Nepaprastai ambicingas planas nuskaityti visą Žemę su lidaru

Lidar technologija yra nuotolinio stebėjimo technologija, kuri leidžia savarankiškai važiuojančių automobilių suvokti savo aplinką. Veikdamas panašiai kaip radaras ir sonaras, tačiau naudodamas šviesos bangas, o ne radiją ar garsą, lidaras siunčia lazerio impulsus ir matuoja, kiek laiko reikia atšokti. Tai leidžia autonominiams arba pusiau autonominiams automobiliams kurti 3D modelius ir savo aplinkos žemėlapius, taip suvokiant juos supantį pasaulį.

Iki šiol taip pažįstama, tiesa? Naujas ambicingas dviejų Kolorado valstijos universiteto profesorių projektas taip pat nori naudoti tą pačią technologiją pasaulio jausmas – tik užuot tiesiog įprasminęs juos supantį pasaulį, jie nori įprasminti visas pasaulis – naudojant lidarą visam Žemės planetos paviršiaus plotui nuskaityti. Ir jie taip pat skuba tai padaryti.

„Žemė keičiasi taip greitai, kad turime ribotą laiką sukurti šiuos 3D įrašus, kurie gali būti išsaugoti ateities kartoms“,

Daktaras Chrisas Fisheris, Kolorado valstijos archeologijos profesorius, pasakojo „Digital Trends“. „Tai tikrai didžiausia dovana, kurią galime palikti ateities kartoms.

Fisheris susivienijo su geografu Steve'as Leišas pradėti tai, ką jie vadina Žemės archyvas. Idėja, kaip pažymi Fisheris, yra naudoti lidaro nuskaitymą, kad būtų sukurti kultūrinių, geologinių ir aplinkos artefaktų žemėlapiai, kuriems kyla pavojus klimato kaitos akivaizdoje. Jie mano, kad tai bus naudinga būsimiems mokslininkams.

Supercharging archeologija

„Esu archeologas, kuris ilgą laiką naudojo lidaro technologiją, kad surastų archeologines vietas ir kraštovaizdžius“, - paaiškino Fisheris.

Šis lidar naudojimas yra daug mažiau žinomas nei jo naudojimas savarankiškai vairuojamuose automobiliuose. Tačiau rezultatai ne mažiau įspūdingi. 2016 m. vasarą lidaras buvo naudojamas kuriant seniai prarasto miesto žemėlapį paslėptas po džiunglių danga Kambodžoje. Šiuo atveju įdiegta „lidar“ sistema leido „peržiūrėti“ kliūtis, tokias kaip medžiai ir augmenija, kad būtų galima nustatyti žemę po juo.

Fisheris atlieka panašų darbą. Tačiau, kaip jis pažymi, sijodamas savo darbui surinktus duomenis, jis padarė išvadą, kad daugelis to, ką jis atmetė kaip nereikšmingus savo tyrimui, gali būti labai svarbūs kitiems. „Aš praktikuoju tai, ką vadinu „skaitmeniniu miškų kirtimu“, šalindamas augmeniją, kad atskleisčiau archeologines medžiagas, esančias apačioje“, – sakė jis. „Tačiau visi tie duomenys, kuriuos išvalau skaitmeniniu būdu, yra šimtų kitų mokslininkų karjera. Kai tai supratau, taip pat tapo aišku, kad šie lidaro įrašai yra geriausi išsaugojimo įrankiai, nes juose užfiksuotas Žemės paviršius ir viskas, kas jame yra.

Skirtingai nei autonominėse transporto priemonėse sumontuoti lidar skaitytuvai, archeologų naudojamos lidar sistemos paprastai yra labiau įtrauktos. Dingusio Kambodžos miesto atveju skenavimas buvo atliktas naudojant sraigtasparnį, kurio apačioje buvo sumontuotas lidar įrenginys. Tuo tarpu „The Earth Archive“ svetainėje minima, kaip lėktuvu šaudyti „tankiu infraraudonųjų spindulių tinkleliu... link žemės“.

Atliekant praplaukimus, kelių valandų aprėptis gali pasiekti tai, ko kitu atveju prireiktų dešimtmečius trukusių antžeminių tyrimų – ir daug didesnio tikslumo. Rezultatai suteikia daug daugiau nei paprasti vaizdai; didelės raiškos nuskaitymas suteikia tyrėjams tankų taškų debesį, kuris gali atvaizduoti objektus trimis matmenimis.

Kaip trimatėje „Google“ žemėje

Yra trys Žemės archyvo projekto etapai. Pirmasis žingsnis yra sukurti pradinį Žemės įrašą, koks jis yra šiandien. Tyrėjai teigia, kad vienintelis būdas iš tikrųjų įvertinti klimato krizės sukeltus pokyčius yra turėti du duomenų rinkinius – „prieš“ ir „po“ – duomenų rinkinį, kurį galima analizuoti. Šiuo metu didžiojoje planetos dalyje nėra didelės raiškos duomenų rinkinio „prieš“. Dėl to mokslininkai negali būti tikri, kaip viskas keičiasi ir ar intervencijos duoda teigiamų rezultatų.

Antrasis žingsnis yra sukurti virtualų atvirojo kodo planetos modelį, kuris būtų prieinamas visiems mokslininkams, kurie nori jį pasiekti. Įsivaizduokite tai kaip trimatę „Google“ žemę. Archeologai gali norėti, kad tai ieškotų nedokumentuotų gyvenviečių. Tuo tarpu ekologai galėtų jį naudoti norėdami pažvelgti į miško kompozicijas. Geologai galėtų jį panaudoti tirdami tokius dalykus kaip hidrologija, gedimai ir trikdžiai. „Galimybės yra neribotos“, – pažymi mokslininkai.

Paskutinis žingsnis yra sukurti kitą A.I. įrankiai, kurie gali analizuoti lidar duomenis tokiais būdais, kurių šiuo metu neįmanoma įsivaizduoti.

„Tikimės, kad data taptų prieinama kuo daugiau mokslininkų iš kitų suinteresuotų šalių Galbūt mes negalėsime iš tikrųjų pateikti duomenų atviro kodo, bet tikrai galime padaryti juos plačiai prieinamus“, - sakė Fisheris sakė. „Tai reiškia, kad tikrai negalime pasakyti, kaip duomenys bus naudojami ateityje. Galime tik spėlioti, bet tai neabejotinai bus kritiška.

Kaip galime, kuo greičiau

Atrodo, kad čia svarbiausias žodis yra kritiškumas. Tyrėjai pažymi, kad 50% pasaulio atogrąžų miškų jau buvo prarasti, 18 milijonų akrų miško kasmet sunaikinamas, o kylantis jūros lygis kelia grėsmę miestams, šalims ir žemynams neatpažįstamas. „Jei neturėsime šių vietų įrašų, niekas ateityje net nesužinos, kad jos egzistavo“, – rašoma projekto svetainėje. Todėl nuskaitymo procesą reikia pradėti skubiai.

„Kaip tik galime, kuo greičiau“, - sakė Fisheris, apibūdindamas kelią į priekį. Projektas prasideda nuo „Amazon“, kuris, pasak jo, „manome, kad galime nuskaityti 15 mln. Tai būtų nuostabu, sudaryta iš 5,5 milijono kvadratinių kilometrų (daugiau nei pusė Kanados dydžio). pradėti. Tačiau tai tik dalis 148 milijonų kvadratinių kilometrų, kurie yra Žemės ne vandenyno sausumos masė. (Jei jie planuoja nuskaityti vandenį, yra daug daugiau, o tai Lidar taip pat gali būti naudojamas zondavimui.)

„[Jei žmonės domisi], jie gali pasakyti savo draugams ir kaimynams“, - tęsė Fisheris. „Jie gali remti mokslą apskritai ir gali spausti savo atstovus ieškoti klimato krizės sprendimų. Jie taip pat gali apsilankyti theeartarchive.com ir palikti auką arba suteikti paramą. Šiuo metu Žemės archyvas yra neutralus įmonių ir vyriausybės atžvilgiu, todėl mes priklausome nuo aukų gerumo, kad galėtume atlikti savo darbą.

Redaktorių rekomendacijos

• Katastrofų užburimas: didžiausiame pasaulyje uraganų simuliatoriuje
• Naujas tvarus klimato kaitos mažinimo planas apima... dešrainių viryklę?