Uvnitř neskutečně ambiciózního plánu skenovat celou Zemi lidarem

Technologie Lidar je technologie dálkového průzkumu, která umožňuje samořídící auta vnímat své okolí. Lidar funguje podobně jako radar a sonar, ale používá spíše světelné vlny než rádio nebo zvuk, vysílá laserové pulsy a poté měří, jak dlouho trvá, než se odrazí zpět. Přitom umožňuje autonomním nebo poloautonomním vozům vytvářet 3D modely a mapy jejich prostředí, a tím dávat smysl světu kolem sebe.

Zatím tak známé, že? Ambiciózní nový projekt dvou profesorů z Colorado State University chce stejnou technologii také vyrobit smysl světa – pouze místo toho, aby dávali smysl světu přímo kolem sebe, chtějí dávat smysl světu celý svět — pomocí lidaru ke skenování celkového povrchu planety Země. A také na to spěchají.

„Země se mění tak rychle, že máme omezený čas na vytvoření těchto 3D záznamů, které lze uchovat pro budoucí generace,“ Dr. Chris Fisher

, profesor archeologie ve státě Colorado, řekl Digital Trends. "Toto je skutečně ten nejvyšší dar, který můžeme zanechat budoucím generacím."

Fisher se spojil s geografem Steve Leisz spustit to, čemu říkají Archiv Země. Myšlenkou, jak poznamenává Fisher, je použití lidarového skenování k vytvoření map kulturních, geologických a environmentálních artefaktů, které jsou ohroženy tváří v tvář změně klimatu. Věří, že to bude užitečné pro budoucí vědce.

Přeplňující archeologie

"Jsem archeolog, který již dlouhou dobu používá lidarovou technologii k nalezení archeologických nalezišť a krajiny," vysvětlil Fisher.

Toto použití lidaru je daleko méně známé než jeho nasazení v samořídících autech. Ale výsledky nejsou o nic méně působivé. V létě 2016 byl lidar použit k vytvoření mapy dávno ztraceného města skrytý pod krytem džungle v Kambodži. Systém lidar nasazený v tomto případě umožnil „prohlédnout“ překážející prvky, jako jsou stromy a vegetace, a zmapovat půdu pod nimi.

Fisher provádí podobnou práci. Jak však zdůrazňuje, když probíral data shromážděná pro svou práci, dospěl k závěru, že mnohé z toho, co vyřazoval jako nepodstatné pro svůj výzkum, by mohlo být extrémně relevantní pro ostatní. „Praktikuji to, čemu říkám ‚digitální odlesňování‘, drhnutím vegetace, abych odhalil archeologické materiály pod nimi,“ řekl. "Ale všechna data, která jsem digitálně vyčistila, jsou kariérou stovek dalších vědců." Když jsem si to uvědomil, bylo také jasné, že tyto lidarové záznamy představují nejlepší nástroje ochrany v tom, že zaznamenávají povrch Země a vše, co je na něm.

Na rozdíl od palubních lidarových skenerů v autonomních vozidlech bývají lidarové systémy používané archeology více zapojeny. V případě ztraceného kambodžského města byly skeny provedeny pomocí vrtulníku s lidarovým zařízením nainstalovaným na jeho spodní straně. Mezitím se na webu The Earth Archive zmiňuje použití letadla k natáčení „husté mřížky infračervených paprsků… směrem k zemi“.

Prováděním průletů lze několikahodinovým pokrytím dosáhnout toho, co by jinak vyžadovalo doslova desetiletí pozemních průzkumů – a s mnohem vyšší úrovní přesnosti. Výsledky umí mnohem víc než jen jednoduché obrázky; skenování s vysokým rozlišením poskytuje výzkumníkům hustý mrak bodů, které mohou mapovat objekty ve třech rozměrech.

Jako trojrozměrný Google Earth

Projekt The Earth Archive má tři fáze. Prvním krokem je vytvoření základního záznamu Země tak, jak je dnes. Výzkumníci tvrdí, že jediný způsob, jak skutečně změřit změnu způsobenou klimatickou krizí, je mít dva soubory dat – „před“ a „po“ – soubor dat, které lze analyzovat. Právě teď pro většinu planety neexistuje žádný soubor dat „před“ s vysokým rozlišením. V důsledku toho si vědci nemohou být jisti, jak přesně se věci mění a zda intervence přinášejí pozitivní výsledky.

Druhým krokem je vytvoření virtuálního modelu planety s otevřeným zdrojovým kódem, který je přístupný všem vědcům, kteří k němu chtějí mít přístup. Představte si to jako trojrozměrný Google Earth. Archeologové by to mohli chtít, aby hledali nezdokumentovaná sídla. Ekologové by ji mezitím mohli využít k pohledu na lesní kompozice. Geologové by ji mohli použít ke studiu věcí, jako je hydrologie, zlomy a poruchy. "Možnosti jsou nekonečné," poznamenávají vědci.

Posledním krokem je vývoj dalších A.I. nástroje, které dokážou analyzovat data lidaru způsoby, které si v současnosti nelze představit.

„Doufáme, že datum zpřístupníme co největšímu počtu vědců z dalších zainteresovaných stran možná nejsme schopni data skutečně otevřít jako zdroj dat, ale určitě je můžeme zpřístupnit široce,“ Fisher řekl. „To znamená, že opravdu nemůžeme říct, jak budou data v budoucnu použita. Můžeme jen hádat – ale nepochybně to bude kritické.“

Jak nejlépe to půjde, tak rychle, jak to půjde

Zdá se, že kritické je zde klíčové slovo. Vědci poznamenávají, že 50 % světových deštných pralesů již bylo ztraceno, 18 milionů akrů lesa je každoročně ničeno a stoupající hladina moří ohrožuje města, země a kontinenty k nepoznání. „Pokud nebudeme mít záznam o těchto místech, nikdo v budoucnu ani nebude vědět, že existovaly,“ poznamenává web projektu. Spuštění procesu skenování je proto naléhavou záležitostí.

"Jak nejlépe to půjde, tak rychle, jak to půjde," řekl Fisher a popsal cestu vpřed. Projekt začíná Amazonem, o kterém, jak vysvětlil, „věříme, že dokážeme skenovat za 15 milionů dolarů“. Skládající se z 5,5 milionu kilometrů čtverečních (více než polovina velikosti Kanady), což by bylo úžasné Start. Ale je to jen zlomek ze 148 milionů čtverečních kilometrů, které tvoří neoceánskou pevninu Země. (Je toho mnohem víc, pokud plánují skenovat vodu, což lidar lze také použít k sondování.)

„[Pokud to lidi zajímá], mohou to říct svým přátelům a sousedům,“ pokračoval Fisher. „Mohou podporovat vědu obecně a mohou tlačit na své zástupce, aby pokročili s řešením klimatické krize. Mohou také navštívit theeartharchive.com a zanechat dar nebo půjčit podporu. Právě teď je The Earth Archive korporátní a vládní neutrální, takže při provádění naší práce závisíme na laskavosti darů.“

Doporučení redakce

• Vykouzlení katastrof: Uvnitř největšího simulátoru hurikánů na světě
• Nový udržitelný plán na zmírnění změny klimatu zahrnuje... vařič v rohlíku?