Πώς ζούσαν οι πρόγονοί μας σε αυτή την τεράστια έκταση της γης όπου οι άνθρωποι είναι μικροί αλλά αναπαράγονται επίμονα; Καλλιέργησαν τρόφιμα, έχτισαν σπίτια, σχημάτισαν φυλές, έχτισαν πόλεις και άφησαν ίχνη της ύπαρξής τους.
Μέσα από την εξερεύνηση των μνημείων, μπορούμε να συμπεράνουμε τον τρόπο ζωής, τον κοινωνικό πολιτισμό και το επίπεδο τεχνολογικής ανάπτυξης των αρχαίων ανθρώπων. Ωστόσο, μετά από χιλιάδες χρόνια, η εύρεση των υπολειμμάτων που άφησαν οι αρχαίοι δεν είναι εύκολη υπόθεση.
Επειδή ο χρόνος φέρνει μια μεγάλη αλλαγή στους κόσμους, τα πρώην κτίρια μπορεί να ήταν θαμμένα βαθιά στο έδαφος. Είτε πρόκειται για τεράστια βλάστηση είτε για πυκνά δάση, μπορούν εύκολα να εμποδίσουν την εξερεύνηση του υπόγειου κόσμου. Ωστόσο, η εμφάνιση της τεχνολογίας LiDAR μπορεί να μας βοηθήσει να αποκαλύψουμε το χερσαίο «πέπλο», ώστε να μπορούμε να δούμε το πιο πρωτότυπο «πρόσωπο» της γης.
Lidar, ένα ισχυρό εργαλείο για την εξερεύνηση λειψάνων
Στις αρχές του 20ου αιώνα, ο Βρετανός εξερευνητής Percy Fawceet πήγε στον Αμαζόνιο πολλές φορές αναζητώντας τους αρχαίους πολιτισμούς που κάποτε υπήρχαν σε αυτή τη γη, για να χαθεί για πάντα στα πυκνά δάση του Αμαζονίου κατά την αναζήτησή του για τα λείψανα. . Έτσι, τα ιστορικά λείψανα της περιοχής του Αμαζονίου εξαφανίστηκαν από την οπτική γωνία των ανθρώπων μαζί με εκείνη την αποστολή.
Ωστόσο, μια πρόσφατη εργασία που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature, οι επιστήμονες που χρησιμοποιούν το LIDAR, πήραν τελικά μια εικόνα για το πώς μοιάζουν τα ερείπια μιας αρχαίας πόλης στο δάσος της λεκάνης του Αμαζονίου. Ας ξεκινήσουμε βλέποντας πώς μοιάζουν τα ερείπια.
Τα κτίρια που εμφανίζονται χτίστηκαν από την κοινότητα Kasarabe μεταξύ του 500-1400 μ.Χ. και είναι ίχνη από πρώην σπίτια, βεράντες, φράχτες και άλλα τεχνητά πράγματα. Αυτή η εικόνα λήφθηκε από ένα ελικόπτερο που μετέφερε LIDAR πάνω από το δάσος και εικόνες που έχουν υποστεί επεξεργασία.
Αλλά ίσως θα διαπιστώσετε ότι αυτή η εικόνα φαίνεται να είναι λίγο διαφορετική από τις συνηθισμένες εναέριες φωτογραφίες, στην πραγματικότητα η μεγαλύτερη αλλαγή είναι ότι - τα δάση χάθηκαν.
Αριστερά: Εικόνα εναέριας κάμερας του δάσους Δεξιά: Εικόνα LIDAR της ίδιας τοποθεσίας
Χωρίς τη σκιά του δάσους γίνονται ορατά τα ίχνη των αρχαίων κτισμάτων. Η αρχαιολογική εργασία έχει γίνει πολύ πιο εύκολη. Λαμβάνοντας υπόψη ότι πριν από την έλευση του LiDAR, για να εξερευνήσει κανείς τα ερείπια του δάσους, έπρεπε να μάθει να επιβιώνει στη φύση και να πηδά πάνω-κάτω στο τροπικό δάσος κατά τη διάρκεια της επιτόπιας εργασίας.
Τώρα με το LiDAR, οι αρχαιολόγοι θα μπορούν να αποφύγουν την ενόχληση των δέντρων και να παρατηρήσουν πιο καθαρά αρχαίους αρχιτεκτονικούς χώρους. Πώς σχεδιάζεται λοιπόν ο τοπογραφικός χάρτης που αποκλείει την παρεμβολή δέντρων;
Ενεργή απεικόνιση για φωτισμό σκοτεινών γωνιών
Πυκνό δάσος, τα φύλλα εμποδίζουν το μεγαλύτερο μέρος του ηλιακού φωτός, έτσι πολύ λίγο ηλιακό φως μπορεί να λάμπει στο έδαφος κάτω από τα δέντρα. Κατά την παρατήρηση από τον ουρανό, δεν υπάρχει σχεδόν κανένας τρόπος για μια συνηθισμένη κάμερα να πάρει μια εικόνα του εδάφους και τα κενά στα φύλλα είναι ως επί το πλείστον σκοτεινές σκιές.
Η κάμερα είναι ένας παθητικός εξοπλισμός απεικόνισης και η κάμερα λαμβάνει το φως που εκπέμπεται ή ανακλάται από τον έξω κόσμο για να σχηματίσει μια φωτογραφία. Το LIDAR είναι ένας ενεργός ανιχνευτής, ο οποίος στέλνει ένα λέιζερ για να ανιχνεύσει το σχήμα του έξω κόσμου.
Για πολύπλοκα τοπία όπως τα δάση, υπάρχουν ακόμα πολλές ακτίνες λέιζερ που μπορούν να φτάσουν στο έδαφος κάτω από τα δέντρα. Τα δεδομένα νέφους σημείου από το LIDAR αποστέλλονται στον υπολογιστή, ο οποίος προσδιορίζει ποια σημεία δεδομένων προέρχονται από το δάσος και ποια από το έδαφος και, στη συνέχεια, φιλτράρει τα δεδομένα νέφους σημείου από το δάσος, αφήνοντας τα δεδομένα τοπογραφίας εδάφους.
Ακατέργαστα δεδομένα νέφους σημείων που αποκτήθηκαν από το LiDAR
Ταξινόμηση σημείων από υπολογιστή (τα μαύρα σημεία είναι σημεία δεδομένων για τη βλάστηση, τα έγχρωμα σημεία είναι σημεία δεδομένων για την επιφάνεια του εδάφους)
Η εικόνα του γυμνού εδάφους στην επιφάνεια του εδάφους που λαμβάνεται μετά το φιλτράρισμα του νέφους του σημείου βλάστησης, που ονομάζεται επίσης ψηφιακό υψομετρικό μοντέλο (DEM)
Η «υπερδύναμη» του LiDAR στη χαρτογράφηση εδάφους το έχει κάνει αγαπητό στους αρχαιολόγους σε όλο τον κόσμο. Το 2016, το έργο pacaunam διεξήγαγε μια μεγάλης κλίμακας έρευνα LiDAR στο αποθεματικό της βιόσφαιρας των Μάγια στη Γουατεμάλα, η οποία αποκάλυψε περισσότερες από 60,{3}} αρχαίες κατασκευές και περισσότερα από 100 χιλιόμετρα πεζοδρομίων. Αυτό το αποτέλεσμα υποδηλώνει την ύπαρξη ενός πολιτισμού των Μάγια στην περιοχή που αποτελείται από εκατομμύρια ανθρώπους.
Αυτή η τεχνολογία χρησιμοποιήθηκε επίσης στην έρευνα της αρχαίας πόλης Liangzhu, όπου το LIDAR σάρωσε την τοποθεσία και φιλτράρισε τη βλάστηση στο έδαφος για να αποκαλύψει τις εγκαταστάσεις νερού, τους εξωτερικούς τοίχους και άλλες δομές της αρχαίας πόλης.
Όχι μόνο μπορείτε να ανακαλύψετε το παρελθόν, αλλά μπορείτε επίσης να προειδοποιήσετε το μέλλον
Εκτός από τη χρήση του LIDAR για την ανίχνευση λειψάνων, η σαφής αναπαράσταση του εδάφους και του τοπίου του LIDAR το καθιστά επίσης χρήσιμο για την πρόληψη κατολισθήσεων.
Η κατολίσθηση είναι ένας από τους συνηθισμένους γεωλογικούς κινδύνους και κάθε χρόνο άνθρωποι χάνουν τις περιουσίες τους, ακόμη και τη ζωή τους λόγω κατολισθήσεων. Η κατανόηση του μηχανισμού δημιουργίας κατολισθήσεων, η παρατήρηση των προδρόμων της εμφάνισης κατολισθήσεων και η καθιέρωση ενός αντίστοιχου συστήματος πρόβλεψης κατολισθήσεων είναι σημαντικά εργαλεία για τον μετριασμό των κινδύνων κατολισθήσεων.
Το ψηφιακό υψομετρικό μοντέλο υψηλής ακρίβειας (HRDEM) που λαμβάνεται με τη χαρτογράφηση LiDAR είναι ένας ισχυρός βοηθός για τους γεωλόγους να αναλύσουν τους μηχανισμούς κατολισθήσεων και να δημιουργήσουν μοντέλα έγκαιρης προειδοποίησης.
Για την έρευνα κατολισθήσεων απαιτείται μεγάλος όγκος δεδομένων κατολισθήσεων ως ερευνητικό υλικό. Οι επιστήμονες έχουν κατασκευάσει χάρτες απογραφής κατολισθήσεων χρησιμοποιώντας δορυφόρους τηλεπισκόπησης, LIDAR, εναέριες κάμερες και άλλα μέσα παρατήρησης.
Ο χάρτης υποδεικνύει τη θέση των προηγούμενων κατολισθήσεων σε κάθε περιοχή, το σχήμα της κατολίσθησης και περιέχει επίσης πληροφορίες για τη βροχόπτωση και τον τύπο του εδάφους στην περιοχή, καθώς και το βαθμό δόνησης του σεισμού. Χρησιμοποιώντας τον χάρτη απογραφής κατολισθήσεων, μπορεί κανείς να υπολογίσει την πιθανότητα κατολισθήσεων σε κάθε περιοχή.
Χάρτης απογραφής κατολισθήσεων βασισμένος στη χαρτογράφηση LiDAR, διαφορετικές χρωματικές περιοχές αντιπροσωπεύουν διαφορετικούς τύπους κατολισθήσεων Το κόκκινο μπλοκ χρώματος στον μικρό χάρτη στην κάτω δεξιά γωνία αντιπροσωπεύει βαθιές κατολισθήσεις και το μπλε χρωματικό μπλοκ αντιπροσωπεύει ρηχές κατολισθήσεις.
Πριν απόεμφανίζεται κατολίσθηση, θα σχηματιστεί ένα ορισμένο ύψος ανύψωσης στο κάτω μέρος της κατολίσθησης και θα δημιουργηθούν ρωγμές στην επιφάνεια του πρανούς. Λόγω της κάλυψης με βλάστηση, δεν υπάρχει τρόπος να παρατηρήσετε αυτά τα σημάδια με γυμνό μάτι ή κάμερα, αλλά με τη βοήθεια του LiDAR μπορεί να είναι μια καλή λύση σε αυτό το πρόβλημα.
Με την ανάπτυξη ενός στόλου UAV εξοπλισμένων με LIDAR σε περιοχές με υψηλή συχνότητα κατολισθήσεων, τα δεδομένα παρατήρησης θα βελτιώσουν αποτελεσματικά την ικανότητα και την ακρίβειά μας στην πρόβλεψη κατολισθήσεων με σάρωση και παρατήρηση της επιφανειακής μορφολογίας της πλαγιάς χωρίς διακοπή.
Δεν είναι εύκολο να ανακαλύψεις τι συνέβη στο παρελθόν σε ένα συγκεκριμένο κομμάτι γης. Καθώς περνά ο καιρός, τα ίχνη της ανθρώπινης δραστηριότητας και οι αλλαγές του φλοιού βυθίζονται σταδιακά από τη φύση. Ωστόσο, το LiDAR μας δίνει την ευκαιρία να ξαναγνωριστούμε με το «παρελθόν» και να βρούμε έμπνευση για το μέλλον από τα απομεινάρια του «παρελθόντος».
Εάν θέλετε να μάθετε περισσότερες πληροφορίες για το MRJ-Laser, επισκεφθείτε:
Μηχάνημα καθαρισμού με λέιζερ:https://www.mrj-laserclean.com/laser-cleaning-machine/
Μηχανή σήμανσης λέιζερ:https://www.mrj-laserclean.com/laser-marking-machine/
Μηχανή συγκόλλησης με λέιζερ:https://www.mrj-laserclean.com/laser-welding-machine/
