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他们想用激光雷达扫描整个地球,送给后代一本最立体的历史书 ... ...

2019-10-30 05:50| 发布者: | 查看: 18| 评论: 0

摘要:   今年 4 月巴黎圣母院遭遇大火,让很多人开始意识到通过激光雷达、3D 扫描等数字技术来为历史遗迹备份存档也的必要性,这也是很多考古学家正在努力的方向。  最近科罗拉州科罗拉多州立大学的两位考古学教授 Chr ...

  今年 4 月巴黎圣母院遭遇大火,让很多人开始意识到通过激光雷达、3D 扫描等数字技术来为历史遗迹备份存档也的必要性,这也是很多考古学家正在努力的方向。

  最近科罗拉州科罗拉多州立大学的两位考古学教授 Chris Fisher 和 Steve Leisz 就提出了一项计划,通过激光雷达来扫描整个地球上的陆地,以此来保存世界历史文化、地质环境的记录,还能帮助人类应对气候危机。

  两位考古学家成立的激光雷达扫描项目叫做 「地球档案馆」(The Earth Archive),他们所使用的是搭载于飞机上激光雷达扫描技术,激光雷达在空中向地面发射极快的激光脉冲,根据反射情况计算出地形地貌,构建出测量区域的三维地图。

  过去几年里,这种激光雷达技术已经帮助考古学家已经发现了多个历史遗迹。2016 年考古学家通过激光雷达在柬埔寨一座丛林里发现了数百年前高棉王国的城市古迹


激光雷达图像中 12 世纪的柬埔寨居民区. 图片来自:纽约时报

  在柬埔寨进行了 14 年现场勘测的考古学家 Shaun Mackey 指出,在引入激光雷达之前,对古迹进行精确地面勘探需要花费数年到数十年不等的时间,而激光雷达可以穿过覆盖的层层植被直接看清地貌。


激光雷达扫描古玛雅城市蒂卡尔. 图片来自:美联社

  去年危地马拉考古学家宣布发现了数千座隐藏在杂草丛生的平原上玛雅文明建筑,背后很大一部分是激光雷达的功劳,考古学家考 Marcello Canuto 将激光雷达在考古领域的地位比作碳-14 年代测定法,碳-14 年代测定法让考古学家首次能够准确判定文物的年代。

  激光雷达向我们展示了一些可能经过 100 年研究都无法看到的东西,但现在我们已经掌握了这些需要 100 年研究才能了解的成果,所以这并不是夸大其词。

  Chris Fisher 和 Steve Leisz 同样在做着类似的工作,但他们的计划更加庞大, Chris Fisher 表示用激光雷达扫描全球的想法,是在听说 CyArk 的工作后产生的。

  CyArk 是成立于 2011 年非营利组织,目标是利用激光扫描和 3D 建模技术保存文化遗产的数据,以确保这些人类的共同记忆不会彻底消失。


萨波特克神庙扫描图

  目前 CyArk 对全球超过 200 座古迹完成了扫描工作,包括玛雅遗迹、罗马的庞贝城、德国的勃兰登堡门等,未来还有更多古迹和城市地标会加入其中, CyArk 的目标是扫描世界 500 个的遗迹。

  「地球档案馆」的网页上列出了几组数据,人类已经失去了世界上 50% 的雨林,每年有 1800 万英亩(约 728 万平方米)的森林在消失……

如果我们不对这些地方进行记录,将来就没有人知道它们的存在了。

  据 Chris Fisher 介绍,「地球档案馆」项目的重点将放在占地球面积 29% 的陆地上,首先被扫描的会是受到自然环境威胁最大的地区,比如近年频繁发生火灾的亚马逊雨林。

  不过激光雷达扫描的价格非常昂贵,Chris Fisher 估计未来两三年扫描亚马逊大部分地区,就需要花费 1500 万美元。其中很大部分成本是把设备运算到测量地区,以及聘请处理数据的人力,租用飞机也花费不菲,目前 Chris Fisher 的团队正在寻求资助。

  而这仅仅是「地球档案馆」项目计划的第一步,因为过去地球大部分地球都没有高分辨率的扫描数据,科学家无法通过数据对比分析气候干预措施是否真的有效。

  在大部分陆地的激光扫描完成后,「地球档案馆」将形成一个关于地球的开源 3D 模型,地球上所有科学家都能通过这个开源项目进行研究,甚至模拟不同气候环境下地球的变化。


在南极戴维斯科考站站运行的激光雷达. 图片来自:卫报

  计划的最后阶段,则是通过 AI 算法来分析这些激光雷达扫描的数据,发现我们目前还没考虑到的问题,同时为子孙后代保存关于地球的记录。

  不过这项计划要面临的挑战不少,除了需要庞大的资金,很多地区在进行数据收集的同时也在发生巨大的变化,此外如何在不同国家和地区获得在空中的测绘许可也是一大难题。

  尽管「地球档案馆」的宏伟蓝图并不容易实现,但 Chris Fisher 表示这个项目需要更长的时间才能显现出其价值,甚至在他的有生之年都不会看到成果,但这并不重要。


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