În planul revoltător de ambițios de a scana întregul Pământ cu lidar

Tehnologia Lidar este tehnologia de teledetecție care permite mașini cu conducere autonomă pentru a percepe împrejurimile lor. Lucrând într-un mod similar cu radarul și sonarul, dar folosind unde luminoase mai degrabă decât radio sau sunet, lidar trimite impulsuri laser și apoi măsoară cât timp durează pentru a reveni. Procedând astfel, permite mașinilor autonome sau semi-autonome să creeze modele 3D și hărți ale mediului lor, dând astfel un sens lumii din jurul lor.

Până acum, atât de familiar, nu? Un nou proiect ambițios de la doi profesori de la Universitatea de Stat din Colorado vrea să folosească aceeași tehnologie pentru a face și el simțul lumii — numai că, în loc să dea doar sens lumii din jurul lor, ei vor să dea sens întreg lume — prin utilizarea lidar pentru a scana suprafața totală a planetei Pământ. Și ei se grăbesc să o facă, de asemenea.

„Pământul se schimbă atât de repede încât avem timp limitat pentru a crea aceste înregistrări 3D care pot fi păstrate pentru generațiile viitoare.” Dr. Chris Fisher, profesor de arheologie la Colorado State, a declarat pentru Digital Trends. „Acesta este cu adevărat darul suprem pe care îl putem lăsa generațiilor viitoare.”

Fisher a făcut echipă cu geograful Steve Leisz să lanseze ceea ce ei numesc Arhiva Pământului. Ideea, după cum notează Fisher, este de a folosi scanarea lidar pentru a genera hărți ale artefactelor culturale, geologice și de mediu care sunt expuse riscului în fața schimbărilor climatice. Ei cred că acestea vor fi utile viitorilor oameni de știință.

Supraalimentarea arheologiei

„Sunt un arheolog care folosește tehnologia lidar de multă vreme pentru a găsi situri și peisaje arheologice”, a explicat Fisher.

Această utilizare a lidarului este mult mai puțin cunoscută decât utilizarea sa în mașinile cu conducere autonomă. Dar rezultatele nu sunt mai puțin impresionante. În vara anului 2016, lidar a fost folosit pentru a crea o hartă a unui oraș pierdut de mult ascuns sub acoperirea junglei din Cambodgia. Sistemul lidar desfășurat în acel caz a făcut posibilă „privirea prin” elemente care obstrucționează, cum ar fi copacii și vegetația, pentru a cartografi pământul de dedesubt.

Fisher desfășoară o activitate similară. Cu toate acestea, după cum subliniază el, în timp ce a verificat datele adunate pentru munca sa, a ajuns la concluzia că o mare parte din ceea ce a aruncat ca fiind irelevante pentru cercetarea sa ar putea fi extrem de relevant pentru alții. „Plic ceea ce eu numesc „despădurire digitală”, curățând vegetația pentru a dezvălui materialele arheologice de dedesubt”, a spus el. „Dar toate acele date pe care le curăț digital sunt carierele a sute de alți oameni de știință. Când mi-am dat seama de acest lucru, a devenit, de asemenea, clar că aceste înregistrări lidar reprezintă instrumentele supreme de conservare, prin faptul că înregistrează suprafața Pământului și tot ce se află pe el.”

Spre deosebire de scanerele lidar de la bord din vehiculele autonome, sistemele lidar folosite de arheologi tind să fie mai, bine, implicate. În cazul orașului pierdut din Cambodgia, scanările au fost făcute folosind un elicopter cu o platformă lidar instalată pe partea inferioară. Între timp, pe site-ul The Earth Archive, se face referire la folosirea unui avion pentru a trage o „grilă densă de fascicule infraroșii... spre sol”.

Efectuând treceri de zbor, câteva ore de acoperire pot realiza ceea ce altfel ar necesita literalmente zeci de ani de sondaje la sol - și cu niveluri mult mai mari de precizie. Rezultatele fac mult mai mult decât simple imagini; scanarea de înaltă rezoluție oferă cercetătorilor un nor dens de puncte care pot cartografi obiecte în trei dimensiuni.

Ca un Google Earth tridimensional

Proiectul The Earth Archive are trei faze. Primul pas este de a crea o înregistrare de bază a Pământului așa cum este astăzi. Cercetătorii susțin că singura modalitate de a măsura cu adevărat schimbările induse de criza climatică este de a avea două seturi de date – un „înainte” și „după” – un set de date care să poată fi analizat. În prezent, nu există un set de date de înaltă rezoluție „înainte” pentru cea mai mare parte a planetei. Drept urmare, oamenii de știință nu pot fi siguri exact cum se schimbă lucrurile și dacă intervențiile dau rezultate pozitive.

Al doilea pas este să construim apoi un model virtual, open-source al planetei, care este accesibil tuturor oamenilor de știință care doresc să-l acceseze. Imaginează-l ca pe un Google Earth tridimensional. Arheologii ar putea dori acest lucru pentru a căuta așezări nedocumentate. Între timp, ecologiștii l-ar putea folosi pentru a analiza compozițiile pădurilor. Geologii l-ar putea folosi pentru a studia lucruri precum hidrologia, faliile și perturbațiile. „Posibilitățile sunt nesfârșite”, notează cercetătorii.

Pasul final este dezvoltarea altor I.A. instrumente care pot analiza datele lidar în moduri care nu pot fi concepute în prezent.

„Sperăm să facem data să fie accesibilă cât mai multor oameni de știință din alte părți interesate posibil s-ar putea să nu putem deschide cu adevărat datele, dar cu siguranță le putem face disponibile pe scară largă”, Fisher a spus. „Asta înseamnă că nu putem spune cum vor fi folosite datele în viitor. Putem doar ghici, dar, fără îndoială, va fi critic.”

Cât de bine putem, cât de repede putem

Critic pare să fie cuvântul crucial aici. Cercetătorii notează că 50% din pădurile tropicale ale lumii s-au pierdut deja, 18 milioane de acri de pădure. este distrus în fiecare an, iar creșterea nivelului mării amenință să facă orașe, țări și continente de nerecunoscut. „Dacă nu avem o înregistrare a acestor locuri, nimeni în viitor nu va ști măcar că există”, notează site-ul web al proiectului. Prin urmare, începerea procesului de scanare este o chestiune de urgență.

„Cât putem de bine, cât de repede putem”, a spus Fisher, descriind calea de urmat. Proiectul începe cu Amazon, care, a explicat el, „credem că putem scana pentru 15 milioane de dolari”. Constând din 5,5 milioane de kilometri pătrați (mai mult de jumătate din dimensiunea Canadei), ar fi uimitor start. Dar este doar o fracțiune din cele 148 de milioane de kilometri pătrați care reprezintă masa terestră non-oceanică a Pământului. (Există considerabil mai mult dacă intenționează să scaneze apa, ceea ce lidar poate fi folosit și pentru a sonda.)

„[Dacă oamenii sunt interesați] își pot spune prietenilor și vecinilor”, a continuat Fisher. „Ei pot sprijini știința în general și își pot face presiuni pe reprezentanții lor pentru a merge mai departe cu soluții la criza climatică. De asemenea, aceștia pot vizita theeartharchive.com și pot lăsa o donație sau pot oferi sprijin. În acest moment, Arhiva Pământului este corporativă și neutră din punct de vedere guvernamental, așa că depindem de amabilitatea donațiilor pentru a ne duce la bun sfârșit munca.”

Recomandările editorilor

• Catastrofe evocatoare: în cel mai mare simulator de uragan din lume
• Noul plan durabil de atenuare a schimbărilor climatice implică... un aragaz pentru hot dog?