Всередині неймовірно амбітний план сканувати всю Землю за допомогою лідара

Лідарна технологія – це технологія дистанційного зондування, яка дозволяє безпілотні автомобілі сприймати своє оточення. Працюючи так само, як радар і сонар, але використовуючи світлові хвилі, а не радіо чи звук, лідар посилає лазерні імпульси, а потім вимірює, скільки часу потрібно, щоб відскочити. Роблячи це, він дозволяє автономним або напівавтономним автомобілям створювати 3D-моделі та карти свого оточення, таким чином розуміючи навколишній світ.

Поки що знайоме, правда? Амбітний новий проект від двох професорів Університету штату Колорадо хоче використовувати ту саму технологію, щоб також зробити відчуття світу — тільки замість того, щоб просто розуміти світ навколо себе, вони хочуть зрозуміти сенс цілий світ — за допомогою лідара для сканування загальної площі поверхні планети Земля. І вони теж поспішають це зробити.

«Земля змінюється настільки швидко, що ми маємо обмежений час для створення цих 3D-записів, які можна зберегти для майбутніх поколінь»,

Доктор Кріс Фішер, професор археології в штаті Колорадо, розповів Digital Trends. «Це справді найкращий подарунок, який ми можемо залишити майбутнім поколінням».

Фішер об'єднався з географом Стів Лейс щоб запустити те, що вони називають Архів Землі. Ідея, як зазначає Фішер, полягає в тому, щоб використовувати лідарне сканування для створення карт культурних, геологічних та екологічних артефактів, які знаходяться під загрозою в умовах зміни клімату. Вони вважають, що це буде корисно для майбутніх науковців.

Надзарядка археології

«Я археолог, який тривалий час використовував лідарну технологію для пошуку археологічних пам’яток і ландшафтів», – пояснив Фішер.

Це використання лідара набагато менш відомо, ніж його використання в безпілотних автомобілях. Але результати не менш вражаючі. Влітку 2016 року за допомогою лідара була створена карта давно втраченого міста приховані під покривом джунглів у Камбоджі. Система лідара, застосована в цьому випадку, дозволила «переглянути» елементи, що заважають, наприклад дерева та рослинність, щоб нанести на карту землю під ними.

Аналогічну роботу проводить Фішер. Однак, як він зазначає, переглядаючи дані, зібрані для своєї роботи, він дійшов висновку, що багато з того, що він відкидав як нерелевантне для свого дослідження, могло бути надзвичайно актуальним для інших. «Я практикую те, що я називаю «цифровою вирубкою лісів», вичищаючи рослинність, щоб відкрити археологічні матеріали під ним», — сказав він. «Але всі дані, які я очищаю в цифровому вигляді, є кар’єрами сотень інших вчених. Коли я це зрозумів, стало зрозуміло, що ці лідарні записи є найкращим інструментом збереження, оскільки вони записують поверхню Землі та все, що на ній».

На відміну від бортових лідарних сканерів в автономних транспортних засобах, лідарні системи, які використовуються археологами, як правило, більш активні. У випадку з втраченим камбоджійським містом сканування було зроблено за допомогою вертольота з лідарною установкою, встановленою на його дні. Тим часом на веб-сайті The Earth Archive йдеться про використання літака для зйомки «щільної сітки інфрачервоних променів … до землі».

Здійснюючи обльоти, можна досягти кількох годин покриття, для чого в іншому випадку знадобилися б буквально десятиліття наземних досліджень — і з набагато більшим рівнем точності. Результати також роблять набагато більше, ніж прості зображення; сканування з високою роздільною здатністю надає дослідникам щільну хмару точок, які можуть відображати об’єкти в трьох вимірах.

Як тривимірний Google Earth

Проект «Архів Землі» складається з трьох етапів. Першим кроком є ​​створення базового запису Землі, якою вона є сьогодні. Дослідники стверджують, що єдиний спосіб справді виміряти зміни, викликані кліматичною кризою, — це мати два набори даних — «до» і «після» — набори даних, які можна проаналізувати. Наразі для більшої частини планети не існує набору даних високої роздільної здатності «до». У результаті вчені не можуть точно знати, як все змінюється і чи втручання дають позитивні результати.

Другим кроком є ​​створення віртуальної моделі планети з відкритим вихідним кодом, доступної для всіх вчених, які хочуть отримати до неї доступ. Уявіть це як тривимірний Google Earth. Археологам це може знадобитися для пошуку незадокументованих поселень. Екологи, тим часом, могли б використовувати його для огляду лісових композицій. Геологи можуть використовувати його для вивчення таких речей, як гідрологія, розломи та збурення. «Можливості безмежні», - зазначають дослідники.

Останнім кроком є ​​розробка іншого ШІ. інструменти, які можуть аналізувати дані лідара способами, які зараз неможливо уявити.

«Ми сподіваємося зробити дату доступною для якомога більшої кількості вчених інших зацікавлених сторін можливо, ми не зможемо по-справжньому відкрити джерело даних, але ми точно можемо зробити їх широкодоступними», – Фішер. сказав. «Це означає, що ми дійсно не можемо сказати, як ці дані будуть використовуватися в майбутньому. Ми можемо лише здогадуватися — але це, безсумнівно, буде критично».

Якнайкраще, так швидко, як ми можемо

Вирішальним словом тут є критичний. Дослідники відзначають, що 50% тропічних лісів у світі вже втрачено, 18 мільйонів акрів лісу щороку руйнується, а підвищення рівня моря загрожує зруйнувати міста, країни та континенти невпізнанний. «Якщо у нас не буде записів про ці місця, ніхто в майбутньому навіть не дізнається про їх існування», — зазначається на веб-сайті проекту. Тому почати процес сканування є терміновим питанням.

«Якщо ми можемо, якомога швидше», — сказав Фішер, описуючи подальший шлях. Проект починається з Amazon, який, як він пояснив, «ми вважаємо, що можемо просканувати 15 мільйонів доларів». Складається з 5,5 мільйонів квадратних кілометрів (більше половини Канади), що було б неймовірно початок. Але це лише невелика частка від 148 мільйонів квадратних кілометрів, які займають не океанську сушу. (Це значно більше, якщо вони планують сканувати воду, що лідар також можна використовувати для зондування.)

«[Якщо люди зацікавлені], вони можуть розповісти своїм друзям і сусідам», — продовжив Фішер. «Вони можуть підтримувати науку в цілому, і вони можуть тиснути на своїх представників, щоб вони просувалися вперед із вирішенням кліматичної кризи. Вони також можуть відвідати theeartharchive.com і залишити пожертву або надати підтримку. Наразі The Earth Archive є корпоративним і нейтральним щодо уряду, тому наша робота залежить від доброзичливості пожертв».

Рекомендації редакції

• Заклинання катастроф: у найбільшому в світі симуляторі ураганів
• Новий стійкий план пом’якшення наслідків зміни клімату включає… плиту для хот-догів?