Czy w Ostrowitym istniał gród?

Kilkakrotnie publikowane relacje z badań archeologicznych w Ostrowitym pozostawiły czytelników bloga z nierozwiązanymi problemami. Czym na przykład jest tajemnicza struktura opisana w tym wpisie? Co z grobami opisanymi tutaj? Groby pozostawimy na inny wpis, na razie kilka słów na temat owej struktury. Przede wszystkim trzeba zaznaczyć, że jej odkrycie możliwe było wyłącznie dzięki prospekcji lotniczej, badaniom geofizycznym i GIS. Gdyby nie dane pozyskane w efekcie analizy zdjęć lotniczych i map magnetycznych przygotowanych przez Piotra Wronieckiego oraz zestawieniu wyników w GIS, prawdopodobnie nie udałoby się jej odnaleźć. Po prostu na powierzchni gruntu nie widać niczego. Obiekt nie był też znany ze źródeł pisanych i starszej literatury.

W analizach wykorzystano zdjęcia wykonane w 2006 r. przez Wiesława Stępnia oraz czarno-białe i kolorowe ortofotomapy uzyskane z CODGiK, (z lat 1964-2004), a także ogólnie dostępne materiały z serwisów Google Maps i Bing Maps.  Zdjęcia lotnicze poddano georeferencji w programach Air Photo oraz Qgis, co pozwoliło zniwelować zniekształcenia perspektywiczne oraz nadać im cechy metryczne.

Potęga wizualizacji danych przestrzennych w programach 3D GIS. Tutaj: Numeryczny Model Terenu z nałożoną mapą topograficzną (układ 65, bez warstwic) i georeferowanymi zdjęciami lotniczymi (gvSIG).

Wszystkie wymienione źródła (poza zdjęciami z serwisu Google, których rozdzielczość była zbyt niska) potwierdziły istnienie rozległej owalnej, dość regularnej struktury. Ma ona średnicę zewnętrzną ok. 65 m i wewnętrzną około 47 m.

Zdjęcie lotnicze owalnej struktury (wyk: W. Stępień 2006).

Uzyskane informacje oraz wykorzystywane oprogramowanie pomogły w zaplanowaniu dalszych działań: prospekcji geofizycznej oraz weryfikacyjnych badań wykopaliskowych. Prospekcja wykonana przez Piotra Wronieckiego gradiometrem transduktorowym Bartington Grad601-2 w siatce pomiarowej 1×0.25 m. Dane były zbierane równolegle/jednokierunkowo. Wstępnie przebadano blisko 2 ha powierzchni, co pozwoliło na rozpoznanie szeregu anomalii magnetycznych. Jedna z nich niemal dokładnie (z przesunięciem ok. 2 m) powtarzała zarys czytelny wcześniej na zdjęciach lotniczych, niestety znacznie słabiej wyraźny w części południowej.

Georeferowane zdjęcie lotnicze z czytelnym wyróżnikiem wegetacyjnym/glebowym owalnej struktury i ta sama struktura jako anomalia na mapie magnetycznej. Widoczny zarys wykopu archeologicznego i odkrytych w nim obiektów.

W północnej części omawianej struktury założyliśmy wykop weryfikacyjny o wymiarach 5×35 m, przecinający owalny zarys pod katem prostym. Jego zadaniem było rozpoznanie układu nawarstwień, które mogły mieć związek z wyróżnikami widocznymi na zdjęciach lotniczych i anomaliami czytelnymi na mapach magnetycznych. W efekcie badań wykopaliskowych ujawniono w północnej części wykopu obecność licznych jam, które zinterpretowano wstępnie jako ślady po wydobyciu gliny.

Przekrój jednej z jam-glinianek.

Sadząc po charakterze materiału ruchomego zarejestrowanego w ich zasypiskach wiązać je należy ze wczesnym średniowieczem. Część z omówionych jam była przykryta przez warstwę o chronologii nowożytnej stanowiącą zasypisko płytkiego zaklęśnięcia terenowego. W centralnej części wykopu skrajnie położone na południe jamy przylegały do sztucznie ukształtowanego stoku wyżej wyniesionego plateau.

Wschodnia ściana wykopu z widoczną jedną z jam-glinianek po wyeksplorowaniu oraz sztucznie ukształtowanym stokiem nieznacznie wyniesionego plateau. Północna krawędź wyróżników owalnej struktury na zdjęciach lotniczych oraz anomalii magnetycznej pokrywa się z tą strukturą.

W tym miejscu spodziewano się odnaleźć jednostki stratygraficzne związane z obserwowaną na zdjęciach lotniczych i w geofizyce owalną strukturą. Niestety, bezpośrednio pod warstwą współczesnej próchnicy ornej wystąpił calec, w którym zarejestrowano jedynie pojedyncze jamy posłupowe. Widoczne były także bardzo wyraźne ślady współczesnej głębokiej orki. W południowej części wykopu odsłonięto obecność pradziejowej warstwy kulturowej oraz wkopanych w nią niewielkich obiektów osadniczych k. wielbarskiej i z okresu wczesnego średniowiecza.

Plan wykopu weryfikacyjnego (częściowo wykonany w technice ortofotografii). Na czerwono zaznaczono przebieg owalnej struktury.

Wschodnia ściana wykopu badawczego z widocznymi nawarstwieniami. Dobrze czytelne ślady głębokiej orki, która zniszczyła nawarstwienia związane z istniejącym tutaj wcześniej obiektem.

W jamie położonej bezpośrednio na północ od sztucznie ukształtowanego stoku odnaleziono zespół dobrze zachowanych naczyń, które można datować na młodsze fazy wczesnego średniowiecza. Warto podkreślić, że tak dobrze zachowany materiał ceramiczny nie wystąpił w pozostałych jamach:

Efektem weryfikacji wykopaliskowej były więc:

  • stwierdzenie braku czytelnych nawarstwień, które można by skorelować z rozpoznaną lotniczo i geofizycznie strukturą;
  • możliwość skorelowania ujawnionego sztucznie ukształtowanego stoku w środkowej części wykopu badawczego z północną krawędzią zewnętrzną omawianej owalnej struktury;
  • wystąpienie na obszarze owej struktury pojedynczych jam posłupowych (o niejasnej chronologii wobec braku materiału źródłowego) oraz śladów współczesnej orki wyraźnie niszczących podłoże.

Wschodnia ściana wykopu weryfikacyjnego (tzw. profil archeologiczny). Widoczne jest nieznaczne zaklęśnięcie terenu w części wschodniej, zalegające poniżej jamy – glinianki oraz w południowej części wykopu wyniesione plateau, poprzedzone sztucznie ukształtowanym stokiem.

Omówione fakty wskazują, iż najprawdopodobniej istniejący tutaj obiekt uległ całkowitemu (?) zniszczeniu wskutek agresywnych procesów rolniczych podejmowanych w okresie nowożytnym i współcześnie. Zachował się jedynie w formie domieszki o charakterystyce glebowej i magnetycznej odmiennej od tła. Forma omawianej struktury oraz związane z nią nikłe relikty (sztucznie ukształtowany stok i jamy posłupowe) oraz jej archeologiczny kontekst przestrzenny pozwalają na wysunięcie ostrożnej sugestii, że być może chodzi o całkowicie zniwelowany obiekt grodowy. Od XIX wieku w literaturze przedmiotu gród taki lokalizowano  na wyspie, jednak już Władysław Łęga dokonując prospekcji terenowej stanowiska uznał istnienie grodu na wyspie za niemożliwe. Nowsze badania sugerują, iż wyspa mogła pozostać nieobwarowana. Była jednak zamieszkana w okresie wczesnego średniowiecza (XI – pocz. XIV wieku) i skomunikowana z lądem za pomocą drewnianego mostu. Badania archeologów podwodnych z Torunia wskazują, iż dwie fazy tego mostu wzniesiono około 1160 roku oraz około 1300 r. Przebieg starszego i nowszego mostu nie był identyczny, oba jednak miały swoje przyczółki w rejonie opisywanej owalnej struktury.Jest możliwe, że domniemany obiekt grodowy stanowił rodzaj umocnienia przyczółka mostowego i obronną fermetę broniącą wstępu na most i wyspę.

Wizualizacja domniemanego grodu i wczesnośredniowiecznego mostu wykonana na Numerycznym Modelu Terenu z pokryciem ortofotomapy, wykonana w gvSIG.

W przestrzennym układzie ośrodka dopatrzeć się można analogii do zespołów osadniczych z wyspami, o domniemanych cechach kultowych, m.in. w Żółtym, czy Starym Bornem. Na obecnym etapie badań nie można potwierdzić takiej kultowej funkcji ośrodka w Ostrowitym. Szereg faktów wskazuje jednak na jego duże znaczenie w skali południowej części Pomorza Wschodniego i dalekosiężne kontakty handlowe.

Bez wątpienia można stwierdzić, że bez zastosowania prospekcji lotniczej, geofizycznej oraz systemów GIS, nie byłoby możliwe ujawnienie obecności tego obiektu. Dopiero skartowanie w komputerze wszystkich danych pozwoliło zidentyfikować i skorelować ze sobą struktury ujawniane różnymi metodami badawczymi i zobaczyć to, co nie jest widoczne nie tylko w topografii terenu, ale także w wykopie archeologicznym. Dalsze badania będą skupiały się na rozpoznaniu wykopaliskowym struktury w jej części wschodniej, która na zdjęciach lotniczych i mapie magnetycznej jest najlepiej czytelna oraz wykonaniu analiz geochemicznych materiału z warstw archeologicznych, które mogłyby przynieść dalsze dane o ewentualnym istnieniu tutaj zniwelowanych wałów grodowych. Przewidujemy także kontynuowanie badań geofizycznych i rozpoznania lotniczego.

Wstępny komunikat o wynikach badań:

J. Sikora, P. Wroniecki, Zobaczyć niewidoczne? GIS, geofizyka i prospekcja lotnicza w Ostrowitym, gm. Chojnice, [w:] Metody geoinformacyjne w badaniach archeologicznych. VI Sympozjum Archeologii Środowiskowej, Poznań-Ostrów Lednicki, 19-21 maja 2011 roku, red. J. Jasiewicz, M. Lutyńska, M. Rzeszewski, M. Szmyt, M. Makohonienko, Poznań 2011, s. 82-86.

Reklamy

Modele 3D w gvSIG

W poprzednim wpisie pojawiła się informacja o wtyczce 3D do gvSIG. Wtyczka ta pozwala nie tylko na wizualizację Numerycznych Modeli Terenu ale także na wprowadzanie do wirtualnej przestrzeni trójwymiarowych modeli np budynków. Jak to działa?

  1. Pierwszy krok to przygotowanie modelu. Można do tego wykorzystać łatwy w obsłudze program Google SketchUp. Ponieważ nie jest to tutorial SketchUpa nie będę zbyt wiele czasu mu poświęcał. Program jest na prawdę intuicyjny i średnio rozgarnięty użytkownik komputera powinien poradzić sobie z nim dość szybko. Efekt końcowy powinien zostać zapisany w postaci pliku Collada. W tym celu wybieramy opcję eksportu – grafika 3D – Collada.
  2. Drugi krok to przygotowanie projektu 3D w gvSIG. Potrzebujemy do tego celu Numerycznego Modelu Terenu i ewentualnie dalszych warstw. Dla celów testowych wykorzystałem model uzyskany z CODGiK z nałożoną ortofotomapą.
  3. Klikamy na panelu głównego okna programu na ikonę „Create new OSG layer”. W oknie dialogowym musimy podać lokalizację dla pliku nowo tworzonej warstwy.
  4. Na panelu bocznym, na drzewku warstw klikamy na nowo utworzoną warstwę prawym klawiszem myszy i wybieramy opcję „Enable 3d objects edition”.
  5. Na panelu głównego okna klikamy ikonę „Import”. W oknie dialogowym wybieramy położenie pliku, ustawiając odczyt plików .dae (czyli Collada). Klikamy też na mapę w miejscu, w którym chcmy aby znalazł się importowany obiekt.
  6. Wybieramy narzędzie zaznaczania i klikamy na zaimportowany obiekt. Pojawi się pomocnicza ramka z uchwytami, która pozwoli na zmianę rozmiaru modelu i umożliwi przesuwanie. Na panelu głównym pojawią się inne opcje (w tym obracanie obiektu). Przesuwanie i powiększanie obrazu dokonuje się z wciśniętym klawiszem Ctrl (lewy klawisz myszy – przesuwanie, prawy – powiększanie/pomniejszanie). Po zakończeniu edycji w menu warstwy wybieramy opcję „Disable 3D objects edition”. Na koniec musimy zapisać nasz projekt.

Przygotowałem filmik pokazujący krok po kroku konieczne działania i efekt końcowy:

3D GIS i Open Source

Nie, nie chodzi w tym wpisie o GRASS i o SAGA GIS. Te programy są znane, od lat oferują możliwość pracy z trzecim wymiarem. Wpis dotyczyć będzie programów Qgis i gvSIG.

Całkiem niedawno ukazała się pełna wersja pluginu 3D do gvSIG. Wtyczka rozwijana jest już od dłuższego czasu. Sam eksperymentuję od kilku miesięcy, przy czym stabilność wcześniejszych wersji i pewne kłopoty z kompatybilnością nie bardzo pozwalały mi na sprawdzenie co jest warta. Jakie kłopoty? Otóż do tej pory używałem gvSIG w wersji Oxford Archaeology Digital Edition. Niestety nie współpracuje ona z wtyczką – powodem są autorskie poprawki OA do programu. Koniecznie należy więc zainstalować wersję oryginalną.

Wtyczka 3D dostępna jest dla Windows i Linux jako osobna binarka. W trakcie procesu instalacji należy jedynie wskazać położenie katalogu z podstawową wersją programu (o ile została zmieniona z domyślnej). Na linuksie wymagane jest posiadanie pakietu mesa-utils co oznacza, że wtyczkę bez problemów zainstalują użytkownicy Ubuntu czy Debiana. Dystrybucje takie jak Mandriva czy Fedora używają analogicznego pakietu o nazwie mesa-demos. Instalator gvsig-3d nie znajdując mesa-utils przerywa instalację na tych systemach. Jedyną możliwością jest póki co zastosowanie starszej wersji wtyczki. Problem zgłaszałem na blogu gvSIG 3d. Mam nadzieję, że zostanie to poprawione. Wtyczkę ściągniesz stąd.

Dla MacOSX przygotowano osobny pakiet zawierający kompletny program wraz z wtyczką. Dostępna jest tutaj.

W ramach testów wprowadziłem do programu dane z Ostrowitego:

  • rastry: Numeryczny Model Terenu (z CODGiK), ortofotomapy, mapy topograficzne, rektyfikowane zdjęcia lotnicze;
  • wektory: pliki shp z danymi archeologicznymi.

Zastosowałem odwzorowanie płaskie (opcja globu nie działa u mnie zbyt dobrze ani w Windows, ani w MacOSX), w układzie 92 i 3lub 4 krotne przewyższenie (w Ostrowitym różnice wysokości nie są zbyt duże). Efekt poniżej:

Poniżej jeszcze krótki filmik pokazujący działanie wtyczki:

Ba razie nie wszystko działa jeszcze bardzo stabilnie. Pojawiają się problemy z renderowaniem przy większej ilości warstw (niektóre nie są wyświetlane), czasami program wariuje wyświetlając Numeryczny Model Terenu z „dziurą” odpowiadającą zasięgowi jednej z warstw rastrowych, niewłaściwie wyświetla się cyfrowy globus, nie bardzo chce mi zadziałać wtyczka importu obiektów 3D. Należy mieć nadzieję, że te niedociągnięcia zostaną poprawione.

O wtyczce 3D do Qgis nie będę się rozpisywał, bo na razie nie miałem możliwości z nią pracować. Wygląda na to, że będzie to kolejny „cyfrowy globus”, przy czym ma ściśle współpracować z programem – wszystkie zmiany wprowadzane w oknie 2D mają znajdować swoje odzwierciedlenie  w 3D. Koncepcja wygląda bardzo interesująco. Jeśli jeszcze pojawi się mozliwość niezależnego (bez globusa) wyświetlania wektorowych warstw zawierających parametr z (wysokość) i wprowadzania modeli 3D (np budynków), to może być to rewelacyjne narzędzie.

Prezentacja wtyczki 3D do Qgis dostępna jest tutaj>>>

Wielkie dzięki dla ekip deweloperów obu programów!