À l’intérieur du plan outrageusement ambitieux visant à scanner la Terre entière avec le lidar

La technologie Lidar est la technologie de télédétection qui permet voitures autonomes percevoir leur environnement. Fonctionnant de la même manière que le radar et le sonar, mais en utilisant des ondes lumineuses plutôt que la radio ou le son, le lidar envoie des impulsions laser puis mesure le temps qu'il faut pour rebondir. Ce faisant, il permet aux voitures autonomes ou semi-autonomes de créer des modèles et des cartes 3D de leur environnement, donnant ainsi un sens au monde qui les entoure.

Jusqu’ici, c’est si familier, n’est-ce pas? Un nouveau projet ambitieux de deux professeurs de la Colorado State University souhaite utiliser la même technologie pour réaliser également sens du monde - seulement, au lieu de simplement donner un sens au monde qui les entoure directement, ils veulent donner un sens au monde. entier monde – en utilisant le lidar pour scanner la superficie totale de la planète Terre. Et eux aussi sont pressés de le faire.

« La Terre évolue si rapidement que nous disposons de peu de temps pour créer ces enregistrements 3D qui pourront être préservés pour les générations futures. » Dr Chris Fisher, professeur d'archéologie à l'État du Colorado, a déclaré à Digital Trends. "C'est véritablement le cadeau ultime que nous pouvons laisser aux générations futures."

Fisher s'est associé au géographe Steve Leisz pour lancer ce qu'ils appellent Les archives de la Terre. L'idée, comme le note Fisher, est d'utiliser le balayage lidar pour générer des cartes d'artefacts culturels, géologiques et environnementaux menacés par le changement climatique. Ils pensent que ces travaux seront utiles aux futurs scientifiques.

Une archéologie suralimentée

"Je suis un archéologue qui utilise la technologie lidar depuis longtemps pour trouver des sites et des paysages archéologiques", a expliqué Fisher.

Cette utilisation du lidar est bien moins connue que son déploiement dans les voitures autonomes. Mais les résultats n’en sont pas moins impressionnants. À l'été 2016, le lidar a été utilisé pour créer une carte d'une ville perdue depuis longtemps caché sous la couverture de la jungle au Cambodge. Le système lidar déployé dans ce cas a permis de « regarder à travers » les éléments obstruants tels que les arbres et la végétation pour cartographier le sol en dessous.

Fisher effectue un travail similaire. Cependant, comme il le souligne, en passant au crible les données recueillies pour son travail, il a conclu qu'une grande partie de ce qu'il rejetait comme étant non pertinent pour ses recherches pouvait être extrêmement pertinent pour d'autres. « Je pratique ce que j’appelle la « déforestation numérique », en nettoyant la végétation pour dévoiler les matériaux archéologiques en contrebas », a-t-il déclaré. « Mais toutes ces données que j’efface numériquement représentent la carrière de centaines d’autres scientifiques. Lorsque j’ai réalisé cela, il est également devenu clair que ces enregistrements lidar représentaient les outils de conservation ultimes dans la mesure où ils enregistrent la surface de la Terre et tout ce qui s’y trouve.

Contrairement aux scanners lidar embarqués dans les véhicules autonomes, les systèmes lidar utilisés par les archéologues ont tendance à être plus impliqués. Dans le cas de la ville cambodgienne perdue, les scans ont été effectués à l’aide d’un hélicoptère équipé d’un système lidar installé sur sa face inférieure. Pendant ce temps, sur le site Web The Earth Archive, il fait référence à l’utilisation d’un avion pour projeter une « grille dense de faisceaux infrarouges… vers le sol ».

En effectuant des survols, plusieurs heures de couverture peuvent permettre d'obtenir ce qui nécessiterait autrement littéralement des décennies d'enquêtes sur le terrain – et avec des niveaux de précision bien supérieurs. Les résultats font bien plus que de simples images; le scan haute résolution fournit aux chercheurs un nuage dense de points qui peuvent cartographier des objets en trois dimensions.

Comme un Google Earth en trois dimensions

Le projet The Earth Archive comporte trois phases. La première étape consiste à créer un enregistrement de référence de la Terre telle qu’elle est aujourd’hui. Les chercheurs soutiennent que la seule façon de mesurer véritablement le changement induit par la crise climatique est de disposer de deux ensembles de données – un « avant » et un « après » – qui peuvent être analysés. À l’heure actuelle, il n’existe aucun ensemble de données « avant » à haute résolution pour la majeure partie de la planète. En conséquence, les scientifiques ne peuvent pas savoir exactement comment les choses évoluent ni si les interventions donnent des résultats positifs.

La deuxième étape consiste ensuite à construire un modèle virtuel et open source de la planète, accessible à tous les scientifiques qui souhaitent y accéder. Imaginez-le comme un Google Earth en trois dimensions. Les archéologues pourraient vouloir rechercher des colonies sans papiers. Les écologistes, quant à eux, pourraient l’utiliser pour étudier la composition des forêts. Les géologues pourraient l’utiliser pour étudier des choses comme l’hydrologie, les failles et les perturbations. « Les possibilités sont infinies », notent les chercheurs.

La dernière étape consiste à développer d’autres outils d’IA. des outils capables d'analyser les données lidar d'une manière qui ne peut pas être conçue actuellement.

"Nous espérons rendre la date accessible au plus grand nombre possible de scientifiques et d'autres parties prenantes intéressées. nous ne pourrons peut-être pas véritablement ouvrir les données, mais nous pouvons certainement les rendre largement disponibles », a déclaré Fisher. dit. « Cela signifie que nous ne pouvons vraiment pas dire comment les données seront utilisées à l’avenir. Nous ne pouvons que deviner, mais ce sera sans aucun doute crucial.

Du mieux que nous pouvons, le plus rapidement possible

Critique semble être ici le mot crucial. Les chercheurs notent que 50 % des forêts tropicales de la planète ont déjà disparu, soit 18 millions d’acres de forêt. est détruite chaque année et la montée du niveau de la mer menace de détruire les villes, les pays et les continents. méconnaissable. "À moins que nous ayons une trace de ces lieux, personne à l'avenir ne saura même qu'ils existaient", note le site Internet du projet. Il est donc urgent de lancer le processus de numérisation.

« Du mieux que nous pouvons, aussi vite que possible », a déclaré Fisher, décrivant la voie à suivre. Le projet commence avec l’Amazonie qui, a-t-il expliqué, « nous pensons pouvoir scanner pour 15 millions de dollars ». Couvrant 5,5 millions de kilomètres carrés (plus de la moitié de la taille du Canada), ce serait un incroyable commencer. Mais cela ne représente qu’une fraction des 148 millions de kilomètres carrés que représente la masse terrestre non océanique de la Terre. (Il y en a beaucoup plus s’ils envisagent de scanner l’eau, ce qui le lidar peut également être utilisé pour sonder.)

«[Si les gens sont intéressés], ils peuvent en parler à leurs amis et voisins», a poursuivi Fisher. « Ils peuvent soutenir la science en général et faire pression sur leurs représentants pour qu’ils avancent vers des solutions à la crise climatique. Ils peuvent également visiter theeartharchive.com et faire un don ou apporter leur soutien. À l’heure actuelle, The Earth Archive est neutre vis-à-vis des entreprises et du gouvernement, nous dépendons donc de la gentillesse des dons pour accomplir notre travail.

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