Как жили наши предки на этом огромном пространстве земли, где люди маленькие, но цепко размножаются? Они выращивали пищу, строили дома, образовывали племена, строили города и оставляли следы своего существования.
Благодаря исследованию памятников мы можем определить образ жизни, социальную культуру и уровень технологического развития древних людей. Однако спустя тысячи лет найти останки, оставленные древними, — задача не из легких.
Поскольку время вносит большие изменения в миры, прежние постройки могли быть глубоко погребены под землей. Будь то обширная растительность или густые леса, они могут легко заблокировать наше исследование подземного мира. Однако появление технологии LiDAR может помочь нам раскрыть наземную «завесу», благодаря чему мы сможем увидеть самое оригинальное «лицо» земли.
Лидар, мощный инструмент для исследования реликвий
В начале 20 века британский исследователь Перси Фосит несколько раз заходил в Амазонку в поисках древних цивилизаций, когда-то существовавших на этой земле, только для того, чтобы навсегда потеряться в густых лесах Амазонки во время поисков реликвий. . Таким образом, исторические реликвии Амазонии исчезли из поля зрения людей вместе с той экспедицией.
Однако в недавней статье, опубликованной в журнале Nature, ученые с помощью LIDAR наконец-то получили картину того, как выглядят остатки древнего города в лесу бассейна реки Амазонки. Начнем с того, что посмотрим, как выглядят руины.
Показанные здания были построены общиной Касарабе между 500-1400 н.э. и представляют собой следы бывших домов, террас, заборов и других рукотворных вещей. Это изображение было получено с вертолета, несущего LIDAR над лесом, и изображения после обработки.
Но, возможно, вы обнаружите, что эта картина кажется немного отличной от обычных аэрофотоснимков, на самом деле самое большое изменение заключается в том, что леса потеряны.
Слева: изображение леса с аэрофотосъемки. Справа: изображение того же места с помощью лидара.
Без тени леса становятся видны следы древних построек. Археологические работы стали намного проще. Учитывая, что до появления LiDAR, чтобы исследовать остатки леса, нужно было научиться выживать в дикой природе и прыгать в тропическом лесу во время полевых работ.
Теперь с LiDAR археологи смогут не тревожить деревья и более четко наблюдать за древними архитектурными объектами. Итак, как рисуется топографическая карта, исключающая интерференцию деревьев?
Активное изображение для освещения темных углов
Густой лес, листья блокируют большую часть солнечного света, поэтому на землю под деревьями может светить очень мало солнечного света. При наблюдении с неба обычная камера почти не имеет возможности получить изображение земли, а просветы в листьях — это в основном темные тени.
Камера представляет собой пассивное оборудование для обработки изображений, и камера получает свет, излучаемый или отраженный от внешнего мира, для формирования фотографии. LIDAR — это активный детектор, который посылает лазер для определения формы внешнего мира.
Для сложных ландшафтов, таких как леса, все еще есть много лазерных лучей, которые могут достигать земли под деревьями. Данные облака точек из лидара отправляются на компьютер, который определяет, какие точки данных находятся в лесу, а какие — на земле, а затем отфильтровывает данные облака точек из леса, оставляя данные топографии земли.
Необработанные данные облака точек, полученные с помощью LiDAR
Компьютерная классификация облаков точек (черные точки — точки данных для растительности, цветные точки — точки данных для поверхности земли)
Изображение голой почвы на поверхности местности, полученное после фильтрации облака точек растительности, также называемое цифровой моделью рельефа (ЦМР).
«Суперсила» LiDAR в картографировании местности привлекла к нему внимание археологов всего мира. В 2016 году в рамках проекта pacaunam было проведено крупномасштабное лидарное исследование биосферного заповедника майя в Гватемале, в результате которого было обнаружено более 60000 древних сооружений и более 100 километров дамб. Этот результат предполагает существование цивилизации майя в регионе, состоящем из миллионов человек.
Эта технология также использовалась при обследовании древнего города Лянчжу, где лидар просканировал местность и отфильтровал растительность на земле, чтобы выявить водные сооружения, внешние стены и другие сооружения древнего города.
Вы можете не только узнать прошлое, но и предупредить будущее
В дополнение к использованию LIDAR для обнаружения реликвий, четкое представление LIDAR местности и ландшафта также делает его полезным для предотвращения оползней.
Оползень является одной из распространенных геологических опасностей, и каждый год люди теряют свое имущество и даже жизнь из-за оползней. Понимание механизма образования оползней, наблюдение за предвестниками оползней и создание соответствующей системы прогнозирования оползней являются важными инструментами для снижения опасности оползней.
Высокоточная цифровая модель рельефа (HRDEM), полученная с помощью картирования LiDAR, является мощным помощником для геологов в анализе механизмов оползней и построении моделей раннего предупреждения.
Для исследования оползней в качестве исследовательского материала необходимо большое количество данных об оползнях. Ученые составили карты инвентаризации оползней, используя спутники дистанционного зондирования, LIDAR, аэрофотокамеры и другие средства наблюдения.
На карте указано расположение прошлых оползней в каждом районе, форма оползня, а также содержится информация об осадках и типе почвы в районе, степени сотрясения при землетрясении. Используя карту инвентаризации оползней, можно рассчитать вероятность оползней в каждом районе.
Карта инвентаризации оползней, основанная на картировании LiDAR, области разных цветов представляют разные типы оползней. Блок красного цвета на небольшой карте в правом нижнем углу представляет глубокие оползни, а блок синего цвета представляет неглубокие оползни.
Передпроисходит оползень, на дне оползня образуется определенная высота поднятия и образуются трещины на поверхности склона. Из-за растительного покрытия нет возможности наблюдать эти знаки невооруженным глазом или камерой, но с помощью LiDAR может быть хорошим решением этой проблемы.
За счет развертывания парка БПЛА, оснащенных лидаром, в районах с высокой частотой оползней, данные наблюдений эффективно улучшат наши возможности и точность прогнозирования оползней путем непрерывного сканирования и наблюдения за морфологией поверхности склона.
Выяснить, что происходило в прошлом на определенном участке земли, — задача не из легких. Со временем следы деятельности человека и изменений земной коры постепенно исчезают под действием природы. Однако LiDAR дает нам возможность заново познакомиться с «прошлым» и черпать вдохновение для будущего в остатках «прошлого».
Если вы хотите узнать больше о MRJ-Laser, посетите:
Лазерная машина для очистки:https://www.mrj-laserclean.com/laser-cleaning-machine/
Лазерная маркировочная машина:https://www.mrj-laserclean.com/laser-marking-machine/
Лазерный сварочный аппарат:https://www.mrj-laserclean.com/laser-welding-machine/
