МОРФОЛОГИЯ И ТРЕХМЕРНЫЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ
РУДНИКА-ПЕЩЕРЫ КАН-И-ГУТ

Morphology and 3D images of the Kan-i-Gut mined cave

стр.  1,  2,  3,  4

Методика построения 3D модели

Сканированные с разрешением 300 dpi графические данные (план и вертикальная проекция), изначально представленные в формате JPEG в виде файлов размером порядка 10⁴х10⁴ пикселей, подвергались предварительной обработке на компьютере программой Photoshop, чтобы путем удаления "шумов", регулировки контраста и яркости изображений придать им наибольшую разборчивость. Далее изображения разрезались на отдельные фрагменты и распечатывались в подходящем для работы масштабе на листах формата А4 с перекрытием. Затем листы склеивались. Оцифровка материала производилась следующим образом. Выбиралась определенная топографически выясненная последовательность пикетов нити съемки, а также контуров соприлегающих стен хода или камеры, начиная с верхнего (в случае вертикальной проекции – ближнего), наиболее читаемого горизонта. При этом детали нижних (более удаленных) горизонтов вычленялись из суммарного изображения средствами программы Photoshop. Так формировались план и вертикальная проекция верхнего (ближнего) горизонта. Затем из суммарного изображения вычитались уже выясненные элементы данного горизонта, и начиналась расшифровка линий следующего горизонта тем же способом. Процедура продолжалась до полного расчленения элементов всех горизонтов.

Рис. 1 показывает пример разделения горизонтов участка плана в отделе Главного входа в Кан-и-Гут: исходное изображение участка (а) и выделенное из него изображение нижнего горизонта (б).

Затем начиналась собственно оцифровка графического материала. От пикета к пикету при помощи линейки и транспортира измерялись следующие параметры:

• на плане – азимутальный угол (α, град.) и длина проекции расстояния (с учетом масштаба чертежа) от данного пикета до следующего пикета (P_xy , м), расстояния до стен направо (R) и налево (L);

• на вертикальной проекции – угол наклона проекции на меридиональную плоскость (Ψ, град.), длина проекции расстояния до следующего пикета (P_yz , м), а также расстояния до потолка (U) и пола (D).

Если угол наклона линии топографической съемки превышал 50^о, вместо расстояний до стен по вертикали использовались расстояния вперед-назад вдоль азимута хода.

Далее рассчитывались:

• перепад высот от пикета к пикету                                                                     

• угол наклона линии топографической съемки                                               

• длина линии топографической съемки (расстояние между пикетами)     

Тригонометрию задачи поясняет рис. 2.

Цифровые данные заносились в таблицу в соответствии с правилами, принятыми в топографической съемке пещер, и затем обрабатывались при помощи программы Compass, версия 5.12.2.1.167, Fountain Computer Products, распространяемой условно бесплатно (официальный сайт компании). Пользовательские установки программы, необходимые для наилучшего отображения конфигурации стен ходов и камер, тщательно подбирались опытным путем. Важнейшие из них находятся в меню "Предустановки (Preferences)", подменю "Моделирование стен хода (Passage Wall Modelling)".

Полученное 3D-изображение далее преобразовывалось при помощи той же программы в графический формат VRML, удобный для просмотра в среде интернет-обозревателей Internet Explorer, Opera и т.п. Процедуре прорисовки стен подземелья уделялось особое внимание. В случае камер и ходов особенно сложной конфигурации на схемы дополнительно наносились промежуточные "виртуальные" пикеты, чтобы картина как можно более соответствовала исходному чертежу.

Всего для оцифровки плана и проекции потребовалось выполнить более 1000 замеров. Помимо того, для расширенного отображения подземелий Кан-и-Гута с частью современных выработок по первый горизонт включительно, использованы топографические съемки: штольни №1 с центральной шахтой, участка карстовой полости от "серпантина" Дна Второй пропасти со смежным штреком нулевого горизонта до Входной камеры (экспедиция 2009 г., руководитель В. Цибанов), нулевого и первого горизонтов современных выработок (материалы спелеоклуба "Сибирь", Новосибирск). Отдельно, для целей сравнительного анализа, была выполнена оцифровка топографических чертежей И.Г. Белова, опубликованных в статье М.Г. Попова (1924) – плана и вертикального разреза-развертки основного хода пещеры.

стр.  1,  2,  3,  4