Lidar-tekniken är fjärranalystekniken som tillåter självkörande bilar att uppfatta sin omgivning. Genom att arbeta på ett liknande sätt som radar och ekolod, men med hjälp av ljusvågor snarare än radio eller ljud, skickar lidar ut laserpulser och mäter sedan hur lång tid det tar att studsa tillbaka. Genom att göra det tillåter det autonoma eller halvautonoma bilar att skapa 3D-modeller och kartor över sin miljö och därigenom få en mening om världen runt dem.
Innehåll
- Överladdande arkeologi
- Som en tredimensionell Google Earth
- Så gott vi kan, så snabbt vi kan
Så långt, så bekant, eller hur? Ett ambitiöst nytt projekt från två professorer vid Colorado State University vill använda samma teknik för att också göra känsla av världen - bara istället för att bara förstå världen direkt runt dem, vill de förstå hel världen — genom att använda lidar för att skanna den totala ytan av planeten jorden. Och de har bråttom att göra det också.
"Jorden förändras så snabbt att vi har begränsad tid att skapa dessa 3D-poster som kan bevaras för framtida generationer,"
Dr Chris Fisher, professor i arkeologi vid Colorado State, berättade för Digital Trends. "Detta är verkligen den ultimata gåvan som vi kan lämna till framtida generationer."Rekommenderade videor
Fisher har slagit sig ihop med geograf Steve Leisz att lansera vad de kallar Jordarkivet. Tanken, som Fisher noterar, är att använda lidar-skanning för att generera kartor över kulturella, geologiska och miljömässiga artefakter som är i riskzonen inför klimatförändringarna. De tror att dessa kommer att vara användbara för framtida forskare.
Överladdande arkeologi
"Jag är en arkeolog som har använt lidar-teknik under lång tid för att hitta arkeologiska platser och landskap," förklarade Fisher.
Denna användning av lidar är mycket mindre känd än dess användning i självkörande bilar. Men resultaten är inte mindre imponerande. Sommaren 2016 användes lidar för att skapa en karta över en sedan länge förlorad stad gömd under djungeltäcket i Kambodja. Lidarsystemet som användes i det fallet gjorde det möjligt att "se igenom" hindrande funktioner som träd och vegetation för att kartlägga marken under.
Fisher utför liknande arbete. Men som han påpekar, när han sållade igenom data som samlats in för sitt arbete, drog han slutsatsen att mycket av det han förkastade som irrelevant för hans forskning kunde vara extremt relevant för andra. "Jag utövar vad jag kallar "digital avskogning", att skura bort växtligheten för att avslöja det arkeologiska materialet nedanför," sa han. "Men alla dessa data jag rensar bort digitalt är hundratals andra forskares karriärer. När jag insåg detta blev det också klart att dessa lidar-poster representerar de ultimata bevarandeverktygen genom att de registrerar jordens yta och allt på den."
Till skillnad från lidar-skannrarna ombord i autonoma fordon tenderar de lidar-system som används av arkeologer att vara mer, ja, involverade. I fallet med den förlorade kambodjanska staden gjordes skanningarna med en helikopter med en lidarrigg installerad på dess undersida. Samtidigt, på The Earth Archive-webbplatsen, hänvisar det till att använda ett flygplan för att skjuta ett "tätt rutnät av infraröda strålar... mot marken."
Genom att utföra förbipassningar kan flera timmars täckning uppnå vad som annars skulle kräva bokstavligen årtionden av undersökningar på marken - och med mycket större precision. Resultaten gör mycket mer än enkla bilder också; den högupplösta skanningen ger forskare ett tätt moln av punkter som kan kartlägga objekt i tre dimensioner.
Som en tredimensionell Google Earth
Det finns tre faser i projektet Earth Archive. Det första steget är att skapa en baslinje över jorden som den är idag. Forskarna hävdar att det enda sättet att verkligen mäta klimatkrisinducerade förändringar är att ha två uppsättningar data - en "före" och "efter" - datauppsättning som kan analyseras. Just nu finns ingen högupplöst "före"-datauppsättning för större delen av planeten. Som ett resultat kan forskare inte vara säkra på exakt hur saker och ting förändras och om interventioner ger positiva resultat.
Låt oss arkivera allt på jorden - innan det är för sent | Chris Fisher | TEDxMileHigh
Det andra steget är att sedan bygga en virtuell modell med öppen källkod av planeten som är tillgänglig för alla forskare som vill komma åt den. Föreställ dig det som en tredimensionell Google Earth. Arkeologer kanske vill att detta ska söka efter odokumenterade bosättningar. Ekologer kunde under tiden använda det för att titta på skogssammansättningar. Geologer kan använda den för att studera saker som hydrologi, fel och störningar. "Möjligheterna är oändliga", konstaterar forskarna.
Det sista steget är att utveckla andra A.I. verktyg som kan analysera lidar-data på sätt som för närvarande inte går att tänka sig.
"Vi hoppas kunna göra datumet tillgängligt för så många forskare från andra intresserade intressenter som möjligt vi kanske inte kan verkligen öppna data med öppen källkod, men vi kan verkligen göra den allmänt tillgänglig, säger Fisher sa. "Det betyder att vi verkligen inte kan säga hur data kommer att användas i framtiden. Vi kan bara gissa - men det kommer utan tvekan att vara kritiskt."
Så gott vi kan, så snabbt vi kan
Kritisk verkar vara det avgörande ordet här. Forskarna noterar att 50 % av världens regnskogar redan har gått förlorade, 18 miljoner hektar skog förstörs varje år, och stigande havsnivåer hotar att göra städer, länder och kontinenter oigenkännlig. "Om vi inte har ett register över dessa platser kommer ingen i framtiden ens att veta att de existerade", noterar projektets webbplats. Att starta skanningsprocessen är därför en brådskande fråga.
"Så gott vi kan, så snabbt vi kan," sa Fisher och beskrev vägen framåt. Projektet börjar med Amazonas som, förklarade han, "vi tror att vi kan söka efter 15 miljoner dollar." Bestående av 5,5 miljoner kvadratkilometer (mer än hälften av Kanadas storlek) skulle det vara fantastiskt Start. Men det är bara en bråkdel av de 148 miljoner kvadratkilometer som är jordens icke-havliga landmassa. (Det finns betydligt mer om de planerar att skanna vatten, vilket lidar kan också användas för att sondera.)
"[Om folk är intresserade] kan de berätta för sina vänner och grannar," fortsatte Fisher. "De kan stödja vetenskapen generellt, och de kan pressa sina företrädare att gå vidare med lösningar på klimatkrisen. De kan också besöka theeartharchive.com och lämna en donation eller ge stöd. Just nu är The Earth Archive företags- och regeringsneutralt, så vi är beroende av donationernas vänlighet för att få vårt arbete gjort.”
Redaktörens rekommendationer
- Trolla katastrofer: Inuti världens största orkansimulator
- Ny hållbar plan för att mildra klimatförändringarna innebär... en korvkokare?
