Darin steckt der unglaublich ehrgeizige Plan, die gesamte Erde mit Lidar zu scannen

Die Lidar-Technologie ist die Fernerkundungstechnologie, die dies ermöglicht selbstfahrende Autos ihre Umgebung wahrzunehmen. Lidar funktioniert ähnlich wie Radar und Sonar, nutzt aber Lichtwellen anstelle von Radio oder Schall. Es sendet Laserimpulse aus und misst dann, wie lange es dauert, bis sie zurückkommen. Auf diese Weise können autonome oder halbautonome Autos 3D-Modelle und Karten ihrer Umgebung erstellen und so die Welt um sie herum verstehen.

So weit, so vertraut, oder? Ein ehrgeiziges neues Projekt von zwei Professoren der Colorado State University will die gleiche Technologie auch für die Herstellung nutzen Sinn für die Welt – nur anstatt nur die Welt direkt um sie herum zu verstehen, wollen sie der Welt einen Sinn geben gesamte Welt – indem mithilfe von Lidar die gesamte Oberfläche des Planeten Erde gescannt wird. Und sie haben es auch eilig.

„Die Erde verändert sich so schnell, dass wir nur begrenzte Zeit haben, diese 3D-Aufzeichnungen zu erstellen, die für zukünftige Generationen aufbewahrt werden können.“ Dr. Chris Fisher, Professor für Archäologie an der Colorado State, sagte gegenüber Digital Trends. „Dies ist wirklich das ultimative Geschenk, das wir künftigen Generationen hinterlassen können.“

Fisher hat sich mit einem Geographen zusammengetan Steve Leisz um das zu starten, was sie nennen Das Erdarchiv. Wie Fisher anmerkt, besteht die Idee darin, Lidar-Scanning zu nutzen, um Karten von kulturellen, geologischen und ökologischen Artefakten zu erstellen, die angesichts des Klimawandels gefährdet sind. Sie glauben, dass diese für zukünftige Wissenschaftler nützlich sein werden.

Archäologie auf Hochtouren bringen

„Ich bin ein Archäologe, der seit langem Lidar-Technologie einsetzt, um archäologische Stätten und Landschaften zu finden“, erklärte Fisher.

Dieser Einsatz von Lidar ist weitaus weniger bekannt als sein Einsatz in selbstfahrenden Autos. Aber die Ergebnisse sind nicht weniger beeindruckend. Im Sommer 2016 wurde mithilfe von Lidar eine Karte einer längst verlorenen Stadt erstellt versteckt unter der Dschungeldecke in Kambodscha. Das in diesem Fall eingesetzte Lidar-System ermöglichte es, durch Hindernisse wie Bäume und Vegetation hindurchzuschauen, um den darunter liegenden Boden zu kartieren.

Fisher führt ähnliche Arbeiten durch. Wie er jedoch betont, kam er bei der Durchsicht der für seine Arbeit gesammelten Daten zu dem Schluss, dass vieles von dem, was er für seine Forschung als irrelevant verwarf, für andere äußerst relevant sein könnte. „Ich praktiziere das, was ich ‚digitale Abholzung‘ nenne, indem ich die Vegetation wegschrubbe, um das darunter liegende archäologische Material freizulegen“, sagte er. „Aber all diese Daten, die ich digital bereinige, sind die Karrieren von Hunderten anderer Wissenschaftler. Als mir das klar wurde, wurde mir auch klar, dass diese Lidar-Aufzeichnungen die ultimativen Naturschutzinstrumente darstellen, da sie die Erdoberfläche und alles darauf aufzeichnen.“

Im Gegensatz zu den integrierten Lidar-Scannern in autonomen Fahrzeugen sind die von Archäologen verwendeten Lidar-Systeme in der Regel komplexer. Im Fall der verlorenen kambodschanischen Stadt wurden die Scans mit einem Hubschrauber durchgeführt, an dessen Unterseite ein Lidar-Rig installiert war. Unterdessen wird auf der Website des Earth Archive darauf hingewiesen, dass ein Flugzeug verwendet wurde, um ein „dichtes Gitter aus Infrarotstrahlen … auf den Boden zu schießen“.

Durch die Durchführung von Vorbeiflügen kann eine mehrstündige Abdeckung erreicht werden, die andernfalls buchstäblich jahrzehntelange Bodenvermessungen erfordern würde – und das mit weitaus höherer Genauigkeit. Die Ergebnisse können weit über einfache Bilder hinausgehen. Der hochauflösende Scan liefert Forschern eine dichte Punktwolke, die Objekte dreidimensional abbilden kann.

Wie ein dreidimensionales Google Earth

Das Earth Archive-Projekt besteht aus drei Phasen. Der erste Schritt besteht darin, eine Basisaufzeichnung der Erde in ihrem heutigen Zustand zu erstellen. Die Forscher argumentieren, dass die einzige Möglichkeit, durch Klimakrisen verursachte Veränderungen wirklich zu messen, darin besteht, über zwei Datensätze zu verfügen – einen „Vorher“- und einen „Nachher“-Datensatz, die analysiert werden können. Derzeit gibt es für den größten Teil des Planeten keinen hochauflösenden „Vorher“-Datensatz. Daher können Wissenschaftler nicht genau sagen, wie sich die Dinge verändern und ob Interventionen zu positiven Ergebnissen führen.

Der zweite Schritt besteht dann darin, ein virtuelles Open-Source-Modell des Planeten zu erstellen, das allen Wissenschaftlern zugänglich ist, die darauf zugreifen möchten. Stellen Sie es sich als dreidimensionales Google Earth vor. Archäologen möchten möglicherweise damit nach undokumentierten Siedlungen suchen. Ökologen könnten es unterdessen nutzen, um die Waldzusammensetzung zu untersuchen. Geologen könnten damit Dinge wie Hydrologie, Verwerfungen und Störungen untersuchen. „Die Möglichkeiten sind endlos“, stellen die Forscher fest.

Der letzte Schritt besteht darin, weitere KI zu entwickeln. Tools, die die LIDAR-Daten auf eine Weise analysieren können, die derzeit nicht vorstellbar ist.

„Wir hoffen, das Datum so vielen Wissenschaftlern und anderen interessierten Interessengruppen wie möglich zugänglich zu machen Wir sind vielleicht nicht in der Lage, die Daten wirklich als Open Source bereitzustellen, aber wir können sie auf jeden Fall allgemein verfügbar machen“, sagte Fisher sagte. „Das heißt, wir können wirklich nicht sagen, wie die Daten in Zukunft verwendet werden. Wir können nur raten – aber es wird zweifellos kritisch sein.“

So gut wir können, so schnell wir können

Kritisch scheint hier das entscheidende Wort zu sein. Die Forscher stellen fest, dass bereits 50 % der Regenwälder der Welt verloren gegangen sind, 18 Millionen Hektar Wald wird jedes Jahr zerstört und der steigende Meeresspiegel droht, Städte, Länder und Kontinente zu zerstören unkenntlich. „Solange wir keine Aufzeichnungen über diese Orte haben, wird in Zukunft niemand mehr wissen, dass sie existierten“, heißt es auf der Projektwebsite. Der Beginn des Scanvorgangs ist daher dringend erforderlich.

„So gut wir können, so schnell wir können“, beschrieb Fisher den weiteren Weg. Das Projekt beginnt mit Amazon, von dem wir, wie er erklärte, „glauben, dass wir 15 Millionen US-Dollar scannen können.“ Bei einer Fläche von 5,5 Millionen Quadratkilometern (mehr als halb so groß wie Kanada) wäre das eine erstaunliche Sache Start. Aber es ist nur ein Bruchteil der 148 Millionen Quadratkilometer, die die nichtozeanische Landmasse der Erde ausmacht. (Es gibt noch deutlich mehr, wenn sie vorhaben, Wasser zu scannen Lidar kann auch zum Sondieren verwendet werden.)

„[Wenn die Leute interessiert sind] können sie es ihren Freunden und Nachbarn erzählen“, fuhr Fisher fort. „Sie können die Wissenschaft allgemein unterstützen und ihre Vertreter unter Druck setzen, Lösungen für die Klimakrise voranzutreiben. Sie können auch theeartharchive.com besuchen und eine Spende hinterlassen oder Unterstützung leisten. Derzeit ist The Earth Archive unternehmens- und regierungsneutral, daher sind wir auf die Freundlichkeit von Spenden angewiesen, um unsere Arbeit erledigen zu können.“

Empfehlungen der Redaktion

• Katastrophen heraufbeschwören: Im weltgrößten Hurrikan-Simulator
• Neuer nachhaltiger Plan zur Eindämmung des Klimawandels beinhaltet … einen Hot-Dog-Kocher?