Znotraj nesramno ambicioznega načrta skeniranja celotne Zemlje z lidarjem

click fraud protection

Tehnologija Lidar je tehnologija daljinskega zaznavanja, ki omogoča samovozeči avtomobili da zaznavajo svojo okolico. Deluje na podoben način kot radar in sonar, vendar uporablja svetlobne valove namesto radia ali zvoka, lidar pošilja laserske impulze in nato meri, koliko časa traja, da se odbije nazaj. Pri tem omogoča avtonomnim ali delno avtonomnim avtomobilom, da ustvarijo 3D modele in zemljevide svojega okolja ter tako osmislijo svet okoli sebe.

Vsebina

  • Napolnjena arheologija
  • Kot tridimenzionalni Google Earth
  • Kolikor lahko, čim hitreje

Zaenkrat tako znano, kajne? Ambiciozen nov projekt dveh profesorjev na univerzi Colorado State želi uporabiti isto tehnologijo tudi za izdelavo občutek sveta – le namesto da bi samo osmislili svet okoli sebe, želijo osmisliti celotno svetu — z uporabo lidarja za skeniranje celotne površine planeta Zemlje. In tudi njim se mudi, da to storijo.

Slike NASA Earth Observatory Jesse Allen

"Zemlja se spreminja tako hitro, da imamo omejen čas za ustvarjanje teh 3D zapisov, ki jih je mogoče ohraniti za prihodnje generacije,"

Dr. Chris Fisher, profesor arheologije na univerzi Colorado State, je za Digital Trends povedal. "To je resnično največje darilo, ki ga lahko zapustimo prihodnjim generacijam."

Priporočeni videoposnetki

Fisher se je povezal z geografom Steve Leisz za začetek tega, kar imenujejo Arhiv Zemlje. Zamisel, kot ugotavlja Fisher, je uporaba lidarskega skeniranja za ustvarjanje zemljevidov kulturnih, geoloških in okoljskih artefaktov, ki so ogroženi zaradi podnebnih sprememb. Menijo, da bodo ti koristni za bodoče znanstvenike.

Napolnjena arheologija

"Sem arheolog, ki že dolgo uporablja lidarsko tehnologijo za iskanje arheoloških najdišč in pokrajin," je pojasnil Fisher.

Ta uporaba lidarja je veliko manj znana kot njegova uporaba v samovozečih avtomobilih. A rezultati niso nič manj impresivni. Poleti 2016 je bil lidar uporabljen za izdelavo zemljevida dolgo izgubljenega mesta skrita pod pokrovom džungle v Kambodži. Sistem lidar, uporabljen v tem primeru, je omogočil "pogled skozi" ovire, kot so drevesa in vegetacija, za preslikavo tal pod njimi.

Fisher opravlja podobno delo. Vendar, kot poudarja, je med prebiranjem podatkov, zbranih za svoje delo, ugotovil, da je marsikaj, kar je zavrgel kot nepomembno za svojo raziskavo, lahko izjemno pomembno za druge. »Ukvarjam se s tem, kar imenujem 'digitalno krčenje gozdov', s čiščenjem vegetacije, da razkrijemo arheološke materiale spodaj,« je dejal. »Toda vsi ti podatki, ki jih digitalno očistim, so kariere na stotine drugih znanstvenikov. Ko sem to spoznal, je postalo tudi jasno, da ti lidarski zapisi predstavljajo ultimativno orodje za ohranjanje, saj beležijo zemeljsko površje in vse, kar je na njem.«

Slika NASA Earth Observatory Jesse Allen

Za razliko od vgrajenih lidarskih skenerjev v avtonomnih vozilih so lidarski sistemi, ki jih uporabljajo arheologi, ponavadi bolj vključeni. V primeru izgubljenega kamboškega mesta je bilo skeniranje narejeno s helikopterjem z lidarjem, nameščenim na spodnji strani. Medtem pa na spletni strani The Earth Archive omenja uporabo letala za streljanje "goste mreže infrardečih žarkov... proti tlom."

Z izvajanjem preletov lahko več ur pokritosti dosežete, kar bi sicer zahtevalo dobesedno desetletja raziskav na terenu – in z veliko večjo stopnjo natančnosti. Rezultati naredijo veliko več kot preproste slike; skeniranje z visoko ločljivostjo ponuja raziskovalcem gost oblak točk, ki lahko preslikajo predmete v treh dimenzijah.

Kot tridimenzionalni Google Earth

Projekt The Earth Archive ima tri faze. Prvi korak je ustvariti osnovni zapis Zemlje, kakršna je danes. Raziskovalci trdijo, da je edini način za resnično merjenje sprememb, ki jih povzroča podnebna kriza, ta, da imamo dva niza podatkov - "pred" in "po" - nabor podatkov, ki ju je mogoče analizirati. Trenutno za večino planeta ne obstaja nabor podatkov visoke ločljivosti »prej«. Posledično znanstveniki ne morejo natančno biti prepričani, kako se stvari spreminjajo in ali posegi dajejo pozitivne rezultate.

Arhivirajmo vse na Zemlji – preden bo prepozno | Chris Fisher | TEDxMileHigh

Drugi korak je izdelava virtualnega, odprtokodnega modela planeta, ki je dostopen vsem znanstvenikom, ki želijo dostopati do njega. Predstavljajte si ga kot tridimenzionalni Google Earth. Arheologi bi to morda želeli za iskanje nedokumentiranih naselbin. Ekologi bi ga medtem lahko uporabili za ogled gozdnih sestav. Geologi bi ga lahko uporabili za preučevanje stvari, kot so hidrologija, prelomi in motnje. "Možnosti so neskončne," ugotavljajo raziskovalci.

Zadnji korak je razvoj drugega UI. orodja, ki lahko analizirajo lidarske podatke na načine, ki si jih trenutno ni mogoče predstavljati.

»Upamo, da bo datum dostopen čim več znanstvenikom iz drugih zainteresiranih strani morda ne bomo mogli resnično odpreti podatkov, lahko pa jih naredimo široko dostopne,« Fisher rekel. »To pomeni, da res ne moremo povedati, kako se bodo podatki uporabljali v prihodnosti. Lahko samo ugibamo - a nedvomno bo kritično."

Kolikor lahko, čim hitreje

Zdi se, da je tukaj ključna beseda kritično. Raziskovalci ugotavljajo, da je 50 % svetovnih deževnih gozdov že izgubljenih, 18 milijonov hektarjev gozdov se vsako leto uniči, dvigovanje morske gladine pa grozi, da bo uničil mesta, države in celine neprepoznaven. "Če nimamo evidenc o teh krajih, nihče v prihodnosti ne bo niti vedel, da obstajajo," je zapisano na spletni strani projekta. Začetek postopka skeniranja je torej nujen.

Slika NASA Earth Observatory Jesse Allen

"Čim bolje lahko, kakor hitro lahko," je dejal Fisher in opisal pot naprej. Projekt se začenja z Amazonom, za katerega, kot je pojasnil, "verjamemo, da lahko skeniramo 15 milijonov dolarjev." Obsega 5,5 milijona kvadratnih kilometrov (več kot polovica velikosti Kanade), kar bi bilo neverjetno začetek. Toda to je le delček od 148 milijonov kvadratnih kilometrov Zemljine neoceanske kopenske mase. (Če nameravajo skenirati vodo, je veliko več, kar lidar se lahko uporablja tudi za sondiranje.)

"[Če ljudi zanima], lahko povedo svojim prijateljem in sosedom," je nadaljeval Fisher. »Lahko podpirajo znanost na splošno in lahko pritiskajo na svoje predstavnike, da napredujejo z rešitvami za podnebno krizo. Obiščejo lahko tudi theeartharchive.com in pustijo donacijo ali nudijo podporo. Trenutno je The Earth Archive korporativno in vladno nevtralen, zato smo pri opravljenem delu odvisni od prijaznosti donacij.«

Priporočila urednikov

  • Pričaranje katastrof: znotraj največjega simulatorja orkanov na svetu
  • Nov trajnostni načrt za ublažitev podnebnih sprememb vključuje … kuhalnik hrenovk?