rac.archeo.ru

Rescue archaeology center of the Institute for the history
of material culture of the russian academy of sciences

View of central part of Palmyra

Palmyra 3D

About the Project

The Palmyra 3D project was conceived and implemented by researchers from the Institute for the History of Material Culture of the Russian Academy of Sciences (IHMC RAS) since 2016, with the support of the Geoscan group of companies, specialists from the State Hermitage Museum, and the architectural workshop of Maxim Atayants. The project’s goal was the complete documentation of the current state of the UNESCO World Heritage Site “Archaeological Monuments of Palmyra,” the creation of a three-dimensional model of its post-war condition, and a comprehensive assessment of restoration prospects in collaboration with Syrian specialists.

General Information

The interactive 3D model of Palmyra is available here or at: https://palmyra-3d.online/

The active phase of fieldwork for the 3D survey of Palmyra took place from 2016 to 2020. During this period, two expeditions were conducted to collect data and monitor the ancient city’s condition:

  • Over 55,000 photographs of the ancient city were taken.
  • The survey covered an area of more than 20 square kilometers.
  • The survey was conducted using UAVs (both fixed-wing and multirotor types), as well as professional ground-based photo equipment.
  • Models of the entire ancient city were created, consisting of 700 million points.
  • Terrain models (resolution up to 7 cm/pixel) and orthophotoplans (resolution up to 3 cm/pixel) were developed.

3D model

Since 2016, the IHMC RAS research team has been working on creating a comprehensive digital three-dimensional system, Palmyra 3D, following the vandalistic attack and destruction of the monument by ISIS terrorists (banned in the Russian Federation). Facing the threat of Palmyra’s complete destruction, IHMC RAS specialists were among the first in the world to emphasize the need to save the monument and preserve data for future generations. Over several years, an enormous amount of work was completed: the total survey area was 20 square kilometers, and more than 55,000 high-resolution aerial photographs were taken. The model elements consist of nearly 700 million points. The aerial survey was complemented by several thousand ground-based photographs of the most significant ancient city objects, particularly those severely damaged by terrorists (the Great Colonnade, the Monumental Arch, the Temples of Bel and Baalshamin, the Theatre).

Russian scientists obtained highly accurate three-dimensional models of the terrain and architectural objects, creating detailed orthophotoplans with spatial resolution significantly higher than existing satellite images. This allows archaeologists and cultural heritage management specialists to study the plan of Palmyra in detail with a resolution of up to 3 cm.

“We are glad that such a great and large-scale project to digitize Palmyra that took us several years finally has been completed. The ancient city of Palmyra is among the most valuable world heritage sites and its protection is beneficial for all humanity. Over the past four years, the 3D-model of Palmyra was adjusted and updated several times as the site was occasionally attacked by the terrorists. Despite all the risks and potential threats, we have finalized the 3D-model of Palmyra and are happy to share it with Syria and with the world” said project leader, Director of the Rescue Archaeology Center, and Deputy Director of IHMC RAS Natalia Solovyova.

The work of IHMC RAS scientists resulted in the creation of a unique document – the most detailed and up-to-date documentation of the state of the world-famous monument, allowing for the discussion of Palmyra’s restoration based on accurate data.

Based on the created 3D model, IHMC RAS scientists continuously update and expand the Geographic Information System (GIS) PalmyraGIS, whose database includes the results of all previous archaeological and historical research of the city, as well as geospatial representations of the monument’s current state. Each object is assigned a description of the time, degree, and nature of the damage it has sustained over the past years.

The created 3D model and the evolving PalmyraGIS are not only documents recording the barbaric destruction of humanity’s cultural values but also research tools that surpass all previously used methods for studying this ancient monument in their universality.

The obtained data provide a reliable basis for planning any further heritage management activities in Palmyra – allowing for planning restoration work, conservation, tourism, and further scientific research of the ancient city – a UNESCO World Heritage Site.

History of the Palmyra 3D Project

In September 2016 and September 2019, expeditions from the Institute for the History of Material Culture of the Russian Academy of Sciences (IHMC RAS), led by Deputy Director Natalia Solovyova, conducted unprecedented work in Palmyra. The goal was to create a three-dimensional digital model of the monument’s current state and document the damage it had received due to actions by ISIS terrorists (banned in Russia).

In 2016, the IHMC RAS expedition included military topographers and a State Hermitage employee. The equipment was provided by the Geoscan group of companies.

The 2019 IHMC RAS expedition included architects from Maxim Atayants’ Architectural Workshop, who worked on the photo documentation of the architectural remains of the Temple of Bel to refine their created three-dimensional model of the temple. Specialists from the “Unmanned Systems” group conducted the survey.

Results of the Expeditions

  • Highly accurate three-dimensional models of the terrain and architectural objects.
  • Detailed orthophotoplans with spatial resolution significantly higher than existing satellite images.
  • Most detailed and up-to-date recording of the current state of the world-famous monument.
  • Without visiting the monument, restoration specialists and architects could begin evaluating and planning restoration work using the detailed aerial photography.
  • Documented significant cultural destruction by ISIS, affecting the Temples of Bel and Baalshamin, the Triumphal Arch, the Zenobia Column, the Necropolises and Funerary Towers, Diocletian’s Camp, the Fakhr-al-Din Castle, and the Archaeological Museum of Tadmur. The theater’s proscenium was destroyed, and the tetrapylon was blown up. Numerous looter pits and trenches were discovered on the site. Other architectural objects remained intact or sustained minor damage.

 

All the post-processing was made jointly by IHMC RAS and Geoscan GC

fifth-photo-17-model

Further Use of the 3D Model

Based on the created three-dimensional model of the UNESCO World Heritage Site “Archaeological Monuments of Palmyra,” IHMC RAS is developing a PalmyraGIS, which includes:

  • Detailed raster orthophotoplan of the area.
  • Digital terrain model.
  • Detailed vector plan of all objects included in the “Archaeological Monuments of Palmyra.”
  • Photo documentation linked to objects.

 

The database encompasses the results of all previous archaeological and historical research of the city, information about individual archaeological and architectural objects – their characteristics, dating, research status, and the geospatial representation of the monument’s current state – a description of the time, degree, and nature of the damage it has sustained over recent years.

This work is entirely unique, for the first time compiling diverse information about three centuries of studying the ancient city and its current state into one software framework.

Project Team

  • Natalia Solovyova – Project Leader, Director of the Rescue Archaeology Center, Deputy Director of IHMC RAS.
  • Yegor Blokhin – Specialist in Digital Archaeology, Research Fellow at IHMC RAS.
  • Sergey Solovyov – Specialist in Classical Archaeology, Research Fellow at IHMC RAS and the State Hermitage Museum.
 
The fieldwork was supported by the Ministry of Defense of the Russian Federation and the Russian military group in Syria.

На фото: вид на центральную часть Пальмиры

Проект Palmyra 3D

О проекте

Проект Пальмира 3D был задуман и реализуется учеными ИИМК РАН с 2016 года при поддержке группы компаний Геоскан, специалистов Государственного Эрмитажа и Архитектурной мастерской Максима Атаянца. Цель проекта – полная фиксация современного состояния Объекта всемирного наследия ЮНЕСКО “Археологические памятники Пальмиры”, создание трехмерной модели ее нынешнего состояния и всесторонняя оценка, совместно с сирийскими специалистами, перспектив реставрации поврежденных объектов

Общая информация

Интерактивная 3D модель Пальмиры доступна по адресу: https://palmyra-3d.online/

Активная фаза полевых работ по трехмерной съёмке Пальмиры – 2016-2020 годы. В этот период проведено две экспедиции по сбору данных и мониторингу состояния древнего города.

  • Получено более 55000 фотоснимков древнего города;
  • Охват съемки – более 20 км кв.;
  • Проведена съёмка с беспилотных летательных аппаратов (самолетного и мультироторного типов), а также на профессиональную фототехнику с земли;
  • Построены модели всего древнего города (700 миллионов точек);
  • Построены модели рельефа (разрешение до 7 см/пиксель) и ортофотопланы (разрешение до 3 см/пиксель)

3D модель

Группа исследователей ИИМК РАН вела работу по созданию комплексной цифровой трехмерной системы Palmyra 3D, начиная с 2016 года, после вандального нападения и разрушения памятника террористами ИГИЛ (запрещена в Российской Федерации). Перед лицом угрозы полного уничтожения Пальмиры специалисты ИИМК РАН одними из первых в мире заявили о необходимости спасения памятника и сохранения данных о нем для будущих поколений. За несколько лет была проделана огромная работа: суммарная площадь съемки составила 20 кв. км., сделано более 55 тысяч аэрофотоснимков высокого разрешения. Элементы модели состоят из почти 700 миллионов точек. Аэрофотосъёмка была также дополнена несколькими тысячами наземных фотографий важнейших объектов древнего города, особенно пострадавших от рук террористов (Большая колоннада, Монументальная арка, храмы Бэла и Баалшамина, театр).

Российские учёные получили высокоточные трехмерные модели местности и объектов архитектуры, создали детальные ортофотопланы, пространственное разрешение которых значительно выше, чем у существующих спутниковых снимков. Благодаря этому археологи и специалисты по управлению культурным наследием имеют возможность детально изучить план Пальмиры с разрешением до 3 см.

“Мы рады, что столь большая и важная работа, которую специалисты по цифровым технологиям ИИМК РАН и наши партнеры вели несколько лет, наконец, завершена. Пальмира – важнейший памятник культурного наследия, и ее сохранение – в интересах всего человечества. Созданная модель уточнялась и дорабатывалась несколько лет в связи с тем, что Пальмира неоднократно оказывалась в руках разрушителей, и работа проходила ряд этапов – с новыми выездами в зону военных действий, уточнениями, дополнительными съемками. Несмотря на все риски и сложности, мы довели проект до конца и дарим созданную уникальную 3D-модель Пальмиры Сирийской Арабской Республике и всему миру”, – говорит руководитель проекта, директор Центра спасательной археологии, заместитель директора ИИМК РАН Наталья Соловьева.

Работа ученых ИИМК РАН позволила создать уникальный документ – самую детальную и актуальную фиксацию состояния всемирно известного памятника, что позволяет вести обсуждение вопросов о восстановлении Пальмиры, опираясь на точные данные.

На основе созданной 3D-модели учеными ИИМК РАН постоянно обновляется и пополняется геоинформационная система (ГИС) PalmyraGIS, база данных которой охватывает результаты всех предшествующих археологических и исторических исследований города, а также геопространственное отображение современного состояния памятника. Каждому объекту присвоено описание времени, степени и характера повреждений, нанесенных ему за последние годы.

Созданная 3D-модель и развивающаяся на ее основе динамическая геоинформационная система PalmyraGIS – это не только документ, фиксирующий варварское уничтожение культурных ценностей человечества, но и исследовательский инструмент, превосходящий в своей универсальности все применявшиеся до сих пор методы изучения этого античного памятника.

Полученные данные являются надёжной основой для планирования любых дальнейших мероприятий по управлению наследием Пальмиры – опираясь на них, возможно планировать восстановительные работы, реставрацию, охрану памятников, туризм и дальнейшие научные исследования древнего города – памятника всемирного наследия ЮНЕСКО.

История проекта Palmyra 3D

В сентябре 2016 года и сентябре 2019 года экспедиции Института истории материальной культуры Российской академии наук (ИИМК РАН) под руководством заместителя директора ИИМК РАН Натальи Соловьевой провели беспрецедентные работы в Пальмире целью которых было создание трехмерной цифровой модели современного состояния памятника и фиксации полученных им повреждений в результате действий боевиков террористической группировки ИГИЛ (запрещена в России).

В 2016 году в работе экспедиции ИИМК РАН принимали участие военные топографы и сотрудник Государственного Эрмитажа. Оборудование предоставлено группой компаний Geoscan.

В составе экспедиции ИИМК РАН 2019 года работали архитекторы Архитектурной мастерской Максима Атаянца, которые занимались фотофиксацией архитектурных остатков храма Бела с целью уточнения создаваемой ими трехмерной модели храма. Специалисты ГК «Беспилотные системы» обеспечивали съёмку.

Результаты работы экспедиций

  • получены высокоточные метрические трехмерные модели местности и объектов архитектуры;
  • созданы детальные ортофотопланы, пространственное разрешение которых значительно выше, чем у существующих спутниковых снимков;
  • получена самая детальная и актуальной фиксация современного состояния всемирно известного памятника;
  • уже сейчас без выезда на памятник специалисты-реставраторы и архитекторы, используя детально выполненную аэрофотосъёмку, смогли приступить к оценке и планированию восстановительных работ;
  • благодаря проведенным работам документально зафиксировано, что разрушению со стороны запрещенной в России ИГ подверглись наиболее значимые в культурном отношении объекты: Храм Бэла, Храм Баалшамина, Триумфальная арка, Колонна Зенобии, Некрополи и Погребальные башни, Лагерь Диоклетиана, Крепость Фахр-Ад-Дина и Археологический музей Тадмора. Разрушен просцениум театра и взорван тетрапилон. На территории памятника обнаружены многочисленные ямы грабительских раскопок и окопы. Остальные архитектурные объекты остались нетронутыми, либо подверглись незначительным повреждениям.

 

Камеральные работы по построению 3D-модели по данным экспедиций проведены сотрудниками ИИМК РАН и группой компаний Geoscan.

fifth-photo-17-model

Дальнейшее использование 3D-модели

На основе созданной трехмерной модели территории Объекта всемирного наследия ЮНЕСКО «Археологические памятники Пальмиры» в ИИМК РАН создается динамическая геоинформационная система PalmyraGIS (ГИС «Пальмира во времени и пространстве»), включающая в себя:

  • подробный растровый ортофотоплан местности,
  • цифровую модель рельефа,
  • подробный векторный план всех объектов, входящих в «Археологические памятники Пальмиры»,
  • привязанную к объектам фотофиксацию.

База данных охватывает результаты всех предшествующих археологических и исторических исследований города, сведения об отдельных археологических и архитектурных объектах – их характеристику, датировки, сведения о степени изученности, истории исследования, геопространственное отображение современного состояния памятника – описание времени, степени и характера повреждений, нанесенных ему за последние годы.

Данная работа является полностью уникальной, впервые собравшей в одной программной оболочке и целостно представляющей разнородные сведения о трех столетиях изучения древнего города и его сегодняшнем состоянии.

Рабочая группа проекта

Наталья Соловьева – руководитель проекта, директор ЦСА ИИМК РАН

Егор Блохин – специалист по цифровым методам в археологии, научный сотрудник ИИМК РАН

Сергей Соловьев – специалист по античной археологии, научный сотрудник ИИМК РАН и Государственного Эрмитажа

 

Полевая часть проекта выполнена при поддержке Министерства Обороны РФ и Российской группировки войск в Сирии