Перу.
Мы проверили оборудование и свои навыки в суровых условиях, сделали выводы о эффективности разработанных нами карт и о подготовке более сложной экспедиции.
Заключение
Дальнейшее изучение зоны интереса №3, будь то посредством прямой экспедиции или с использованием воздушного лидарного сканирования, которое может проникать через густую растительность, будет решающим для проверки результатов этой работы, понимания моделей заселения на восточном склоне Анд и взаимодействия между народами сельвы и сьерры.
Кроме того, созданная в рамках этой работы комплексная база геоданных для огромной, слабо картированной территории Перу предоставляет уникальное целостное понимание этой среды. Это стало возможным благодаря ГИС, которая связывает исследователей из разных уголков мира. С одной стороны, собранные данные имеют большую ценность для будущих исследований в регионе, например, для управления Национальным парком Ману с целью сохранения биоразнообразия. С другой стороны, разработанный рабочий процесс на базе открытой ГИС может быть использован за пределами этой исследовательской области и не ограничивается археологией.
Список литературы
- H. Tantaleán, “Un panorama de la teoría arqueológica en el Perú de comienzos del siglo XXI [Обзор археологической теории в Перу начала XXI века],” Discursos sur, no. 5, pp. 201–243, Jul. 2020, doi: 10.15381/dds.v0i5.18150.
- “Relazione d’un miracolo… nel Regno di Paÿtiti a canto del Perù [Доклад о чуде… в царстве Пайтити рядом с Перу],” Archivum Romanum Societatis Iesu, Perù, 19, ff. 38 41, 1567/1625.
- L. Laurencich-Minelli, “Traduzione in italiano del quaderno Exsul Immeritus Blas Valera Populo Suo [Перевод на итальянский тетради Exsul Immeritus Blas Valera Populo Suo],” in Exsul immeritus blas valera populo suo e Historia et rudimenta linguae piruanorum: Indios, gesuiti e spagnoli in due documenti segreti sul Perù del XVII secolo, CLUEB, 2005, pp. 307–340. doi: 10.1400/104366.
- C. N. Landa, Paititi en la bruma de la historia [Пайтити в тумане истории]. Arequipa: Cuzzi, 1983.
- G. Deyermenjian, “Mameria: an Incan Site Complex in the High-Altitude Jungles of Southeast Peru [Мамерия: комплекс инкских объектов в высокогорных джунглях юго-восточного Перу],” Athena Review, vol. 3, no. 4, pp. 80–88, 2003.
- J. Palkiewicz and A. Kaplanek, El Dorado. Polowanie Na Legende [Эльдорадо. Охота на легенду]. Poznan: Wydawnictwo Zysk i S-ka, 2005.
- J. Edigo, Paititi — la ciudad perdida [Пайтити — потерянный город]]. Lulu.com, 2017.