Μέσα στο εξωφρενικά φιλόδοξο σχέδιο για σάρωση ολόκληρης της Γης με το lidar

Η τεχνολογία Lidar είναι η τεχνολογία τηλεπισκόπησης που επιτρέπει αυτοοδηγούμενα αυτοκίνητα να αντιληφθούν το περιβάλλον τους. Λειτουργώντας με παρόμοιο τρόπο με το ραντάρ και το σόναρ, αλλά χρησιμοποιώντας κύματα φωτός αντί για ραδιόφωνο ή ήχο, το lidar εκπέμπει παλμούς λέιζερ και στη συνέχεια μετρά πόσο χρόνο χρειάζεται για να αναπηδήσει πίσω. Με αυτόν τον τρόπο, επιτρέπει σε αυτόνομα ή ημιαυτόνομα αυτοκίνητα να δημιουργούν τρισδιάστατα μοντέλα και χάρτες του περιβάλλοντός τους, δίνοντας έτσι νόημα στον κόσμο γύρω τους.

Μέχρι εδώ, τόσο οικείο, σωστά; Ένα φιλόδοξο νέο έργο από δύο καθηγητές στο Κρατικό Πανεπιστήμιο του Κολοράντο θέλει να χρησιμοποιήσει την ίδια τεχνολογία για να κάνει επίσης αίσθηση του κόσμου — μόνο αντί να νοηματοδοτούν τον κόσμο απευθείας γύρω τους, θέλουν να κατανοήσουν τον κόσμο ολόκληρος κόσμο — χρησιμοποιώντας το lidar για τη σάρωση της συνολικής επιφάνειας του πλανήτη Γη. Και βιάζονται να το κάνουν επίσης.

«Η Γη αλλάζει τόσο γρήγορα που έχουμε περιορισμένο χρόνο για να δημιουργήσουμε αυτά τα τρισδιάστατα αρχεία που μπορούν να διατηρηθούν για τις μελλοντικές γενιές». Δρ Κρις Φίσερ, καθηγητής αρχαιολογίας στην Πολιτεία του Κολοράντο, είπε στο Digital Trends. «Αυτό είναι πραγματικά το απόλυτο δώρο που μπορούμε να αφήσουμε στις μελλοντικές γενιές».

Ο Fisher συνεργάστηκε με τον γεωγράφο Steve Leisz να λανσάρουν αυτό που λένε Το Αρχείο της Γης. Η ιδέα, όπως σημειώνει ο Fisher, είναι να χρησιμοποιηθεί η σάρωση lidar για τη δημιουργία χαρτών πολιτιστικών, γεωλογικών και περιβαλλοντικών αντικειμένων που κινδυνεύουν ενόψει της κλιματικής αλλαγής. Πιστεύουν ότι αυτά θα είναι χρήσιμα για τους μελλοντικούς επιστήμονες.

Υπερτροφοδοτούμενη αρχαιολογία

«Είμαι ένας αρχαιολόγος που χρησιμοποιεί την τεχνολογία lidar για μεγάλο χρονικό διάστημα για να βρει αρχαιολογικούς χώρους και τοπία», εξήγησε ο Fisher.

Αυτή η χρήση του lidar είναι πολύ λιγότερο γνωστή από την ανάπτυξή του σε αυτοοδηγούμενα αυτοκίνητα. Αλλά τα αποτελέσματα δεν είναι λιγότερο εντυπωσιακά. Το καλοκαίρι του 2016, το lidar χρησιμοποιήθηκε για τη δημιουργία ενός χάρτη μιας χαμένης πόλης κρυμμένο κάτω από το κάλυμμα της ζούγκλας στην Καμπότζη. Το σύστημα lidar που αναπτύχθηκε σε εκείνη την περίπτωση κατέστησε δυνατή την «εξέταση» εμποδίων όπως δέντρα και βλάστηση για να χαρτογραφηθεί το έδαφος από κάτω.

Ο Fisher εκτελεί παρόμοια εργασία. Ωστόσο, όπως επισημαίνει, καθώς κοσκίνιζε τα δεδομένα που συνέλεξε για την εργασία του, κατέληξε στο συμπέρασμα ότι πολλά από αυτά που απέρριπτε ως άσχετα για την έρευνά του θα μπορούσαν να είναι εξαιρετικά σχετικά με άλλους. «Ασκώ αυτό που αποκαλώ «ψηφιακή αποψίλωση» των δασών, καθαρίζοντας τη βλάστηση για να αποκαλύψω το αρχαιολογικό υλικό παρακάτω», είπε. «Όμως όλα αυτά τα δεδομένα που καθαρίζω ψηφιακά είναι καριέρες εκατοντάδων άλλων επιστημόνων. Όταν το συνειδητοποίησα αυτό, έγινε επίσης σαφές ότι αυτά τα αρχεία lidar αντιπροσωπεύουν τα απόλυτα εργαλεία διατήρησης στο ότι καταγράφουν την επιφάνεια της Γης και τα πάντα πάνω της».

Σε αντίθεση με τους ενσωματωμένους σαρωτές lidar στα αυτόνομα οχήματα, τα συστήματα lidar που χρησιμοποιούνται από τους αρχαιολόγους τείνουν να εμπλέκονται περισσότερο. Στην περίπτωση της χαμένης πόλης της Καμπότζης, οι σαρώσεις έγιναν με τη χρήση ενός ελικοπτέρου με μια εξέδρα λιντάρ εγκατεστημένη στην κάτω πλευρά της. Εν τω μεταξύ, στον ιστότοπο The Earth Archive, αναφέρεται στη χρήση αεροπλάνου για τη λήψη ενός «πυκνού πλέγματος υπέρυθρων ακτίνων… προς το έδαφος».

Με τη διεξαγωγή πασών πτήσης, αρκετές ώρες κάλυψης μπορούν να επιτύχουν αυτό που διαφορετικά θα απαιτούσαν κυριολεκτικά δεκαετίες επιτόπιων ερευνών — και με πολύ μεγαλύτερα επίπεδα ακρίβειας. Τα αποτελέσματα κάνουν πολύ περισσότερα από απλές εικόνες επίσης. η σάρωση υψηλής ανάλυσης παρέχει στους ερευνητές ένα πυκνό σύννεφο σημείων που μπορούν να χαρτογραφήσουν αντικείμενα σε τρεις διαστάσεις.

Σαν ένα τρισδιάστατο Google Earth

Υπάρχουν τρεις φάσεις στο έργο The Earth Archive. Το πρώτο βήμα είναι να δημιουργηθεί ένα αρχείο αναφοράς της Γης όπως είναι σήμερα. Οι ερευνητές υποστηρίζουν ότι ο μόνος τρόπος για να μετρηθεί πραγματικά η αλλαγή που προκαλείται από την κλιματική κρίση είναι να έχουμε δύο σετ δεδομένων - ένα "πριν" και "μετά" - σύνολο δεδομένων που μπορούν να αναλυθούν. Αυτήν τη στιγμή, δεν υπάρχει σύνολο δεδομένων υψηλής ανάλυσης «πριν» για το μεγαλύτερο μέρος του πλανήτη. Ως αποτέλεσμα, οι επιστήμονες δεν μπορούν να είναι σίγουροι πώς ακριβώς αλλάζουν τα πράγματα και αν οι παρεμβάσεις αποφέρουν θετικά αποτελέσματα.

Το δεύτερο βήμα είναι να οικοδομήσουμε στη συνέχεια ένα εικονικό μοντέλο ανοιχτού κώδικα του πλανήτη που θα είναι προσβάσιμο σε όλους τους επιστήμονες που θέλουν να έχουν πρόσβαση. Φανταστείτε το ως ένα τρισδιάστατο Google Earth. Οι αρχαιολόγοι μπορεί να θέλουν αυτό για να αναζητήσουν οικισμούς χωρίς έγγραφα. Οι οικολόγοι, εν τω μεταξύ, θα μπορούσαν να το χρησιμοποιήσουν για να εξετάσουν τις συνθέσεις των δασών. Οι γεωλόγοι θα μπορούσαν να το χρησιμοποιήσουν για να μελετήσουν πράγματα όπως η υδρολογία, τα ρήγματα και οι διαταραχές. «Οι δυνατότητες είναι ατελείωτες», σημειώνουν οι ερευνητές.

Το τελευταίο βήμα είναι η ανάπτυξη άλλων A.I. εργαλεία που μπορούν να αναλύσουν τα δεδομένα του lidar με τρόπους που δεν μπορούν επί του παρόντος να συλληφθούν.

«Ελπίζουμε να καταστήσουμε την ημερομηνία προσβάσιμη σε όσο το δυνατόν περισσότερους επιστήμονες άλλων ενδιαφερόμενων μερών μπορεί να μην είμαστε σε θέση να ανοίξουμε πραγματικά τον κώδικα των δεδομένων, αλλά σίγουρα μπορούμε να τα κάνουμε ευρέως διαθέσιμα», είπε ο Fisher είπε. «Αυτό σημαίνει ότι πραγματικά δεν μπορούμε να πούμε πώς θα χρησιμοποιηθούν τα δεδομένα στο μέλλον. Μπορούμε μόνο να μαντέψουμε – αλλά αναμφίβολα θα είναι κρίσιμο».

Όσο καλύτερα μπορούμε, όσο πιο γρήγορα μπορούμε

Το κρίσιμο φαίνεται να είναι η κρίσιμη λέξη εδώ. Οι ερευνητές σημειώνουν ότι το 50% των τροπικών δασών στον κόσμο έχουν ήδη χαθεί, 18 εκατομμύρια στρέμματα δάσους καταστρέφεται κάθε χρόνο και η άνοδος της στάθμης της θάλασσας απειλεί να καταστήσει πόλεις, χώρες και ηπείρους αγνώριστος. «Εκτός κι αν έχουμε αρχείο για αυτά τα μέρη, κανείς στο μέλλον δεν θα ξέρει καν ότι υπήρχαν», σημειώνει ο ιστότοπος του έργου. Επομένως, η έναρξη της διαδικασίας σάρωσης είναι επείγουσα.

«Όσο καλύτερα μπορούμε, όσο πιο γρήγορα μπορούμε», είπε ο Fisher, περιγράφοντας την πορεία προς τα εμπρός. Το έργο ξεκινά με τον Αμαζόνιο τον οποίο, εξήγησε, «πιστεύουμε ότι μπορούμε να σαρώσουμε για 15 εκατομμύρια δολάρια». Αποτελείται από 5,5 εκατομμύρια τετραγωνικά χιλιόμετρα (περισσότερο από το μισό μέγεθος του Καναδά) που θα ήταν εκπληκτικό αρχή. Αλλά είναι μόνο ένα κλάσμα των 148 εκατομμυρίων τετραγωνικών χιλιομέτρων που είναι η μη ωκεάνια χερσαία μάζα της Γης. (Υπάρχουν πολύ περισσότερα αν σκοπεύουν να σαρώσουν νερό, το οποίο Το lidar μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για ανίχνευση.)

«[Εάν οι άνθρωποι ενδιαφέρονται] μπορούν να το πουν στους φίλους και στους γείτονές τους», συνέχισε ο Fisher. «Μπορούν να υποστηρίξουν την επιστήμη γενικά και μπορούν να πιέσουν τους εκπροσώπους τους να προχωρήσουν σε λύσεις για την κλιματική κρίση. Μπορούν επίσης να επισκεφθούν το theeartharchive.com και να αφήσουν μια δωρεά ή να προσφέρουν υποστήριξη. Αυτήν τη στιγμή, το The Earth Archive είναι εταιρικό και ουδέτερο ως προς την κυβέρνηση, επομένως βασιζόμαστε στην ευγένεια των δωρεών για να ολοκληρώσουμε τη δουλειά μας.»

Συστάσεις των συντακτών

• Συγκλονιστικές καταστροφές: Μέσα στον μεγαλύτερο προσομοιωτή τυφώνων στον κόσμο
• Νέο βιώσιμο σχέδιο για τον μετριασμό της κλιματικής αλλαγής περιλαμβάνει… μια κουζίνα χοτ ντογκ;