Внутри возмутительно амбициозного плана по сканированию всей Земли с помощью лидара

Лидарная технология — это технология дистанционного зондирования, которая позволяет беспилотные автомобили воспринимать свое окружение. Работая аналогично радару и гидролокатору, но используя световые волны, а не радио или звук, лидар посылает лазерные импульсы, а затем измеряет, сколько времени потребуется, чтобы прийти в норму. При этом он позволяет автономным или полуавтономным автомобилям создавать 3D-модели и карты окружающей среды, тем самым придавая смысл окружающему миру.

До сих пор так знакомо, правда? Новый амбициозный проект двух профессоров Университета штата Колорадо предполагает использовать ту же технологию для создания смысл мира — только вместо того, чтобы просто осмысливать мир непосредственно вокруг себя, они хотят осмыслить весь мир — с помощью лидара для сканирования всей площади поверхности планеты Земля. И они тоже торопятся это сделать.

«Земля меняется так быстро, что у нас ограничено время для создания этих 3D-записей, которые можно сохранить для будущих поколений», Доктор Крис Фишер, профессор археологии в штате Колорадо, рассказал Digital Trends. «Это действительно величайший подарок, который мы можем оставить будущим поколениям».

Фишер объединился с географом Стив Лейс запустить то, что они называют Архив Земли. Идея, как отмечает Фишер, состоит в том, чтобы использовать лидарное сканирование для создания карт культурных, геологических и экологических артефактов, которые подвергаются риску в условиях изменения климата. Они считают, что это будет полезно будущим ученым.

Ускоренная археология

«Я археолог, который уже давно использует лидарную технологию для поиска археологических памятников и ландшафтов», — объяснил Фишер.

Такое использование лидара гораздо менее известно, чем его применение в беспилотных автомобилях. Но результаты не менее впечатляющие. Летом 2016 года с помощью лидара создали карту давно затерянного города. спрятанный под покровом джунглей в Камбодже. Лидарная система, развернутая в этом случае, позволила «просматривать» препятствия, такие как деревья и растительность, для составления карты земли под ними.

Фишер проводит аналогичную работу. Однако, как он отмечает, анализируя данные, собранные для его работы, он пришел к выводу, что многое из того, что он отбрасывал как нерелевантное для своего исследования, может быть чрезвычайно важным для других. «Я практикую то, что я называю «цифровой вырубкой лесов», вычищая растительность, чтобы обнажить археологические материалы внизу», — сказал он. «Но все те данные, которые я очищаю в цифровом виде, — это карьеры сотен других ученых. Когда я это осознал, стало также ясно, что эти лидарные записи представляют собой идеальные инструменты сохранения, поскольку они записывают поверхность Земли и все, что на ней».

В отличие от бортовых лидарных сканеров в автономных транспортных средствах, лидарные системы, используемые археологами, как правило, более сложны. В случае с затерянным камбоджийским городом сканирование производилось с помощью вертолета с установленным на его нижней стороне лидаром. Тем временем на веб-сайте The Earth Archive упоминается об использовании самолета для стрельбы «плотной сеткой инфракрасных лучей… по направлению к земле».

Выполняя пролеты, несколько часов наблюдения могут достичь того, что в противном случае потребовало бы буквально десятилетий наземных исследований - и с гораздо более высоким уровнем точности. Результаты — это гораздо больше, чем просто изображения; Сканирование с высоким разрешением предоставляет исследователям плотное облако точек, которое позволяет отображать объекты в трех измерениях.

Как трехмерная Google Earth

Проект «Архив Земли» состоит из трех этапов. Первый шаг — создать базовую информацию о Земле в том виде, в каком она есть сегодня. Исследователи утверждают, что единственный способ по-настоящему измерить изменения, вызванные климатическим кризисом, — это иметь два набора данных — «до» и «после» — набор данных, которые можно проанализировать. На данный момент для большей части планеты не существует набора данных высокого разрешения «до». В результате ученые не могут быть уверены в том, как именно ситуация меняется и дают ли вмешательства положительные результаты.

Второй шаг — создать виртуальную модель планеты с открытым исходным кодом, доступную всем ученым, желающим получить к ней доступ. Представьте это как трехмерную Google Планета Земля. Археологам это может понадобиться для поиска незарегистрированных поселений. Тем временем экологи могли бы использовать его для изучения состава леса. Геологи могли бы использовать его для изучения таких вещей, как гидрология, разломы и возмущения. «Возможности безграничны», — отмечают исследователи.

Последним шагом является разработка других ИИ. инструменты, которые могут анализировать лидарные данные способами, которые в настоящее время невозможно себе представить.

«Мы надеемся сделать эту дату доступной для как можно большего числа ученых и других заинтересованных сторон. Возможно, мы не сможем по-настоящему открыть исходные данные, но мы, безусловно, можем сделать их широко доступными», — Фишер. сказал. «Это означает, что мы действительно не можем сказать, как данные будут использоваться в будущем. Мы можем только догадываться, но это, несомненно, будет иметь решающее значение».

Как можно лучше, как можно быстрее

Критический, кажется, здесь решающее слово. Исследователи отмечают, что 50% тропических лесов мира уже потеряно, 18 миллионов акров леса разрушается каждый год, а повышение уровня моря грозит разрушить города, страны и континенты. неузнаваемый. «Если у нас не будет записей об этих местах, никто в будущем даже не узнает об их существовании», — отмечается на сайте проекта. Поэтому запуск процесса сканирования является делом безотлагательным.

«Как можно лучше и как можно быстрее», — сказал Фишер, описывая путь вперед. Проект начинается с Amazon, который, как он объяснил, «мы считаем, что сможем сканировать за 15 миллионов долларов». Состоящий из 5,5 миллионов квадратных километров (более половины площади Канады), это было бы потрясающим начинать. Но это лишь часть из 148 миллионов квадратных километров суши Земли, не являющейся океаном. (Есть значительно больше, если они планируют сканировать воду, что лидар также можно использовать для зондирования.)

«[Если людям интересно] они могут рассказать об этом своим друзьям и соседям», – продолжил Фишер. «Они могут поддерживать науку в целом и оказывать давление на своих представителей, чтобы они продвигались вперед в поиске решений климатического кризиса. Они также могут посетить theeartharchive.com и оставить пожертвование или оказать поддержку. В настоящее время Архив Земли является корпоративным и нейтральным по отношению к правительству, поэтому мы зависим от доброты пожертвований, чтобы выполнить нашу работу».

Рекомендации редакции

• Вызывающие катастрофы: внутри крупнейшего в мире симулятора ураганов
• Новый устойчивый план по смягчению последствий изменения климата включает в себя… плиту для хот-догов?