Geoinformatika ve službách našich egyptologů

Jakožto odborník na geoinformatiku jezdí Vladimír Brůna poslední dobou pravidelně na expedice s našimi egyptology. Co jeho práce egyptologům přináší a proč je pro ně důležitá? Než se to dozvíme, měli bychom si asi říci něco bližšího o geoinformatice jako takové, a také o tom, jak se na archeologické průzkumy aplikuje.

Geoinformatika je v podstatě celý soubor oborů, který se v současné době mohutně rozvíjí. Mezi tyto obory patří geodézie, kartografie, problematika geografických informačních systémů (GIS), metody dálkového průzkumu Země a souvisí s tím samozřejmě i výpočetní technika. Už to "geo" v názvu nám říká, že jde o obory, které se zabývají Zemí, zemským povrchem. My tedy i v tom Egyptě získáváme a budeme získávat informace a nebo data o zemském povrchu právě za pomoci oborů, které jsem jmenoval.

I pro laika je asi z větší části pochopitelné, čím se jednotlivé uvedené obory zabývají. Otázka může vyvstat snad jedině kolem geografického informačního systému. Co to je?

GIS je informační systém, který v sobě má obrazovou a také datovou část. Abych to přiblížil laikovi - každý zná mapu. Například turistickou, kterou si může pořídit kdekoliv v obchodě. GIS takové mapové podklady uchovává v počítači; buď ve vektorové a nebo v rastrové formě. To je ta obrazová část. GIS nám potom umožňuje propojit obrazovou informaci s nějakou informací z databáze. Například: mám-li v počítači všechny obce České republiky, mohu ke každé z nich připojit určité databázové údaje. Počet obyvatel, strukturu obyvatelstva, počet domů v obci, čísla popisná atd. Na základě této databáze pak GIS dokáže provádět výběry a analýzy. Mohu pak třeba chtít, aby mi na obrazovce vysvítil všechny obce, které mají víc než 3000 obyvatel. A jestliže tuto položku, v tomto případě počet obyvatel, mám v databázi, tak mi GIS na otázku odpoví. To je ten úplně nejjednodušší příklad, jak to celé funguje.

A když aplikujeme GIS na archeologii?

Archeologové samozřejmě pracují v terénu a jsou tedy v kontaktu se zemským povrchem. To je to "geo" - hledají, studují, zobrazují a analyzují archeologické objekty. Takže GIS má v posledních letech v archeologii své pevné místo. Tak jako třeba v geologii nebo v geografii.

Jak vypadá praktické uplatnění GIS v archeologii? Například si na monitoru zobrazíme určitý region a všechny archeologické nálezy. Pak si necháme zobrazit všechny nálezy hrobů. Potom nám GIS na naše přání vysvítí všechny hroby z určitého období a z nich pak třeba všechny mužské pohřby. Dál je může rozlišit podle hrobové výbavy, a my si můžeme nechat zobrazit třeba jen pohřby s meči. A tak dále, dle libosti - a z kteréhokoliv místa zmíněného řetězce... Jediným omezením je bohatost databáze. GIS může pochopitelně pracovat jen s těmi údaji, které v ní jsou. Zanést je tam však musí člověk, badatel.

Vy jste se pochopitelně touto činností nezačal zabývat až v Egyptě...

Původně jsem vystudoval geodézii a kartografii na ČVÚT v Praze, pak jsem se v Ústavu krajinné ekologie Akademie věd zabýval problematikou metod dálkového průzkumu Země a využití těchto metod při studiu krajiny. Na konci 90. let jsem přišel do kontaktu s archeology v Mostě, na tehdejším pracovišti Akademie věd a začal jsem GIS aplikovat na této půdě. To bylo mé první setkání s archeologií.

A jak nakonec došlo k vaší spolupráci s egyptology?

Vyplynulo to ze zmíněné spolupráce na mosteckém pracovišti. Byl jsem seznámen s dr. Miroslavem Bártou, který vede archeologický výzkum jižního Abúsíru a ten mi nabídl roli geoinformatika v expedici.

Egyptští dělníci při práci u jižní šachty Iufaovy hrobky

Vaše práce v Egyptě nejspíš nebyla první svého druhu. Podobná měření se tam jistě prováděla i dříve?

Od 60. let, kdy čeští egyptologové v oblasti Abúsíru a Sakkáry pracují, prováděli tam základní geodetická měření kolegové z Katedry speciální geodézie Stavební fakulty ČVÚT v Praze. Ti mají i v současné doby na starosti základní bodové pole, které pravidelně zhruba v pětiletých intervalech proměřují a obnovují. Z něho pak i já vycházím při dalším měření a zpřesňování archeologických map v Abúsíru.

Můžete teď zcela konkrétně popsat, jak vypadala vaše dosavadní práce v Egyptě? Jistě jste měli nějaké postupné cíle...

Když člověk přijede poprvé do Egypta, a zvlášť do Abúsíru, sžívá s v první řadě s novým prostředím. Všude je spousta písku. Zezačátku jsem se seznamoval s mapovými podklady - co už bylo uděláno, co existuje - a stanovily se první kroky naší práce. Nejdříve jsme vyrobili velmi podrobný model oblasti jižního Abúsíru, z něhož jsme potom v počítači vytvářeli 3D prostorové modely. To byla první práce a další následovaly. Například fotografování archeologických objektů ze švédské věže, prostorové zaměřování různých stavebních částí, šachet a hrobek. A v neposlední řadě to bylo i měření pomocí GPS satelitního systému. To byly asi ty začátky.

Pro laika je asi nejzajímavější skutečnost, že vaše měření mohou napomoci (a nebo už přímo napomohla) k objevení dalších nových archeologických objektů, třeba hrobek a nebo cest. Jak se toho dosahuje?

Je několik postupů. Jedním z nich je takzvaná nedestruktivní archeologie, při níž se, jak už z názvu vyplývá, nepřetváří zemský povrch; neprovádějí se výkopové práce. Ale například i terénní rekognoskací, tedy pochůzkou, jsou schopni archeologové číst terén a nacházet v něm určité archeologické objekty a znaky. Právě to jsme prováděli v oblasti jižního Abúsíru. Identifikované objekty byly geodeticky zaměřovány (buď jedním bodem, linií a nebo nějakou plochou) a zároveň byl k těmto objektům vytvářen textový popis; objekty a archeologické jevy byly také fotografovány digitálním fotoaparátem. Pak jsou tu také letecké, respektive satelitní snímky. To je také jedna z metod nedestruktivní archeologie. Bohužel, v Egyptě je s leteckými snímky problém; zejména se snímky většího měřítka. V současné době už čtvrtý měsíc čekáme na dobré počasí a na dobrou polohu družice, která by naše zájmové území zachytila tak, abychom získali skutečně kvalitní podrobné snímky Abúsíru.

Pyramidový komplex panovníka Raneferefa

Data už se přeci jen nějakou dobu shromažďují a lze s nimi ledacos podnikat... Jak to vypadá v současnosti s aplikací GIS na Abúsír? Máte už vytvořenu alespoň základní kostru informačního systému, o jakém jsme hovořili na začátku?

Abúsírská koncese je jedna z největších, na nichž v Egyptě expedice pracují. Začíná na severu pyramidovým polem, dále do ní patří území kolem známé Iufaovy hrobky a také oblast jižního Abúsíru, kde pracujeme. Pro jižní Abúsír byla, jak jsem již říkal, provedena velmi detailní měření terénu, 3D prostorový model. Tento model jsme zároveň v prostředí GIS doplnili o geodeticky zaměřené archeologické objekty. V současné době tedy existuje databáze těchto objektů, která je umístěna na 3D modelu. Dále se postupně prováděla měření v celém Abúsíru; cílem je získat detailní archeologickou mapu celé české koncese. Je to práce na několik let. To území je velké.

Vrátil bych se k tomu, co už jste tu říkal. Vedle vlastního geodetického mapování jste prováděli i detailní fotodokumentaci vybraných lokalit pomocí tzv. švédské věže. Co to je za zařízení, jaké fotografie se s jeho pomocí pořizují a k čemu slouží?

Historie švédské věže spadá někam do 50. let minulého století; hojně se využívala při výzkumu starého Mostu, zlikvidovaného později povrchovou těžbou. Věž, se kterou v Egyptě pracoval kolega Petr Čech z mosteckého Ústavu archeologické památkové péče je vlastně trojnožka, na jejímž vrcholu, ve výšce zhruba 8,5 - 9 metrů, je na kardanovém závěsu umístěn fotoaparát. Postupným přenášením věže a postupným fotografováním získáváme fotografický plán archeologických objektů. Na každé fotografii jsou tzv. lícovací body, které známe v souřadnicích - to abychom potom, už v prostředí počítače, mohli jednotlivé snímky umístit do souřadnicového systému a pracovat s nimi. Aby zkrátka získaly měřítko.

Jak podrobný je vzniklý fotogram?

Záleží na použitém fotoaparátu. Buď se pracuje s klasickou fotografií a nebo s digitálním přístrojem. My jsme loni na podzim používali digitální fotoaparát, který měl rozlišení 5 milionů obrazových prvků neboli pixelů. Proto je také každý detail po zvětšení v počítači skutečně velmi velký.

Pohled ze dna šachty, vedoucí k Senendžemíbově pohřební komoře

Už bylo řečeno, že jste v Abúsíru geodeticky zaměřovali i hrobky; nebylo však řečeno, že jste je zaměřovali i uvnitř. Jak se to provádí a k čemu je to dobré?

To musím trochu upřesnit. Šlo o šachtu, která je hluboká nějakých 10 až 20 metrů; na jejím dně je pohřební komora. V ní je umístěn sarkofág. Naším cílem je dostat to všechno do nějakého souřadnicového systému a do reálných hodnot. Už na té první expedici před rokem a půl jsem poprvé vyzkoušel měření za pomoci dálkoměru, který měří bez hranolu. Znamená to, že k měření nepotřebuji figuranta - to je, jak asi všichni vědí ten člověk, který chodí po terénu s odrazovým hranolem. Místo něj je vidět laserový paprsek. Já laserový bod zaměřím, zmáčknu příslušné tlačítko a přístroj, pokud je dobře zkalibrován, zaměří prostorovou polohu tohoto bodu. Touto bezhranolovou metodou jsem vytvořil velké databáze prostorových bodů, ze kterých se postupně budou vytvářet 3D drátěné modely...

To jsou patrně takové ty "čárové" konstrukce...

...přesně tak. Představte si klasickou čtvercovou místnost - ta se skládá z osmi bodů. Pospojujte rohy, odmažte stěny a dostanete tzv. drátěný model.

Měření v pohřební komoře tzv. šachty A v komplexu vezíra Kara

Zatím poslední expedice českých egyptologů se na podzim roku 2002 zúčastnil i geofyzik Roman Křivánek, který vybrané plochy zaměřoval i fyzikálně, cesiovým magnetometrem. Jaké nové poznatky jste díky tomu získali?

Roman Křivánek je geofyzik z Archeologického ústavu Akademie věd České republiky a zmíněnou nedestruktivní metodu výzkumu používá v archeologii. My jsme geofyzikální měření prováděli na vybraných plochách jižního Abúsíru, a také v okolí Iufaovy hrobky. Zaměřili jsme přitom zhruba 18 hektarů, což je obrovská plocha. Kolega Křivánek nachodil denně kolem deseti kilometrů v poušti, za velkého tepla, což byl obdivuhodný výkon. V současnosti se získané výsledky postupně zpracovávají a provádějí se různé filtrace v počítači. Naším cílem je zkorelovat tato geofyzikální měření s naším měřením objektů, které jsme prováděli na první expedici. První výsledky ukazují, že ta korelace je velice vysoká. Že to, co jsme byli schopni identifikovat na povrchu pouště, geofyzika jen potvrdila. A naopak - ještě nám ukázala další objekty, kterých jsme si nevšimli.

Řekli jsme si, že na základě vašich měření by nakonec měla vzniknout archeologická mapa celé české koncese v Egyptě. To ale docela určitě nebude jediný výstup, který z toho všeho bude?

Máme ještě další dílčí úkoly, jako je například spojení geodetických měření a kartografických mapování s ostatními expedicemi, se kterými jsme v kontaktu. Do naší koncese například částečně zasahuje měření kolegů ze Skotské univerzity, v kontaktu jsou i egyptologové z Japonska a často se vidíme i s polskou expedicí. Naše geodetická síť bodů je ve svém vlastním lokálním systému a já bych chtěl na celém pyramidovém poli Abúsíru a Sakkáry souřadnicový systém sjednotit se systémem světovým. Třeba i z toho důvodu, že právě s ním pracuje GPS. To abychom nebyli pozadu, ale naopak krok vpředu.

Totální stanice při měření v Senendžemíbově pohřební komoře

Součástí vědecké práce je samozřejmě také její popularizace, tedy nějaké výstupy pro veřejnost. Když pominu náš rozhovor, co jiného to ještě bude?

Připravujeme různé populárně naučné články. Kolega Bárta spolupracuje s časopisem ABC, také prof. Miroslav Verner hodně popularizuje. Vytváří filmové dokumenty z výzkumů, které se pak objevují v televizi. Informovat veřejnost je samozřejmě jedním z cílů expedice.

Jistě bude i nějaká odborná publikace a nebo prezentace na webu?

Na každé expedici se naměří tisíce a tisíce dat. Jen uspořádat fotografický archiv, zazálohovat ho, a také zazálohovat veškerá data, to je velký kus práce. Já jsem se z Egypta vrátil 19. prosince a na konci února opět odjíždím do oáz. Mám svou práci na Katedře informatiky a geoinformatiky Fakulty životního prostředí Univerzity Jana Evangelisty Purkyně v Ústí nad Labem. Zároveň však musím zpracovávat získaná data. Expedice nekončí návratem, to až po ní začíná ten největší díl práce... Připravuje se velká publikace o jižním Abúsíru, která bude jedním z hlavních výstupů projektu Českého národního egyptologického centra. Jinak samozřejmě každý z kolegů, který se zabývá určitou částí egyptologie, sám za sebe publikuje jak v tuzemských, tak především v zahraničních časopisech. To je tedy ta odborná část.

Zmínil jste se, že se chystáte na další expedici do oáz. Jaký bude váš program tam?

Do oáz odjíždíme na konci února s dr. Miroslavem Bártou, prof. Miroslavem Vernerem a dr. Svobodou z Brna. Pojedeme do západní oázy Bahríja, která je vzdálená 360 km od Káhiry. Čtyři týdny tam budeme vyhledávat a identifikovat archeologické objekty. Každý si asi představí, že taková oáza je jen pár stromů a trochu vody, ale ty oázy jsou ve skutečnosti obrovské, měří desítky čtverečních kilometrů. Má role bude taková, že budu na základě existujících mapových podkladů provádět měření pomocí systému GPS, tato naměřená data budu ukládat do počítače a budu tak vytvářet mapu archeologických objektů. Kolegové archeologové budou objekty identifikovat, já je budu zaměřovat. Taková bude naše činnost v oáze Bahríja.

Právě v oáze Bahríja byly v roce 1999 nalezeny desítky pozlacených mumií z období řecké a římské éry, kdy se v oáze rozkládalo velké město. Není vyloučeno, že se v písku oázy skrývají ještě další poklady. Hledat je však není tím nejhlavnějším cílem české expedice do oázy. Cílem je i zde vytvoření archeologické mapy. Jak se našim egyptologům práce v Egyptě dařila, to se v Planetáriu dozvíte, až se z Egypta vrátí. Nebude to dřív, než někdy v dubnu.

Frederik Velinský
Fotografie: Vladimír Brůna a Miroslav Bárta (s jejich laskavým souhlasem)

Dodatky k rozhovoru:
Navštivte také stránky Laboratoře geoinformatiky UJEP. Tyto stránky obsahují první informace o průběhu a výsledcích činnosti Laboratoře při archeologickém výzkumu Českého národního egyptologického centra FF UK Praha v Egyptě, a to včetně fotogalerie.
Další tip - stránky Českého egyptologického ústavu.
Egyptologie v Planetáriu:
Procházka Chufuovou pyramidou. Rozhovor s egyptologem Ladislavem Barešem. Jak našel Howard Carter hrobku krále Tutanchamona. Povídání se Sylvou Pavlasovou, kulturní atašé velvyslanectví České republiky v Egyptě.