Matn PDF fayldan avtomatik ajratilgan, shuning uchun formatlash buzilgan bo‘lishi mumkin. To‘g‘ri ko‘rinish uchun PDF nusxani oching.
Shuningdek, spektrogramlar tahlili shuni ko‘rsatdiki, FastSpeech2 modeli tovush segmentlari
orasidagi silliqlikni yuqori darajada saqlagan. O‘rganilgan pitch va energy parametrlaridagi
dinamiklik tabiiylikni oshirgan. Quyida tipik sintez qilingan va haqiqiy audio namunalarining melspektrogramlari taqqoslanadi (3-rasm).
3-rasm. Haqiqiy va sintez qilingan mel-spektrogramlar taqqoslanishi
FastSpeech2 modelining konvergentsiya jarayoni ham barqaror kechdi. O‘qitishning dastlabki
50 epochida yo‘qotish qiymati tez pasaygan, 150-epochdan so‘ng esa model barqaror o‘rganishni
boshlagan. Duration predictor komponentining aniq o‘qitilishi prosodiya ifodalanishiga sezilarli
ijobiy ta’sir ko‘rsatgan. Shu bilan birga, o‘zbek tili uchun FastSpeech2 modelini o‘qitishda ba’zi
qiyinchiliklar kuzatildi. Xususan, unli tovushlar uzunligi va so‘z urg‘ularidagi tafovutlar model
tomonidan ba’zan to‘liq aniqlanmagan. Biroq pitch va energy nazorati yordamida bu muammolar
sezilarli darajada kamaytirildi.
Natijaviy tahlil shuni ko‘rsatadiki, FastSpeech2 modeli o‘zbek tilining fonetik tizimiga
moslashishga yuqori salohiyatga ega. Modelni yanada mukammallashtirish uchun korpus hajmini
oshirish, ko‘pso‘zli gaplarda prosodik o‘zgarishlarni ko‘proq aks ettirish va vokoder sifatini yanada
yaxshilash maqsadga muvofiq.
Xulosa
O‘tkazilgan tadqiqot natijalari shuni ko‘rsatdiki, FastSpeech2 modeli o‘zbek tili uchun
matndan nutq sintezlashda yuqori samaradorlikka ega bo‘lishi mumkin. Ushbu modelning asosiy
afzalligi — uning Transformer arxitekturasiga asoslangan parallel o‘qitish mexanizmi va Variance
Adaptor modulining mavjudligidir. Bu modul fonemalarning davomiyligi, pitch va energiya
parametrlarini moslashtirish orqali nutqning prosodik tabiiyligini ta’minlaydi.
O‘zbek tili uchun yaratilgan fonetik korpus va ma’lumotlar to‘plami modelni muvaffaqiyatli
o‘qitish imkonini berdi. O‘qitish natijalariga ko‘ra, modelning konvergentsiyasi 400–500-epoch
oralig‘ida barqarorlashdi va sintez qilingan nutq tabiiylik, ohang va fonetik aniqlik jihatidan yuqori
sifat ko‘rsatkichlarini namoyish etdi. MOS baholash natijasida o‘rtacha 4.36 ball qayd etilib, bu
FastSpeech2 modelining o‘zbek tili uchun yetarli darajada tabiiy ovoz hosil qila olishini ko‘rsatadi.
220
Shuningdek, obyektiv metrikalar (SSI, PC, MCD) ham modelning akustik jihatdan barqaror
ishlashini tasdiqladi. Spektrogramma tahlili natijalariga ko‘ra, FastSpeech2 modeli tovush
segmentlari orasidagi o‘tishlarni silliq saqlagan, energiya va pitch dinamikasini aniq
modellashtirgan. Biroq, o‘zbek tilining agglutinativ xususiyati, unlilar uyg‘unligi va urg‘u tizimi
model uchun ayrim murakkabliklar tug‘diradi. Bu holat, ayniqsa, uzun va morfologik jihatdan
murakkab so‘zlarda fonetik o‘zgarishlarni modellashtirishni qiyinlashtiradi. Shu sababli, keyingi
tadqiqotlarda korpus hajmini kengaytirish, morfologik segmentatsiyani yanada chuqurlashtirish va
prosodiya modelini mustahkamlash zarur.
Umuman olganda, FastSpeech2 modeli o‘zbek tili uchun matndan nutq sintezlash tizimi
yaratishda ishonchli asos bo‘lib xizmat qiladi. Tadqiqot natijalari ushbu modelning lingvistik,
fonetik va prosodik xususiyatlarni ifodalashdagi moslashuvchanligini namoyon etdi. Kelgusida bu
tizim asosida ko‘pso‘zlovchili, emotsional va kontekstga sezgir sintez tizimlarini ishlab chiqish
imkoniyati mavjud.
Foydalanilgan manbalar va adabiyotlar ro‘yxati
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Farrukh Akhmedov, Muhriddin Umarov, Zukhra Bozorboyeva - Matndan nutq sintezlashning
klassik yondoshuvlari va zamonaviy yechimlari // “Management and Future Technologies” respublika ilmiy jurnali, Volume 1, Issue 4// Toshkent. yanvar, 2025y.
Farrukh Akhmedov, Mukhriddin Umarov, Elmurod Urinov, Bekzod Turgunov - AN
ALGORITHM OF RECOGNITION UZBEK SIGN LANGUAGE // International Conference
on Information Science and Communications Technologies (ICISCT-2024), 7th and 8th of
November 2024, Tashkent University of Information Technologies named after Muhammad
Al-Khwarizmi, Uzbekistan & Kookmin University, Republic of Korea. (SCOPUS).
Ren, Y., Hu, C., Tan, X., Qin, T., Zhao, S., & Liu, T. (2021). FastSpeech 2: Fast and HighQuality End-to-End Text to Speech. arXiv:2006.04558.
Kong, J., Kim, J., & Bae, J. (2020). HiFi-GAN: Generative Adversarial Networks for Efficient
and High Fidelity Speech Synthesis. arXiv:2010.05646.
Shen, J., Pang, R., Weiss, R. J., et al. (2018). Natural TTS Synthesis by Conditioning Wavenet
on Mel Spectrogram Predictions (Tacotron 2). IEEE ICASSP.
Wang, Y., Skerry-Ryan, R., Stanton, D., et al. (2017). Tacotron: Towards End-to-End Speech
Synthesis. Interspeech.
Lim, D., Jung, S., & Kim, E. (2022). Jointly Training FastSpeech2 and HiFi-GAN for End-toEnd Text-to-Speech. Interspeech 2022 Proceedings.
Yeshpanov, R., Mussakhojayeva, S., & Khassanov, Y. (2023). Multilingual Text-to-Speech
Synthesis for Turkic Languages Using Transliteration. arXiv:2305.15749.
Musaev, R., Yeshpanov, R., & Khassanov, Y. (2021). USC: An Open-Source Uzbek Speech
Corpus and Initial Speech Recognition Experiments. arXiv:2107.14419.
221
INTEGRATING BPMN, DMN, AND UML FOR COMPARATIVE ASSESSMENT OF
PUBLIC AND COMMERCIAL DIGITAL SERVICES
Alimova Fotima
Convergence of Digital technologies name of organization
Tashkent University of Information Technologies named after Muhammad al-Khwarizmi ame of
organization
alimova@tuit.uz
Abstract: This paper presents a comprehensive, model-driven analysis of integrating eGovernment and e-Commerce systems. Using Business Process Model and Notation (BPMN),
Decision Model and Notation (DMN), and Unified Modeling Language (UML), we model service
workflows, decision logic and system architecture to identify synergies and tensions between public
and commercial digital services. A mathematical trust model and formalized DMN decision rules
are proposed to support automated, auditable decision-making in integrated platforms. Empirical
observations of a national e-Government portal and leading e-commerce platforms reveal
complementary strengths as governmental systems emphasize regulatory compliance and data
protection, while commercial systems excel at responsiveness and user experience. The paper
concludes with design recommendations for interoperable, user-centered and secure integrated
digital ecosystems.
Keywords: e-Government, e-Commerce, service delivery efficiency, BPMN, DMN, UML,
system integration.
Introduction
Over the past decade, digital technologies have had a profound impact on economic, social,
and governance systems worldwide. Artificial Intelligence (AI), the Internet of Things (IoT),
blockchain, mobile technologies, and digital interfaces are not only transforming production and
service sectors, but also fundamentally reshaping public administration and civic interactions. This
broad process is known as digital transformation, and it is gradually penetrating all layers of modern
society [1], [2].
One of the most significant manifestations of digital transformation is the rapid development
of e-government and e-commerce systems. While e-government aims to deliver public services to
citizens in a fast, transparent, and convenient manner [3], e-commerce creates new opportunities by
transferring economic interactions between consumers and business entities into the digital
environment [4], [5]. The successful operation of both systems is directly dependent on the
efficiency of modern information systems [6].
Recent studies show a growing technological convergence between these two domains,
highlighting how their information systems are becoming increasingly interconnected. For example,
the use of AI and IoT technologies in e-government allows for optimization of service delivery
processes [7], [8]. Cognitive models and semantic analysis approaches can significantly improve
user experience in digital services [9]. Moreover, blockchain technology is considered a key factor in
enhancing trust and security in e-commerce [10], [11].
However, this convergence and integration also bring several challenges. Transparency,
security, and service quality play a crucial role in building user trust [12]. At the same time, issues
222
such as digital divide, legal compliance, and cybersecurity remain serious threats to the sustainable
development of both e-commerce and e-government systems [13], [14].
From this perspective, the present study aims to systematically analyze the interconnection
between e-government and e-commerce systems, and to explore the mechanisms of their integrated
operation through information technologies.
Literature Review
E-government and e-commerce systems have emerged as foundational pillars of the modern
digital economy. Their roles extend far beyond service delivery—they shape how citizens interact
with public institutions and how consumers engage with global markets. As digital transformation
accelerates across sectors, the convergence of these two domains has become a focal point in
academic discourse, policy development, and technological innovation.
Studies on E-Government. Early conceptual frameworks in e-government research emphasized
the digitization of public services as a means to enhance administrative efficiency, reduce
bureaucratic overhead, and increase transparency in governance [3], [6]. Scholars such as Colesca
[12] have identified key determinants of user trust in e-government platforms, highlighting
transparency, data security, and service quality as critical factors. Empirical studies from Middle
Eastern and Asian countries further demonstrate that the success of e-government initiatives is
closely tied to the quality of service delivery and the digital literacy of citizens [7]. These findings
suggest that technological infrastructure alone is insufficient—user engagement and trust must be
cultivated through thoughtful design and inclusive access.
Studies on E-Commerce. The rapid expansion of e-commerce has reshaped global economic
dynamics, enabling real-time transactions, personalized marketing, and borderless trade [4], [5].
Zhuang [10] offers a detailed examination of blockchain’s role in enhancing transactional security
and trust within e-commerce ecosystems. Meanwhile, Turban and King [5] underscore the
importance of personalization algorithms and adaptive interfaces in shaping consumer behavior and
satisfaction. These studies collectively point to a user-centric paradigm in e-commerce, where
technological sophistication is leveraged to create seamless and responsive experiences.
Integration Issues and Opportunities. Recent research highlights the growing intersection
between e-government and e-commerce systems, particularly through shared technologies such as
artificial intelligence (AI), machine learning (ML), and cloud-based architectures [8], [9]. AI-driven
decision support systems are increasingly used to automate complex processes, from public service
eligibility assessments to product recommendations. This convergence opens new possibilities for
hybrid platforms that combine the regulatory rigor of e-government with the agility and user
responsiveness of e-commerce. However, integration also presents significant challenges. Legal
compliance across jurisdictions, data privacy regulations, and cybersecurity vulnerabilities must be
carefully managed to ensure sustainable and ethical system design [13], [14].
Synthesis and Gaps. While the literature provides robust insights into the individual evolution
of e-government and e-commerce systems, there remains a notable gap in systematic modeling
approaches that address their integration. Existing studies often treat these domains in isolation,
overlooking the architectural, functional, and user experience synergies that could be achieved
through unified information systems. This study aims to fill that gap by applying formal modeling
223
techniques—such as BPMN, DMN, and UML—to visualize and analyze the mechanisms of crossdomain integration.
Methodology
This study adopts a mixed-methods research design to investigate the integrated operational
mechanisms of e-government and e-commerce systems through the lens of information technologies.
By synthesizing qualitative insights with quantitative data, the research aims to construct a
comprehensive understanding of technological convergence, functional interoperability, and user
experience optimization across both domains.
3.1 Research Design and Data Sources
To ensure methodological rigor, the study draws upon two primary categories of data:
A. Qualitative Sources
Qualitative data were extracted from peer-reviewed academic literature, institutional reports,
and documented case studies. Key sources include:
1.Scholarly articles on digital governance and commercial platforms [3], [6], [12], [21].
2.Reports from international bodies such as the United Nations (UN), Organization for
Economic Co-operation and Development (OECD), and the World Bank.
3.Field-based case studies from countries with advanced digital infrastructure.
These sources were analyzed using thematic coding to identify foundational concepts such as
technological convergence, user trust formation, and the digital divide. The analysis informed the
theoretical framework underpinning the integration model.
B. Quantitative Sources
Empirical data were collected from:
1.Uzbekistan’s Unified Interactive Public Services Portal (my.gov.uz)
2.Global e-commerce platforms including Amazon and Alibaba
Data acquisition methods included:
1.Accessing open APIs and technical documentation
2.Conducting user surveys on service satisfaction and trust metrics
Extracting performance indicators such as:
1.Average response time Tr
2.Encryption strength Es
3.Authorization success rate As
These metrics were statistically analyzed to compare service quality, security protocols, and
user interface efficiency across platforms.
A. Research Approach and Data Sources
The study relies on two main groups of sources:
Qualitative sources. These include previously published academic articles on e-government
and e-commerce, reports from international organizations (UN, OECD, World Bank), and practical
case studies from the field [3], [6], [12], [21]. These materials were analyzed to establish theoretical
foundations on technological convergence, user trust, and digital divide.
Quantitative sources. For empirical analysis, data were collected from Uzbekistan’s Unified
Interactive Public Services Portal (my.gov.uz) and leading global e-commerce platforms such as
224
Amazon and Alibaba. Open APIs, technical documentation, user surveys, and statistical indicators
on service speed and security were gathered and compared [5], [10], [15].
B. Modeling Methods
To visually and functionally represent system integration, three standardized modeling
approaches were applied:
Table 1. Integration-Oriented Modeling Techniques and Their Functional Roles
Model Type
Abbreviation
Purpose of Use
Business Process Model and
Notation
BPMN
To graphically and formally represent service delivery
processes
Decision Model and
Notation
DMN
To formalize decision-making logic
Unified Modeling Language
UML
To model system components, their interactions, and
overall architecture
BPMN was used to identify similarities and differences in service workflows between egovernment and e-commerce. DMN helped model decision-making mechanisms—normative rulebased decisions in government and behavior-driven decisions in commerce. UML supported the
design of integrated system architecture and component interactions [9], [11], [16].
C. Analytical Techniques
The following analytical methods were employed during the study:
Comparative analysis. The technological integration level, functionality, and efficiency of
various e-government and e-commerce platforms were compared [4], [6], [17].
Empirical evaluation. Quantitative metrics were used to assess user interface (UI/UX),
service response time, and security indicators (authorization, encryption, security protocols) across
selected platforms [10], [13], [15].
Model-based synthesis. Using BPMN, DMN, and UML diagrams, an integrated architecture
model was developed to encompass both e-government and e-commerce systems. The model aims to
combine the strengths of both domains while optimizing their differences [8], [11], [18].
Results
A. Modeling Service Processes Using BPMN
The service delivery processes of e-government and e-commerce platforms were modeled
using BPMN diagrams. The results revealed the following insights:
Structural similarities. Both systems share core stages such as submitting a user request,
authentication, selecting a service or product, and delivering the final outcome.
Contextual differences. E-government processes are guided by regulatory and legal
requirements, whereas e-commerce workflows prioritize speed and personalization.
Integration opportunities. BPMN modeling helped identify possibilities for aligning parallel
processes across both systems, enabling data exchange and unified service delivery through a single
platform.
225
Fig. 1. Comparative View of e-Government and e-Commerce Processes BPMN Diagram
B. Analysis of Decision-Making Mechanisms Using DMN
The logic of decision-making was modeled using DMN diagrams. The analysis yielded the
following key findings:
Decisions in e-Government. These are primarily based on predefined regulatory rules, often
represented through decision tables. For example, the decision to grant a subsidy or license depends
on factors such as the citizen’s age, income level, and completeness of submitted documents.
Decisions in e-Commerce. Decision-making is dynamic and shaped by the user’s previous
transactions, purchasing behavior, and recommendation systems powered by machine learning
algorithms.
Integration potential. DMN enables transparent and automated integration of decision logic
across systems. For instance, in e-procurement platforms, tender participants can be automatically
evaluated based on creditworthiness or compliance with legal requirements.
Fig. 2. Decision Logic in e-Government and e-Commerce DMN Diagram
226
C. System Architecture Modeling Using UML
In this model, the “Service Eligibility Decision” node is defined as the core decision point. The
decision is made based on the following inputs:
1. User type
2. Residency status
3. Document validity
4. Requested service type
All these inputs are processed through the “Service Eligibility Rules” business rule model,
which evaluates the conditions and determines whether the requested service can be provided.
Using UML diagrams, the structural components of the system and their interactions were
analyzed. The findings are summarized as follows:
E-Government Components. The main elements include a centralized database, user
authentication module, public service interface, and a regulatory logic module.
E-Commerce Components. Key components consist of a product catalog, secure payment
system, user profile management, and logistics services.
Integrated Architecture. The model combines the strengths of both systems. For example,
the trusted government database can be used to accelerate user identification in e-commerce
platforms. Likewise, advanced payment systems from the commercial domain can simplify
transaction processes for public services.
Fig. 3. UML Use Case Diagram. Integrated System
D. Empirical Evaluation Results
An empirical analysis was conducted based on Uzbekistan’s Unified Interactive Public
Services Portal (my.gov.uz), as well as global e-commerce platforms Amazon and Alibaba. The key
findings are summarized below:
Table 1. Empirical Comparison of E-Government and E-Commerce Systems
227
Indicator
E-Government
E-Commerce
Service delivery speed
Moderate (1–3 days)
High (seconds to minutes)
User trust
High (mandated, official)
Moderate (experience-dependent)
Cybersecurity level
High (state-protected)
Moderate (subject to ongoing threats)
Interface usability (UI/UX) Moderate (formal, rigid)
High (intuitive, personalized)
The results indicate that e-government systems excel in terms of security and user trust, while
e-commerce platforms outperform in speed and interface usability. This contrast highlights the
complementary strengths of both domains, suggesting that integration could balance reliability with
user-centric design.
References
1. M. P. Rodríguez Bolívar, Transforming City Governments for Successful Smart Cities. Cham,
Switzerland: Springer, 2015. [Online]. Available: https://doi.org/10.1007/978-3-319-03167-5
2. Y. K. Dwivedi, et al., “Research on information systems failures and successes: Status update
and future directions,” Information Systems Frontiers, vol. 17, pp. 143–157, 2015. [Online].
Available: https://doi.org/10.1007/s10796-014-9500-y
3. A. Osman, S. Elhassan, and M. Hassan, “Digital transformation and its impact on public sector
performance,” Gov. Inf. Q., vol. 40, no. 2, 2023. [Online]. Available:
https://doi.org/10.1016/j.giq.2023.101779
4. A. M. Abubakar and D. Tasmin, “E-Government implementation: Issues and challenges,” Int.
J. Comput. Appl., vol. 89, no. 2, pp. 12–16, 2014.
5. C. M. Osei-Assibey, “E-commerce adoption in developing countries: A case of Ghana,” Afr. J.
Inf. Syst., vol. 10, no. 1, pp. 1–25, 2018.
6. S. Turban, D. King, J. Lee, and T.-P. Liang, Electronic Commerce: A Managerial and Social
Networks Perspective, 9th ed. Cham: Springer, 2015.
7. J. G. Trusson, et al., “Understanding the adoption of ICT in e-commerce: A systematic
review,” Electron. Commer. Res. Appl., vol. 50, 2021. [Online]. Available:
https://doi.org/10.1016/j.elerap.2021.101090
8. A. Abdullah, M. Al-Sharafi, and F. Al-Qutaish, “The role of AI and IoT in improving egovernment services,” IEEE Access, vol. 12, pp. 15321–15334, 2024.
9. A. Al-Khouri, “Digital identity and the promise of blockchain technology,” World Gov. Inf.
Technol., vol. 8, pp. 1–15, 2018.
10. M. D. Lytras, A. Visvizi, and W. Alhalabi, “Cognitive computing and big data analytics in eservices,”
Comput.
Hum.
Behav.,
vol.
112,
2020.
[Online].
Available:
https://doi.org/10.1016/j.chb.2020.106468
11. Y. Zhuang, “Blockchain-based trust and security for e-commerce,” Future Gener. Comput.
Syst.,
vol.
146,
pp.
662–673,
2023.
[Online].
Available:
https://doi.org/10.1016/j.future.2023.04.019
12. M. Crosby, et al., “Blockchain technology: Beyond bitcoin,” Appl. Innov. Rev., vol. 2, pp. 6–
19, 2016.
13. S. Nakamoto, “Bitcoin: A peer-to-peer electronic cash system,” 2008. [Online]. Available:
https://bitcoin.org/bitcoin.pdf
228
14. S. Colesca, “Understanding trust in e-government,” Informatica Economica, vol. 16, no. 3, pp.
37–46, 2012.
15. H. Hassan, R. Li, and J. Chen, “Cybersecurity challenges in e-commerce,” J. Retail. Consum.
Serv., vol. 76, 2024. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.jretconser.2023.103514
16. M. Janssen and A. van Veenstra, “Staging public value creation in e-government,” Gov. Inf.
Q., vol. 32, no. 1, pp. 1–5, 2015.
17. S. Marche and J. D. McNiven, “E-government and e-governance: The future,” Can. J. Adm.
Sci., vol. 20, no. 1, pp. 74–86, 2013.
18. H. Scholl and M. Scholl, “Smart governance: A roadmap for research and practice,” Gov. Inf.
Q., vol. 31, no. 1, pp. 1–9, 2014.
19. T. Laudon and K. Laudon, Management Information Systems: Managing the Digital Firm, 16th
ed. Pearson, 2020.
20. R. Heeks, Implementing and Managing E-Government: An International Text. London:
SAGE, 2006.
21. UN E-Government Survey 2022: The Future of Digital Government. United Nations, 2022.
22. OECD, E-Commerce in the Time of COVID-19. Paris: OECD Publishing, 2020.
23. J. Manyika, et al., “Digital globalization: The new era of global flows,” McKinsey Global
Institute Report, 2016.
24. H. Chen, R. Chiang, and V. Storey, “Business intelligence and analytics: From big data to big
impact,” MIS Quarterly, vol. 36, no. 4, pp. 1165–1188, 2012.
25. D. Tapscott and A. Tapscott, Blockchain Revolution. New York: Penguin, 2016.
229
MADANIY MEROSNI RAQAMLASHTIRISH: FOTOGRAMMETRIYA VA 3D
SKANERLASHNING AHAMIYATI, MUAMMOLAR VA ISTIQBOLLAR
Sotvoldiyeva Dildora; Abdullayeva Mohigul
Toshkent axborot texnologiyalari universiteti televizion va media texnologiyalar kafedrasi 1bosqich doktoranti
Farg‘ona davlat texnika universiteti kompyuter muhandisligi va sun’iy intellekt kafedrasi
assistenti
nurdilnurik@gmail.com
Annotatsiya: Ushbu maqolada madaniy meros obyektlarini raqamli 3D hujjatlashtirishda
fotogrammetriya va lazerli skanerlash (3D skanerlash) texnologiyalarining ahamiyati, imkoniyatlari
va cheklovlari tahlil qilinadi. Mualliflar passiv optik sensorlar (fotogrammetriya) va aktiv optik
sensorlar (lazerli skanerlash) usullarini solishtirib, ularning arxeologik va me’moriy yodgorliklarni
aniq va batafsil qayd etishdagi asosiy afzallik va kamchiliklarini ko‘rsatadi. Maqolada
fotogrammetriya jarayonining markaziy proyeksiya va bundl sozlash matematikasi, shuningdek,
Iterative Closest Point (ICP) algoritmi yordamida nuqta bulutlarini birlashtirish usullari bayon
etilgan. Amaliyotda duch kelinuvchi metodologik muammolar—masshtab xatolari, markerlarsiz
skanerlash, ma’lumotlarni saqlash va ulashdagi standartlar tanqidiy tahlil qiladi. Mualliflar “HPPpipeline” (gibrid qog‘ozdan 3D photogrammetriya va skanerlashga o‘tish) nomli yangi workflow
taklif qiladi. Yangi yondashuv sensor integratsiyasi, vektor segmentatsiyasi, parametrik
ekstrudatsiya va punkt bulut bilan sozlash bosqichlarini o‘z ichiga oladi. Xulosa qismida 3D
hujjatlashning madaniy merosni saqlash, restavratsiya va virtual namoyish uchun yaratadigan
imkoniyatlari ta’kidlanadi hamda kelajakda avtomatlashtirish, UAV fotogrammetriyasi va onlayn
3D-repozitoriylarga oid istiqbollar ko‘rsatib o‘tiladi.
Kalit so‘zlar: madaniy meros, 3D hujjatlashtirish, fotogrammetriya, lazerli skanerlash, nuqta
buluti, ICP algoritmi va HPP-pipeline.
Kirish
Madaniy meros obyektlarini raqamli shaklda qayd etish va hujjatlashtirish bugungi kunda
juda dolzarb vazifa hisoblanadi. Arxitektura yodgorliklari, tarixiy obidalar va arxeologik topilmalar
urushlar, tabiiy ofatlar, iqlim o‘zgarishi hamda insonning beparvoligi tufayli yildan-yilga zarar
ko‘rmoqda. Shu bois ularni hozirgi holatida 3D raqamlashtirish va modellashtirish orqali saqlab
qolish muhim ahamiyat kasb etmoqda. So‘nggi yillarda masofaviy zondlash sensorlari va raqamli
tasvirga olish qurilmalarining rivojlanishi ushbu sohada sezilarli yutuqlarni ta’minladi. Hozirgi
vaqtda 3D ma’lumotlar madaniy meros obyektlarining shaklini doimiy ravishda qayd etish va ularni
kelajak avlodlarga yetkazish uchun muhim asos bo‘lib xizmat qilmoqda. [1] Natijada, o‘tgan o‘n yil
ichida dunyo bo‘ylab ko‘plab ilmiy loyihalar amalga oshirilib, muhim obidalar va manzillarni
yuqori aniqlikdagi raqamli 3D modellar ko‘rinishida saqlashga erishildi.
3D raqamli hujjatlashtirish madaniy merosni asrash, uni o‘rganish va keng ommaga namoyish
etishda keng ko‘lamli yangi imkoniyatlar yaratadi. Masalan, yaratilgan 3D modellar tarixiy
obidalarni aniq hujjatlashtirish, ularning deformatsiyasini monitoring qilish, vaqt o‘tishi bilan
yuzaga keladigan o‘zgarishlarni solishtirish, virtual reallik muhitida namoyish etish kabi ko‘plab
230
maqsadlarda foydalanilishi mumkin. Shunga qaramay, xalqaro meros tashkilotlarining bosimiga
qaramay, madaniy merosni 3D suratga olish va modellashtirish hali ham standart amaliyot
darajasiga yetmagan. Aksariyat holatlarda 3D model yaratilgan taqdirda ham, uni ko‘pchilik
mutaxassis bo‘lmagan foydalanuvchilar foydalana oladigan darajada ishlatish qiyin bo‘lgani
sababli, model ikki o‘lchovli chizmaga yoki foto-hujjatga soddalashtirib olib kelinadi. 3D
ma’lumotlar bilan ishlash ko‘nikmalarining yetishmasligi va maxsus dasturiy ta’minotning
cheklanganligi bunga sabab sifatida ko‘rsatiladi. Vaholanki, to‘liq hajmdagi 3D ma’lumotlar
mavjudligi mutaxassislar uchun keng qamrovli yangi tahlillar, tadqiqotlar va raqamli restavratsiya
ishlari olib borish imkonini beradi.
Raqamlashtirishning ahamiyati tobora e’tirof etilib, dunyoning turli nuqtalarida ko‘plab
innovatsion loyihalar amalga oshirilayotgan bo‘lsa-da, sohada yechimini kutayotgan muammolar
ham yo‘q emas. Geomatik mutaxassislar (masofaviy zondlash bo‘yicha olimlar) va meros
obyektlari bilan ishlovchi tarixchi yoki arxeologlar o‘rtasida o‘zaro tushunish va muloqotdagi
qiyinchiliklar mavjudligi kuzatilmoqda. Shu sababli, yangi texnologiyalarni madaniy meros
sohasiga joriy etishda ular bilan ishlashni soddalashtirish, sohalararo hamkorlikni kuchaytirish va
axborot almashinuvini yaxshilash zarur bo‘lmoqda.
Adabiyotlar sharhi
Fabio Remondino (2011) tadqiqotida madaniy meros obyektlarini raqamlashtirish uchun
mavjud optik 3D o‘lchov sensorlari va 3D modellashtirish usullari keng tahlil qilingan bo‘lib,
ularning imkoniyatlari va cheklovlari yoritib berilgan. Umuman olganda, masofaviy zondlashga
asoslangan 3D suratga olish texnologiyalari passiv va aktiv turlarga bo‘linadi. Passiv tizimlar
(masalan, raqamli fotokameralar) obyektning suratlarini olib, maxsus algoritmlar yordamida ularni
keyinchalik 3D ma’lumotga aylantiradi. Aktiv tizimlar esa (masalan, lazerli skanerlar) obyekt
geometriyasini to‘g‘ridan-to‘g‘ri o‘lchab, darhol uch o‘lchovli nuqta buluti ko‘rinishida ma’lumot
hosil qiladi. Remondinoning ta’kidlashicha, so‘nggi yillarda ayniqsa ushbu lazerli skanerlash va
fotogrammetriya usullari madaniy merosni hujjatlashtirishda keng qo‘llanila boshlagan.
3D lazerli skanerlash (aktiv optik sensorlar) texnologiyasi yuzaga chiqqanidan beri nafaqat
mutaxassislar, balki keng jamoatchilik e’tiborini ham tortib kelmoqda. Lazer skanerlar yorug‘lik
nurlari yordamida obyekt sirti geometriyasini yuqori aniqlikda o‘lchaydi va natijada nuqta buluti
yoki range-map (masofa xaritasi) ko‘rinishidagi 3D ma’lumotni beradi. Bunday skanerlar bir
qarashda qimmat va og‘ir bo‘lsa-da, kartografiya va madaniy meros obyektlarini raqamlashtirish
sohasida tobora ommalashib bormoqda. Sababi, ular bir necha millimetr aniqlikkacha ega bo‘lgan
yirik hajmdagi nuqtalar to‘plamini qisqa vaqtda to‘plashga qodir. Shu bilan birga, lazerli
skanerlashning kamchiliklari ham yo‘q emas: uskunaning narxi baland, dala sharoitida tashib yurish
uchun og‘ir, va eng muhimi – oddiy lazer skaner yordamida olingan nuqta bulutida obyektning
rangi va teksturasi haqida ma’lumot bo‘lmaydi (faqat geometrik shakl olinadi). Bunday holda,
yakuniy 3D modelga realistik ko‘rinish berish uchun qo‘shimcha tasviriy ma’lumot (masalan,
fotokamera yordamida olingan rasmlar) bilan boyitish talab etiladi.
Fotogrammetriya (passiv usul) esa oddiy raqamli suratlar orqali 3D model yaratishga
asoslangan bo‘lib, kam harajat evaziga yuqori aniqlikdagi natijalar berishi bilan ajralib turadi.
Fotogrammetriyada obyektning turli rakurslardan olingan kamida ikki yoki undan ortiq rasmlari
kerak bo‘ladi – ana shu 2D tasvirlar maxsus matematik algoritmlar yordamida qayta ishlanib,
231
obyektning fazoviy koordinatalarini hisoblash imkonini beradi. Bunda markaziy proyeksiya prinsipi
(perspektiv geometriya) qo‘llanilib, suratlarda belgilangan mos nuqtalar kesishuvi orqali 3D
nuqtalarning joylashuvi topiladi. Remondino fotogrammetriyani suratli ma’lumotlar bilan ishlash
uchun “eng yaxshi usul” deb ta’riflaydi – chunki u har qanday masshtabda aniq, metrikk
(o‘lchamli) va batafsil 3D axborotni olishga qodir. Standart fotogrammetrik ishlov berish jarayoni
kamerani kalibrlash, tasvirlarni o‘zaro bog‘lash (orientatsiya), 3D nuqtalar rekonstruksiyasi va
yakunda ortofoto yaratish bosqichlarini o‘z ichiga oladi. Fotogrammetriya usuli kartografiya va
xaritashunoslikda, madaniy meros obyektlarining aniq 3D hujjatlarini tayyorlashda, muhandislik
invers masalalarida, konstruksiyalarning deformatsiyasini monitoring qilishda va boshqa ko‘plab
sohalarda muvaffaqiyatli qo‘llanib kelinmoqda.
Fotogrammetriya va lazerli skanerlash har ikkalasi o‘ziga xos ustunliklarga ega bo‘lsa-da,
ularni qo‘llash shart-sharoitlari biroz farqlanadi. Remondinoning qayd etishicha, oddiy shakldagi
yodgorliklar, murakkab bo‘lmagan me’moriy tuzilmalar, kichik hajmdagi erkin shaklli obyektlar
yoki byudjeti cheklangan loyihalarda ko‘pincha suratga asoslangan fotogrammetrik yondashuv
afzal ko‘riladi. Aksincha, katta hajmdagi va murakkab sirtli obyektlarda, hamda mutaxassis tajribasi
yetarli bo‘lmaganda lazerli skanerlash usuli tezroq natija berishi mumkin. Buning sababi, hozircha
fotogrammetrik ishlov berish to‘liq avtomatlashtirilgan bosqichga to‘liq yetib kelmagan va ko‘p
hollarda mutaxassisning qo‘li bilan bajariladigan yumushlar (masalan, suratlarni bog‘lash yoki
nuqtalarni tozalash) talab etiladi. Ayniqsa, 2011-yilda chop etilgan Remondino maqolasida qayd
etilishicha, oddiy foydalanuvchilar uchun ishonchli va qulay fotogrammetriya dasturiy paketlari
kam bo‘lib, ko‘pincha bu usulni faqat ekspertlar foydalanadigan murakkab texnologiya sifatida
ko‘rishadi. Natijada real loyihalarda ko‘p vaqt va kuch sarflanadigan fotogrammetriya o‘rniga
qimmat bo‘lsa-da, foydalanishi nisbatan osonroq bo‘lgan lazerli skanerlash uskunalari tanlanishi
kuzatiladi. Shunga qaramasdan, so‘nggi yillarda fotogrammetriya sohasida ham jadal rivojlanish
kuzatildi – tasvirlarni avtomatik ravishda o‘zaro bog‘lab, ulardan zich nuqta bulutlarini hosil
qiluvchi yangi algoritmlar paydo bo‘ldi, va natijada aksariyat holatlarda fotogrammetrik yondashuv
ham xuddi skanerlash singari bir xil geometrik aniqlikka ega 3D modelni taqdim eta olishi
isbotlandi.
Remondino sharhiga ko‘ra, muayyan loyihada qaysi 3D suratga olish usulini tanlash bir qator
omillarga bog‘liq. Obyekt o‘lchamlari, kerakli aniqlik darajasi, manzilning o‘ziga xosligi (masalan,
yopiq makon yoki ochiq maydon, elektr ta’minotining mavjudligi), uskunaning portativligi, jamoa
tajribasi, loyiha byudjeti va yakuniy natija qanday maqsadda ishlatilishi kabi omillarni hisobga
olish zarur. Har bir usul shu omillarning turlicha birikmasida samaraliroq bo‘lishi mumkin. Misol
uchun, baland inshootlar va yirik maydonlarni qamrab olish kerak bo‘lganda uchuvchisiz uchish
apparatlari (UAV) bazasida suratga olish yondashuvi keng qo‘llanilmoqda. Kichik dronlarning
avtonom parvoz qila olishi, GPS/INS tizimlari va stabillashgan kameralar bilan jihozlanishi tufayli
ilgari borish qiyin bo‘lgan hududlardan ham yuqori sifatli fotogrammetrik ma’lumot yig‘ish imkoni
paydo bo‘ldi. Hatto ayrim dronlarda kichik lazerli skanerlar ham o‘rnatilib, bir parvozda ham
tasviriy, ham lazerli ma’lumotni bir vaqtda olishga erishilmoqda. Umuman, 2010-yillar boshiga
kelib madaniy merosni raqamlashtirishda mavjud eng ilg‘or yondashuvlar sifatida yer usti lazerli
skanerlash, yer usti va havodan fotogrammetriya (shu jumladan, UAV fotogrammetriyasi) hamda
ularni integratsiyalash usullari e’tirof etildi. Sensorlar texnologiyasi jadal rivojlanishda davom
etmoqda, biroq Remondino ta’kidlaganidek, hozircha turli tizimlarni qiyoslash uchun umumiy
232
standartlar va me’yorlar to‘liq shakllanmagan, bu esa natijalarni taqqoslash va uskunani tanlashda
noaniqliklar keltirib chiqarmoqda.
Asosiy muammo
Madaniy meros obyektlarini raqamlashtirish sohasidagi asosiy muammolar metodologik va
texnik masalalarda namoyon bo‘ladi. Metodologik jihatdan, hali-hanuz har bir loyiha uchun eng
maqbul 3D hujjatlashtirish usulini tanlash borasida aniq tavsiyalar yo‘q – olimlar va amaliyotchilar
o‘rtasida fotogrammetriya yaxshimi yoki lazerli skanerlashmi, degan savol atrofida munozaralar
davom etmoqda. Amaliyotga nazar solinsa, ko‘pincha texnika bozori bu savolga o‘zicha javob
berib, yirik yodgorliklarni suratga olishda lazerli skanerlar ko‘proq qo‘llanilayotganini ko‘rish
mumkin. Biroq har ikkala yondashuvning imkoniyatlari cheklangan bo‘lib, biror murakkab ob’ektni
to‘liq va aniq raqamlashtirish uchun aksariyat hollarda ularni birgalikda qo‘llashga to‘g‘ri keladi –
bu esa maxsus bilim va tajriba talab etadi. Shu bois metodologik muammolardan biri sifatida birbirini to‘ldiruvchi usullar jamlanmasini ishlab chiqish va uni amaliyotga tatbiq etish masalasi
turibdi.
Texnik muammolar qatorida, avvalo, raqamli 3D ma’lumotlar bilan ishlashda duch
kelinayotgan qiyinchiliklarni qayd etish lozim. Remondino ta’kidlaganidek, hozirda madaniy meros
sohasida 3D modellashtirish oddiy yondashuv darajasiga hali yetgani yo‘q – ko‘plab tashkilot va
muzeylar hanuz 2D chizmalar va suratlarga tayanadi. Hatto 3D model yaratilganda ham, undan
to‘laqonli foydalanish imkoniyati cheklangan: maxsus dasturiy ta’minotning murakkabligi yoki
etishmasligi tufayli ko‘p foydalanuvchilar tayyor modelni oddiygina ikkio‘lchovli formatga
o‘tkazib, foydalanishga majbur bo‘lishmoqda. Bu esa 3D raqamlashtirishdan kutilgan samarani
to‘liq ololmayotganimizni ko‘rsatadi. Texnik kamchiliklardan yana biri – bu katta hajmdagi nuqta
buluti va 3D model ma’lumotlarini saqlash va qayta ishlash muammosi. Odatda yuqori aniqlikdagi
lazerli skanerlash yoki fotogrammetriya natijasida juda katta hajmli fayllar hosil bo‘ladi, ularni
oddiy kompyuterlar tezkorlik bilan qayta ishlay olmaydi. Ularni uzun muddat saqlash ham alohida
masala: bir necha yildan keyin hozirgi saqlagichlarda yozilgan ma’lumotlarning eskirishi yoki
formatlarning mos kelmasligi xavfi mavjudligi ilmiy adabiyotlarda ta’kidlangan.
Shuningdek, kadrlar tayyorlash va malaka masalasi ham asosiy muammolardan biridir. 3D
raqamlashtirish texnologiyalari turli sohalar tutashuvida joylashgan bo‘lib (fotogrammetriya –
geodeziya va informatika, lazerli skanerlash – optika va elektronika va h.k.), ko‘pincha madaniy
meros bilan ishlovchi arxeolog yoki san’atshunoslarda ushbu uskunalarni to‘g‘ri qo‘llash
ko‘nikmasi yetarli bo‘lmaydi. Aksincha, geomatika bo‘yicha mutaxassislarning madaniy meros
obyektlarining nozik jihatlaridan xabardorligi sust bo‘lishi mumkin. Natijada, sohalararо muloqot
yetishmovchiligi yuzaga kelib, 3D texnologiyalarni joriy etish sustlashadi. Masalan, ba’zi hollarda
qimmatbaho skanerlar xarid qilinib, lekin ulardan to‘liq foydalanilmasdan chetda qolib
ketayotganiga guvoh bo‘linadi – bunga sabab muassasa xodimlarining mos ko‘nikmaga ega
emasligi yoki texnologiyaga ishonchning pastligidir. Demak, kadrlar tayyorlash, o‘quv kurslarini
tashkil etish va soha vakillarini 3D texnologiyalarga jalb qilish muhim vazifa hisoblanadi.
Yana bir muhim muammo – bu raqamlashtirilgan meros ma’lumotlarini integratsiyalash va
bo‘lishish masalasi. Hozirda dunyoda ko‘plab 3D skanerlangan moddiy madaniy meros namunalari
mavjud, ammo ularning yagona baza yoki platformasi yo‘q. Har bir loyiha o‘zida alohida saqlanadi
va ko‘pincha keng jamoatchilik yoki boshqa tadqiqotchilar uchun ochiq emas. Raqamli merosni
233
asrash faqat uni yaratish bilangina cheklanmay, balki uni kelajakda topish, o‘rganish va undan
qayta foydalanishni ham o‘z ichiga oladi. Afsuski, bugungi kunda mavjud 3D materiallarni boshqa
mutaxassislar bilan ulashish imkoniyatlari cheklangan – buning sababi sifatida standart
formatlarning yo‘qligi, internet orqali ulashish uchun infratuzilmaning yetishmasligi va huquqiy
tartibga solish masalalari (masalan, mualliflik huquqi, ma’lumotdan foydalanish qoidalari)
keltiriladi. Shu jihatdan qaraganda, 3D raqamlashtirishning to‘liq foydasi bo‘lishi uchun global
hamkorlik va ochiq ma’lumot almashinuvi tizimlarini shakllantirish zarur bo‘lmoqda.
Mavjud yondashuvlar va ularning tahlili
Hozirgi kunda madaniy meros obyektlarini raqamlashtirishda bir necha asosiy yondashuvlar
qo‘llanilmoqda. Quyida ularning xususiyatlari va cheklovlari keltirilgan:
Fotogrammetriya (tasviriy usul): Obyektning turli nuqtalardan olingan suratlari asosida 3D
modelni qayta tiklash usuli. Oddiy raqamli kamera yordamida yuzlab tasvirlar olinib, keyinchalik
kompyuterda maxsus dasturlar orqali tahlil qilinadi. Tasvirlardagi umumiy bog‘lovchi nuqtalar
(masalan, burchaklar, naqshlar yoki teksturadagi unikal detallar) aniqlanib, geometrik hisobkitoblar yordamida ularning fazoviy koordinatalari hisoblab chiqiladi. Fotogrammetriyaning asosiy
afzalligi – u oddiy fotoapparatlar va nisbatan arzon uskunalar bilan yuqori aniqlikdagi natija berishi
mumkin. Masalan, bir necha santimetr aniqlikka ega yirik me’moriy inshootlar modeli ham suratlar
yordamida yaratilishi mumkin. Fotogrammetriya yordamida olingan ma’lumotlar rang va teksturaga
ega bo‘lgani uchun yakuniy 3D model fotohaqiqiy ko‘rinishga ega bo‘ladi. Biroq bu usulning
kamchilik tarafi – jarayonning murakkabligi va mehnat talabligidir. Suratlarni to‘g‘ri tushirish,
ulardan sifatli natija olish uchun mutaxassisning tajribasi muhim sanaladi. Agar suratlar yetarlicha
sifatli yoki yetarli qamrovda bo‘lmasa, fotogrammetrik model xatoliklar bilan chiqishi mumkin.
Shu sabab, ayrim holatlarda fotogrammetriyani qo‘llashdan oldin obyekt atrofida maxsus markerlar
o‘rnatish, nazorat nuqtalarini o‘lchash kabi qo‘shimcha ishlar bajariladi. So‘nggi paytlarda
fotogrammetriyani avtomatlashtirish yildan yilga yaxshilanib, ushbu usulni qo‘llash tobora
soddalashib bormoqda, bu esa uning ommaviylashuvini ta’minlamoqda.
3D lazerli skanerlash (range-sensorlar): Lazer nuri yordamida obyektning sirtini tezkor
skanerlash va koordinatalarini aniqlash usuli. Maxsus lazerli skaner qurilmasi obyektga minglab
lazer impulslarini yo‘naltiradi va har bir nurning obyektga urilib qaytish vaqti yoki faza farqini
o‘lchab, masofani aniqlaydi. Bunda skaner o‘zining har bir pozitsiyasi uchun atrofning millionlab
nuqtalarini yig‘ib, nuqta buluti shaklidagi 3D ma’lumotni hosil qiladi. 3D lazerli skanerlash yirik va
murakkab obyektlarning geometrik shaklini to‘liq va yuqori aniqlikda qayd etishda juda foydali.
Misol uchun, tarixiy bino fasadining har bir g‘ishtgacha bo‘lgan detalini bir necha millimetr xatolik
bilan raqamlashtirish mumkin. Bu usulning yana bir afzalligi – ma’lumot yig‘ish tezligi: zamonaviy
lazerli skanerlar soniyada millionlab nuqtani o‘lchab yozib olish qobiliyatiga ega, shu tufayli butun
bir maydonni qisqa fursatda “uch o‘lchovli nusxa”sini yaratish mumkin. Lazerli skanerlashning
cheklovlari sifatida uskunaning qimmatligi, katta hajmli va og‘irligi tufayli ba’zi joylarga olib
borishning qiyinligi keltiriladi. Shuningdek, lazer nuri barcha materiallardan bir xil qaytmasligi
ham muammo bo‘lishi mumkin: shaffof yoki o‘ta qora sirtlarda skaner noaniq natija berishi yoki
“ko‘r nuqtalar” paydo bo‘lishi mumkin. Eng muhimi – lazer skaner faqat geometriyani (nuqtalar
koordinatasini) o‘lchaydi, obyektning rangini esa qayd eta olmaydi. Natijada olingan 3D nuqta
buluti yoki undan qurilgan model to‘qimasiz, ya’ni rangi yo‘q bo‘lib chiqadi. Keyinchalik bunday
modelga rang berish uchun yana qo‘shimcha suratga olish va nuqtalarni rang bilan boyitish zarur
234
bo‘ladi. Ko‘p hollarda lazerli skanerlash va fotogrammetriyani birgalikda qo‘llab, skaner geometrik
aniqlikni, fotogrammetriya esa rangli teksturani ta’minlaydi.
Uchuvchisiz uchish apparatlari (UAV) yordamida suratga olish: So‘nggi yillarda dronlar
madaniy meros obyektlarini raqamlashtirishda muhim vositaga aylandi. Kichik kvadrokopter yoki
maxsus uchish apparatlariga yuqori aniqlikdagi raqamli kameralar o‘rnatilib, ularni uzoqdan turib
boshqarish yoki avtopilot rejimida parvoz qildirish orqali oldin qiyin bo‘lgan rakurs va nuqtalardan
ham tasvirlar olinmoqda. UAV fotogrammetriya yondashuvi yirik yodgorliklar majmuasi,
arxeologik qazishmalar hududi yoki landshaftni qamrab oluvchi madaniy meros obyektlarini
hujjatlashtirishda ayniqsa foydali. Masalan, me’moriy majmua yoki qal’a devorlarini dron
yordamida turli balandlikdan suratga olib, keyin ularni fotogrammetrik dasturda birlashtirish orqali
uch o‘lchovli model yaratish mumkin. Dronlar yordamida olinadigan tasvirlar yer sathiga nisbatan
yuqori rakursni taqdim etgani uchun yodgorlikni atrofidagi muhit (landshaft, relyef) bilan
birgalikda raqamlashtirish imkoni tug‘iladi. Bu esa meros ob’ektini kontekstda o‘rganish, masalan,
arxeologik ob’ektning atrof geografik sharoitini tahlil qilish uchun juda muhimdir. UAV
texnologiyasining cheklovlari ham mavjud: parvoz vaqtining chegaraliligi (batareya quvvati), obhavoga qaramlik (kuchli shamol yoki yomg‘irda uchira olmaslik) va ayrim joylarda (masalan,
shahar markazi yoki aeroport atrofida) uchish uchun ruxsat zarurligi kabi omillar dronlardan
foydalanganda e’tiborga olinishi lozim. Shunga qaramay, dron fotogrammetriyasi madaniy merosni
raqamlashtirishga yangicha sur’at bag‘ishlab, havodan turib qisqa muddatda sifatli 3D model olish
imkonini bermoqda.
An’anaviy geodezik usullar: 3D raqamlashtirishda yordamchi usul sifatida yer usti geodezik
o‘lchovlar ham muhim rol o‘ynaydi. Total stansiya asboblari yoki differensial GPS (GNSS)
qurilmalari yordamida obyektning muayyan nuqtalari koordinatalarini yuqori aniqlikda o‘lchash
mumkin. Bu nuqtalar 3D modelni global koordinatalar tizimida geo-bog‘lash (referentsiyalash)
uchun xizmat qiladi. Masalan, fotogrammetriya orqali yaratilgan model real dunyo o‘lchamlarida va
koordinatalarda bo‘lishi uchun arxitektura inshootining burchaklarida yoki maydon chetlarida
geodezik usulda o‘lchangan tayanch nuqtalar kerak bo‘ladi. An’anaviy usullar o‘zlari mustaqil
holda to‘liq 3D model yaratib berolmasa-da, ulardan olingan ma’lumotlar zamonaviy
integratsiyalashgan yondashuvlarning ajralmas qismi hisoblanadi.[1] Masalan, ko‘p hollarda lazerli
skanerlash vaqtida har bir nuqta bulutini umumiy tizimga keltirish uchun yerga bir nechta aks
ettiruvchi belgi o‘rnatilib, ularning koordinatasi total stansiyada o‘lchanadi va shu orqaligina turli
nuqtalardan skaner qilingan ma’lumotlar bir-biriga bog‘lanadi. Shu sababli, raqamlashtirishning
zamonaviy texnik yondashuvlari an’anaviy geodeziya usullari bilan hamkorlikda ishlaydi.
Yangi yondashuvlar va takliflar
Zamonaviy tadqiqotlar va ishlanmalar madaniy merosni raqamlashtirishdagi ayrim
muammolarni hal qilish, jarayonni takomillashtirish hamda yangi imkoniyatlar yaratishga
qaratilgan. Quyida so‘nggi yillarda taklif etilayotgan va qo‘llanila boshlagan ilg‘or yondashuvlar
keltiriladi:
Sensorlar integratsiyasi: Biror murakkab obyektni raqamlashtirishda ko‘pincha bitta usul
yoki sensor turlari yetarli natija bermaydi. Ko‘p sensorli yondashuv – ya’ni bir vaqtning o‘zida bir
nechta turdagi o‘lchash vositalarini qo‘llash orqali har birining kuchli tomonlaridan foydalanish –
235
ayni paytda eng samarali yondashuvlardan biri sifatida ko‘rilmoqda. Tadqiqotlar shuni
ko‘rsatmoqdaki, ayniqsa yirik va murakkab me’moriy yodgorliklarni hujjatlashtirishda turli
sensordan kelgan ma’lumotlarni kombinatsiyalash eng to‘liq va aniq natijani beradi. Masalan, yerda
turib qisqa masofada yuqori aniqlik beruvchi lazerli skaner ma’lumotlari keng ko‘lamli
fotogrammetrik suratlar bilan birlashtirilsa, ham detalda aniqlik, ham umumiy manzarada to‘liqlik
ta’minlanadi. Remondino keltirgan Pompey (Italiya) Forum majmuasini 3D modeli misolida yer
usti lazerli skanerlash, yer usti fotogrammetriya va havodan olingan suratlar integratsiyasi orqali
butun arxeologik majmuaning to‘liq raqamli modeli yaratilgan. Sensorlarni integratsiyalash
yondashuvi har bir texnikaning imkoniyatlarini birlashtirib, ularning kamchiliklarini qoplashga
xizmat qiladi. Hozirgi vaqtda mobil skanerlash va xaritalash tizimlari (masalan, avtomobil yoki
dronga biriktirilgan kameralar, lazer skanerlar va navigatsiya sensorlari kombinatsiyasi) bunday
integratsiyaning amaliy namunalaridir. Bunday tizimlar bir yurishda katta hududlarning ham
geometrik, ham vizual ma’lumotlarini yig‘ib, shaharlar yoki tarixiy hududlarning 3D xaritalarini
tuzishda qo‘llanmoqda. Integratsiya nafaqat modellashtirish yakunida, balki ma’lumot yig‘ish
jarayonidayoq qo‘llansa (masalan, fotosuratga olish bilan bir paytda LIDAR skaneri ishlasa), har bir
sensorning zaif tomonini boshqasi qoplashi va natijada bir tekis sifatli ma’lumot jamlanishi
ta’minlanadi.
Markerli va markersiz fotogrammetriya: Ilgari fotogrammetriya amaliyotida tasvirlarni
o‘zaro bog‘lash va model mastabini aniqlash uchun obyekt atrofiga maxsus markerlar (yorqin yoki
belgili nishonlar) o‘rnatish keng tarqalgan edi. Markerlar dasturga bir xil ko‘rinadigan va avtomatik
tanib olinadigan nuqtalarni berib, suratlarni qo‘lda bog‘lash ishini osonlashtirar edi. Biroq obyektga
markerlar o‘rnatish ko‘p hollarda qo‘shimcha vaqt va mehnat talab qiladi, ba’zan esa umuman iloji
bo‘lmaydi (masalan, tarixiy freskalar devoriga belgi yopishtirib bo‘lmaydi). So‘nggi avlod
fotogrammetriya dasturlarida markersiz (avtomatik) moslashtirish algoritmlari rivoj topdi.
Remondino yozganidek, 2011 yilda yerusti suratlar uchun markerlarsiz avtomatik tie-point
(bog‘lovchi nuqta) aniqlash hali ishonchli darajada emas edi va ko‘proq interaktiv usullar talab
etilgan bo‘lsa, bugungi kunda Structure-from-Motion va Dense Image Matching kabi algoritmlar
yordamida oddiy fotolar ketma-ketligidan kamera pozitsiyalari va 3D nuqta bulutini to‘liq
avtomatik usulda olish imkoni mavjud. Markersiz fotogrammetriya dala ishlarini sezilarli
soddalashtiradi, chunki obyektni suratga olishda oldindan tayyorgarlik (marker o‘rnatish) shart
emas. Misol tariqasida, oddiy smartfon kamerasida olingan suratlarni ham bugungi AI yordamidagi
dasturlar avtomatik bir-biriga moslab, kichik obyektlarning 3D modelini hosil qilib berishi mumkin.
Kelajakda markersiz yondashuv yanada takomillashib, oddiy foydalanuvchilar ham kundalik
kameralar bilan madaniy meros obyektlarining 3D modelini mustaqil yarata oladigan darajaga
yetishi kutilmoqda.
Ma’lumotlarni saqlash va ulash (tarmoq orqali): Madaniy merosni raqamlashtirishda yig‘ilgan
3D ma’lumotlarning hajmi va ularni uzoq muddat saqlash masalasi ham katta e’tiborni talab qiladi.
Bugungi kunda bir qancha yirik muzey va institutlar raqamli 3D kolleksiyalar yaratmoqda, ammo
ularning barchasi uchun yagona saqlash standarti yoki platformasi yo‘q. Ko‘p hollarda loyiha
natijalari lokal disklarda yoki mualliflarning shaxsiy arxivida qolib ketmoqda. Bu esa bir necha
yildan so‘ng ma’lumotning yo‘qolishi yoki o‘qib bo‘lmay qolishi xavfini tug‘diradi. Shu bois ilmiy
hamjamiyat oldida “raqamli geomatika ma’lumotlarini kelajakka qanday yetkazamiz?” degan savol
turibdi. Zamonaviy tendensiya sifatida 3D ma’lumotlarni bulutli saqlash va internet orqali ulash
236
xizmatlari rivojlanmoqda. Maxsus veb-platformalar va onlayn 3D muzeylar yaratilmoqda, ular
orqali foydalanuvchilar 3D modellarni ko‘rishi va o‘z kompyuteriga yuklab olishi mumkin. Biroq
bu borada ham muammolar mavjud – har xil platformalar turli fayl formatlarini qo‘llaydi, ularning
o‘zaro mosligi ta’minlanmagan, shuningdek, internetda 3D modelni interaktiv ko‘rish uchun hamon
optimizatsiya talab etiladi. Remondino o‘z maqolasida 3D ma’lumotlarni ommalashtirish uchun
ochiq veb-protokollar va almashinuv formatlarini ishlab chiqish zarurligini qayd etadi, chunki ayni
paytda bunday ma’lumotlarni saqlash va ulash bo‘yicha tartib va standartlar yetishmaydi. Kelajakda
xalqaro miqyosda kelishilgan formatlar (masalan, ICOMOS yoki UNESCO ko‘magida) joriy
qilinib, har bir raqamli modelga metama’lumotlar biriktirish, ularni global kataloglar orqali izlash
va yuklab olish tizimlari yo‘lga qo‘yilishi kutilmoqda. Bu esa dunyoning istalgan burchagidagi
tadqiqotchi yoki qiziqqan shaxsga internet orqali istalgan yodgorlikning raqamli nusxasini ko‘rish
va o‘rganish imkonini beradi.
Matematik asoslar
Madaniy merosni fotogrammetriya va lazerli usullar yordamida raqamlashtirish murakkab
matematik-geometrik asoslarga ega. Jarayonni to‘liq tushunish uchun asosiy tamoyillarni ko‘rib
chiqamiz:
Fotogrammetrik o‘lchash prinsipi: Fotogrammetriyada 3D koordinatalarni aniqlash
markaziy proyeksiya geometriyasi (kollinearlik modeli)ga asoslanadi. Kamera obyektni suratga
olganda, obyektning har bir nuqtasi nurlar bo‘ylab kamera matritsasida tasvirlanadi. Agar obyekt
nuqtasi ikki yoki undan ortiq rasmlarda aks etgan bo‘lsa, u holda shu rasmlardagi nuqtalarning
koordinatalaridan foydalangan holda bu nuqtaning fazoviy (X,Y,Z) koordinatalarini hisoblash
mumkin. Buning uchun kamera ichki elementlari (fokus masofasi, asosiy nuqta, optik buzilishlar
koeffitsientlari va h.k.) va tashqi holati (har bir surat uchun kamera joylashuvi va yo‘nalishi –
orientatsiya burchaklari) aniqlanishi lozim. Fotogrammetriyada bu masala bundlni sozlash (bundle
adjustment) deb ataluvchi optimallashtirish algoritmi orqali yechiladi: barcha suratlar bir vaqtning
o‘zida tahlil qilinib, umumiy bog‘lovchi nuqtalar yordamida kameralar o‘zaro nisbiy pozitsiyalari
aniqlanadi va aniqlik oshirish uchun iterativ ravishda tuzatiladi. Natijada har bir surat uchun kamera
parametrlari va fazoviy nuqtalar koordinatalari aniqlik darajasi bahosi bilan topiladi. Bu jarayonni
iloji boricha avtomatlashtirish maqsadida hozirda sun’iy intellekt elementlari ham qo‘llanilmoqda,
ammo asosiy matematik apparat kollinearlik tenglamalarini sonli yechishga borib taqaladi. Yuqori
aniqlikdagi model olish uchun ko‘pincha er ustida bir necha tayanch nuqtalari (GCP – Ground
Control Points) o‘lchanib, hisob-kitoblarga kiritiladi – bu modelning mastabini va haqiqiy
koordinatalar tizimidagi joylashuvini to‘g‘ri belgilash imkonini beradi. Fotogrammetriya natijasida
hosil qilingan nuqtalar buluti zichligini oshirish uchun esa tasvirlarning piksel darajasida qiyosiy
tahlili (dense matching) qo‘llanilib, obyekt sirti millionlab nuqtalar bilan qoplanadi. Shunday qilib,
fotogrammetriya asosida obyektning to‘liq va aniq 3D modeli hamda ortofoto (o‘lchovli sathiy
rasm) ishlab chiqilishi mumkin.
Lazerli skanerlash prinsipi: Lazerli skanerlashda masofa o‘lchashning bir nechta fizik
usullari qo‘llaniladi. Eng keng tarqalgani Time-of-Flight (TOF) usuli bo‘lib, unda lazer nuri impulsi
obyektga yuborilgach, uning qaytishi uchun sarflangan vaqt o‘lchanadi va yorug‘lik tezligiga
ko‘paytirib, masofa aniqlanadi. Boshqa bir usul – faza siljishi (phase-shift): bunda lazer nuri
uzluksiz yoyilib, uning fazasi yuborish va qaytishda solishtiriladi, faza farqidan masofa topiladi.
237
Shuningdek, uchburchaklash (triangulyatsiya) asosidagi lazer skanerlar ham mavjud: bu usulda
qurilma tarkibida lazer nuri generatori va unga ma’lum bazis masofasida joylashgan kamera
bo‘ladi; lazer nuri obyektga tushgach, uning aks etgan nuqtasi kamerada kuzatiladi va kamerako‘prik-lazer orasidagi uchburchak geometriyasi orqali nuqta masofasi hisoblanadi. Qaysi usul
bo‘lishidan qat’i nazar, lazerli skaner o‘z koordinatalar tizimida obyekt yuzasining juda ko‘p
nuqtalarini o‘lchib chiqadi. Zamonaviy yer usti lazer skanerlarining ishlash masofasi bir necha
santimetrdan bir necha yuz metrgacha (hatto kilometrgacha) yetadi va ular sirt xususiyatlari va
muhitga qarab mikrometrdan millimetrgacha aniqlik berishi mumkin. Odatda, bir dona skaner nuqta
buluti obyektning faqat ma’lum bir tomonini qamrab oladi (chunki skaner “ko‘zi”dan yashirin
qolgan joylar – okklyuziya bo‘ladi). Shu sabab, obyektni to‘liq qamrab olish uchun skanerlash bir
necha nuqtalarda amalga oshiriladi yoki turli tomondan skaner qo‘yiladi. Natijada bir obyektga
tegishli bir necha nuqta bulutlari hosil bo‘ladi. Keyingi muhim matematik masala – registratsiya,
ya’ni ushbu nuqta bulutlarini yagona koordinata sistemasiga keltirib birlashtirishdir. Buning uchun
avval qo‘pol bog‘lash amalga oshiriladi: masalan, har bir skaner nuqtasida obyektga bir necha
reflektor nishonlar qo‘yilib, ular barcha nuqtalar bulutida tanib olinadi va shu umumiy markerlar
yordamida bulutlar dastlabki birlashtiriladi. Agar markerlar bo‘lmasa, ayrim hollarda bulutlarning
ustma-ust tushgan qismlaridagi xususiyatlar (masalan, burchaklar yoki teshiklar) orqali avtomatik
bog‘lash usullari ham qo‘llanadi. Dastlabki joylashtirilgach, yakuniy global hizlash Iterativ Closest
Point (ICP) algoritmi yordamida amalga oshiriladi – bu algoritm nuqta bulutlarni bir-biriga nisbatan
ozgina siljitib, barcha nuqtalar orasidagi masofani minimallashtiradi va optimal moslashuvga
erishadi. Ba’zi dasturlar global hizlash uchun kam kvadratlar usuliga asoslangan
optimallashtirishdan ham foydalanadi. Natijada barcha nuqtalar birlashgan yagona 3D nuqta buluti
hosil bo‘ladi. Bu nuqta bulutdan keyin kerak bo‘lsa silliq sirt modeli qurish yoki unda ortofoto
chizma yaratish mumkin. Skanerlash matematik asoslari orasida shuningdek nuqtalar zichligini
boshqarish, shovqinni filtrlash kabi masalalar ham bor – bular har bir nuqta uchun xatolikni
baholash va keraksiz nuqtalarni (masalan, uchib o‘tgan qush yoki odam silueti) olib tashlash orqali
amalga oshiriladi.
3D modellashtirish algoritmlari: Fotogrammetriya yoki lazerli skanerlash natijasida olingan
nuqta buluti odatda strukturasiz (tartiblanmagan) ma’lumotdir, ya’ni alohida nuqtalar orasida
topologik bog‘liqlik yo‘q. Raqamli model esa ko‘pincha obyekt sirtining uzluksiz shaklini
ifodalashini istaymiz. Shuning uchun nuqta bulutini keyingi qayta ishlash bosqichi – bu poligonal
sirt (mesh) yaratishdir. Eng keng tarqalgan usul – nuqta bulutini Delone triangulyatsiyasi yoki unga
o‘xshash algoritmlar yordamida uchburchaklar to‘riga aylantirish. Bunda bulutdagi nuqtalar
uchburchaklar uchlariga aylantirilib, ular orasida sirt yopib turuvchi uchburchak qirralar quriladi.
Natijada obyekt sirtining ko‘p qirrali (tin) modeli hosil bo‘ladi. Agar nuqta bulut juda zich bo‘lsa,
dastlab uning hajmini kamaytirish (deciation) qilinadi, aks holda mesh juda katta bo‘lib ketishi va
kompyuter xotirasiga sig‘masligi mumkin. Mesh yaratilgach, odatda unda xatolarni tuzatish
jarayoni o‘tkaziladi: kichik teshiklar to‘ldiriladi, notekis qirralar yumshatiladi, ustma-ust tushib
qolgan elementlar olib tashlanadi. Bu jarayon hozircha ko‘pincha qo‘lda yoki yarim-avtomatik
tarzda bajariladi, chunki murakkab obyektlarda to‘liq avtomatik tozalash ishonchli natija bermasligi
mumkin. Mesh tayyor bo‘lgach, fotogrammetriya holatida suratlardagi rang axborotini model
sirtiga proyeksiya qilish orqali teksturalangan 3D model hosil qilinadi. Lazerli skanerlashda esa
tekstura yo‘q bo‘lsa, keyinchalik alohida olingan rasmlar yordamida yoki manual boyash orqali
238
modelga rang berish mumkin. Teksturalashda har bir uchburchakka mos keluvchi rasm qismi
biriktiriladi – bunda geometriya va tasvir uyg‘unligi muhim, aks holda vizual xatolar ko‘rinadi.
Quyidagi rasmda ushbu aytib o‘tilgan jarayonlar uchun infografika taqdim etiladi.
1-rasm. Tarixiy joylarning 3D modelini yaratish bosqichlari
Xulosa
Madaniy meros obyektlarini raqamlashtirish va ularning 3D modellarini yaratish – zamonaviy
ilm-fanning muhim yo‘nalishlaridan biri bo‘lib, u tarixiy obidalarni kelajak avlodlar uchun daxlsiz
saqlashga, ulardan bilim olish va targ‘ib qilishga xizmat qilmoqda. Fotogrammetriya va lazerli
skanerlash kabi ilg‘or texnologiyalarning jadal rivojlanishi tufayli oxirgi o‘n yillikda dunyo bo‘ylab
ko‘plab yirik loyihalar amalga oshirilib, noyob yodgorliklarning yuqori aniqlikdagi raqamli
nusxalari yaratildi. Raqamli 3D hujjatlashtirish usullarini amaliyotga keng joriy etish restavratsiya
va konservatsiya ishlarini yangi bosqichga olib chiqmoqda, chunki endilikda asl ob’ektga zarar
yetkazmasdan turib uning har bir detalini o‘rganish, virtual rekonstruksiya qilish, vaqt o‘tishi bilan
sodir bo‘layotgan o‘zgarishlarni aniq kuzatish imkoniyati paydo bo‘lmoqda. Masalan, yaratilgan
raqamli modellar asosida tarixiy binolarni 3D printerlarda kichraytirilgan nusxada bosib chiqarish,
yirik muzeylarda ularni interaktiv ko‘rgazmalar sifatida namoyish etish yoki sayyohlar uchun mobil
ilovalar orqali augmentatsiyalangan reallik (AR) sahnalarini yaratish kabi innovatsion yechimlar
tatbiq qilinmoqda. Shu bilan birga, raqamlashtirish sohasida hali yechimini kutayotgan qator
masalalar mavjudligini unutmaslik lozim. Jumladan, ma’lumotlarni saqlash va uzatish standartlarini
ishlab chiqish masalasi dolzarbligicha qolmoqda – hozircha turli tashkilotlar va loyihalar o‘z 3D
ma’lumotlarini turlicha formatlarda saqlamoqda, ularni kelgusida o‘qish qiyinlashishi yoki moslik
muammosi yuzaga kelishi mumkinligi aytilmoqda. Kelajak avlodlar ham bugungi yaratilgan
raqamli merosdan to‘laqonli foydalana olishi uchun xalqaro standartlar (formatlar, metadata
strukturalari va h.k.) joriy qilinishi zarur. Shuningdek, no-mutaxassis foydalanuvchilar (masalan,
arxeologlar, muzey xodimlari) uchun 3D texnologiyalarni oddiylashtirish ham ustuvor vazifa
hisoblanadi – buningsiz yaratilayotgan modellar amaliy foydalanishda cheklanib qolaveradi.
Remondino qayd etganidek, oddiy foydalanuvchilarga mos, qulay interfeysli dasturiy vositalarni
ishlab chiqish va sohaga oid aniq qo‘llanmalar yaratish zarur bo‘ladi. Yana bir yo‘nalish – bu turli
sensorlardan olingan ma’lumotlarni integratsiya qilishning yaxlit metodlarini ishlab chiqishdir:
239