Крепость Чаилури
Крепость Чаилури — выдающийся памятник средневековой оборонной архитектуры, расположенный в живописной долине Кахетии.
Сооружение, возведенное для защиты торговых путей и местных поселений, сохранило все характерные черты грузинских крепостей: мощные каменные стены, боевые башни и стратегически выгодное расположение на возвышенности, обеспечивавшее хороший обзор окрестностей и защиту от врагов.
Изображение 1-3. Общие ракурсы крепости Чаилури
Оценка характера ландшафта
Окружающий ландшафт отличается выраженной сложностью и многообразием. Крепость возвышается на холме, окруженном пересеченной местностью с чередованием оврагов, склонов и природных террас.
В прошлом это естественное сочетание рельефных элементов служило надежной защитой и усложняло подход противникам. Сегодня же те же самые особенности создают серьезные трудности при геодезической фиксации территории: перепады высот, густая растительность и труднодоступные участки приводят к образованию «слепых зон» при традиционных методах съемки.
В таких условиях именно беспилотная фотограмметрия становится оптимальным инструментом. Она позволяет собрать детализированные данные о рельефе, водоотводах и зеленых насаждениях, что открывает новые возможности для.
- ландшафтного анализа,
- мониторинга эрозионных процессов,
- планирования систем сохранения исторического объекта.
Изображение 4. Крепость Чаилури и окружающий ландшафт
Неоднородность грунтов
Под крепостью Чаилури встречается значительное разнообразие грунтов, что напрямую влияет на ее устойчивость:
Суглинки — это смесь глины и песка, способная удерживать влагу и давать усадку. Такие грунты плотные и сравнительно стабильные, но при избыточном увлажнении могут изменять свои свойства.
Аллювиальные отложения — наносы, сформированные реками и временными потоками. Они включают песок, глину и гравий, но при этом остаются рыхлыми, склонными к размыву и просадкам.
Это различие в основании крепости объясняет неоднородное состояние ее стен:
- на участках с плотными грунтами они сохранились значительно лучше,
- а на зонах с рыхлыми породами заметны следы осадок, трещины и частичное разрушение кладки.
Фундамент крепости
Основание сооружения представляет собой типичный для средневековой Грузии ленточный фундамент из бутового камня на известковом растворе, уложенного непосредственно на естественный грунт.
Такой способ обеспечивал надежность массивных стен и возможность возведения высоких башен.
Однако в условиях переменного состава грунтов ленточный фундамент подвергался неравномерной осадке, что со временем стало причиной деформаций и разрушений отдельных элементов крепости.
Сегодня это требует не только постоянного мониторинга, но и применения технологий, позволяющих объективно оценить состояние грунтов и динамику их изменений.
Изображение 5. Пример основания из бутового камня и раствора
От исторического наследия к современным технологиям
Именно сложный ландшафт и неоднородные грунты делают необходимым использование современных технологий мониторинга.
Крепость Чаилури — это не только ценный памятник истории, но и уникальный исследовательский объект, на примере которого можно показать, как цифровые инструменты помогают сохранять архитектурное наследие.
Изображение 6-7. Обзорная 3D-модель облака точек крепости Чаилури
Современные решения TOPODRONE позволяют перейти от традиционных методов фиксации к комплексному цифровому подходу, при котором территория крепости и её окружение преобразуются в точную 3D-модель.
Изображение 8-9. Крепость Чаилури - вид сверху. Слева облако точек, справа - аэросъемка с дрона.
Эта модель служит основой для:
- построения высокоточных карт уклонов склонов,
- анализа направлений водоотвода и потенциальных зон эрозии,
- расчета объемов насыпей и выемок при укреплении склонов или проектировании дренажных систем,
- мониторинга изменений грунтов во времени — фиксации осадок, просадок и процессов размыва.
Изображение 10-11. Обзорная 3D-модель облака точек крепости Чаилури
Методика съемки территории крепости Чаилури с использованием PPK
Фотограмметрическая съемка крепости Чаилури и ее окрестностей проводилась в условиях сложного рельефа и ограниченного доступа к наземным геодезическим приборам. Для работы применялся промышленный беспилотный комплекс:
- Беспилотная платформа: DJI Matrice 350 RTK
- Фотограмметрическая камера: TOPODRONE P24
- PPK-модуль: TOPODRONE (L1/L2 GNSS)
Основные особенности съемки:
- Использование PPK с виртуальным RINEX через CORS позволило обеспечить высокую точность геопривязки снимков без установки наземной базовой станции.
- Геопривязка фотографий выполнена с точностью 3–5 см, что гарантирует метрическую достоверность цифровой модели.
- Применялась многоуровневая схема облета:
- вертикальные (надирные) снимки для фиксации рельефа, склонов и прилегающей территории;
- наклонные кадры с нескольких высот (~40 м и выше) для детальной визуализации стен, башен и труднодоступных участков, а также для устранения «слепых зон».
Изображение 12. Промышленный беспилотный комплекс для фотограмметрии на базе DJI Matrice 350 + камера TOPODRONE P24 + PPK
Такой комплексный подход позволил создать точную 3D-модель крепости и её окружения, которая стала основой для анализа рельефа, расчета объемов насыпей и выемок, а также для мониторинга изменений грунтов и оценки состояния исторического объекта.
Видео 1. Обзорная 3D модель крепости Чаилури
План обработки данных
Чтобы превратить данные, собранные с беспилотников, в метрически точную цифровую модель, используется последовательный алгоритм:
1. Обработка траектории — в специализированном ПО TOPODRONE Post Processing (TPP) выполняется постобработка полётных данных и вычисляются центры фотографий.
2. Импорт данных в Agisoft Metashape — фотографии с центрами загружаются в проект, где выполняется аэротриангуляция, обеспечивающая точное выравнивание снимков.
3. Проверка точности — модель калибруется по контрольным точкам (GCPs), что позволяет достичь сантиметровой точности.
4. Построение плотного облака точек — создаётся подробное трёхмерное представление территории.
5. Классификация точек — разделение на землю, растительность, строения и другие категории.
6. Создание цифровой модели рельефа (DTM) и ортофотоплана — визуальное и метрически точное отображение территории.
7. Интеграция в QGIS — данные загружаются в ГИС-систему для анализа уклонов, расчёта объёмов и мониторинга изменений во времени.
Выводы
Исследование крепости Чаилури показало, что сочетание сложного ландшафта, неоднородных грунтов и древнего ленточного фундамента создаёт риски для её сохранности. Традиционные методы геодезии в таких условиях оказываются недостаточными: они не позволяют детально фиксировать рельеф и динамику его изменений.
Применение беспилотной фотограмметрии в комплексе с программными решениями TOPODRONE обеспечивает:
- получение точной и полной цифровой модели территории,
- выявление потенциальных зон эрозии и осадок,
- контроль состояния фундамента и каменной кладки,
- научно обоснованный подход к планированию реставрационных и защитных мероприятий.
Таким образом, цифровые технологии становятся ключевым инструментом для мониторинга и сохранения Чаилури — уникального памятника грузинской оборонной архитектуры, позволяя объединить историческое наследие и современные методы анализа.
