Wie lebten unsere Vorfahren auf dieser riesigen Fläche der Erde, in der die Menschen klein, aber hartnäckig reproduzieren? Sie bauten Nahrung an, bauten Häuser, bildeten Stämme, bauten Städte und hinterließen Spuren ihrer Existenz.
Durch die Erforschung von Denkmälern sind wir in der Lage, die Lebensweise, die soziale Kultur und den Stand der technologischen Entwicklung der alten Menschen abzuleiten. Nach Tausenden von Jahren ist es jedoch keine leichte Aufgabe, die Überreste der Alten zu finden.
Da die Zeit eine große Veränderung in die Welten bringt, könnten die ehemaligen Gebäude tief im Boden vergraben worden sein. Ob es sich um eine riesige Vegetation oder dichte Wälder handelt, sie können unsere Erkundung der unterirdischen Welt leicht blockieren. Das Aufkommen der LiDAR-Technologie kann uns jedoch helfen, den "Schleier" des Landes aufzudecken, so dass wir die ursprünglichste "Gesichtsbehandlung" der Erde sehen können.
Lidar, ein leistungsstarkes Werkzeug zur Erforschung von Relikten
Zu Beginn des 20. Jahrhunderts begab sich der britische Entdecker Percy Fawceet mehrmals in den Amazonas auf der Suche nach den alten Zivilisationen, die einst in diesem Land existierten, nur um auf seiner Suche nach den Relikten für immer in den dichten Wäldern des Amazonas verloren zu gehen. So verschwanden die historischen Relikte des Amazonasgebiets zusammen mit dieser einen Expedition aus dem Blickfeld der Menschen.
Ein kürzlich in der Zeitschrift Nature veröffentlichter Artikel, in dem Wissenschaftler LIDAR verwenden, hat sich jedoch endlich ein Bild davon gemacht, wie die Überreste einer antiken Stadt im Wald des Amazonasbeckens aussehen. Beginnen wir damit, zu sehen, wie die Ruinen aussehen.
Die gezeigten Gebäude wurden von der Kasarabe-Gemeinde zwischen 500-1400 n. Chr. Erbaut und sind Spuren ehemaliger Häuser, Terrassen, Zäune und anderer von Menschenhand geschaffener Dinge. Dieses Bild wurde von einem Hubschrauber aufgenommen, der LIDAR über den Wald und nachbearbeitete Bilder trug.
Aber vielleicht werden Sie feststellen, dass sich dieses Bild ein wenig von den üblichen Luftbildern zu unterscheiden scheint, in der Tat ist die größte Änderung, dass - die Wälder verloren gehen.
Links: Luftbildaufnahme des Waldes Rechts: LIDAR-Bild des gleichen Ortes
Ohne den Schatten des Waldes werden die Spuren der alten Gebäude sichtbar. Die archäologische Arbeit ist viel einfacher geworden. Wenn man bedenkt, dass man vor dem Aufkommen von LiDAR, um die Überreste des Waldes zu erkunden, lernen musste, in freier Wildbahn zu überleben und während der Feldarbeit im tropischen Wald auf und ab zu springen.
Mit LiDAR werden Archäologen nun in der Lage sein, die Störung von Bäumen zu vermeiden und antike architektonische Stätten klarer zu beobachten. Wie wird also die topografische Karte, die die Interferenz von Bäumen ausschließt, gezeichnet?
Aktive Bildgebung zur Beleuchtung dunkler Ecken
Dichter Wald, die Blätter blockieren den größten Teil des Sonnenlichts, so dass sehr wenig Sonnenlicht auf den Boden unter den Bäumen scheinen kann. Wenn man vom Himmel aus beobachtet, gibt es fast keine Möglichkeit für eine gewöhnliche Kamera, ein Bild des Bodens zu erhalten, und die Lücken in den Blättern sind meist dunkle Schatten.
Die Kamera ist ein passives Bildgebungsgerät, und die Kamera empfängt das von der Außenwelt emittierte oder reflektierte Licht, um ein Foto zu bilden. LIDAR ist ein aktiver Detektor, der einen Laser aussendet, um die Form der Außenwelt zu erkennen.
Für komplexe Landschaften wie Wälder gibt es noch viele Laserstrahlen, die den Boden unter den Bäumen erreichen können. Die Punktwolkendaten aus dem LIDAR werden an den Computer gesendet, der identifiziert, welche Datenpunkte aus der Gesamtstruktur und welche aus dem Boden stammen, und dann die Punktwolkendaten aus der Gesamtstruktur herausfiltert, wobei die Bodentopographiedaten erhalten bleiben.
Von LiDAR erfasste Rohpunktwolkendaten
Computerklassifizierung von Punktwolken (schwarze Punkte sind Datenpunkte für die Vegetation, farbige Punkte sind Datenpunkte für die Bodenoberfläche)
Das Bild von nacktem Boden auf der Geländeoberfläche, das nach dem Herausfiltern der Vegetationspunktwolke erhalten wurde, auch als digitales Höhenmodell (DEM) bezeichnet
Die "Superkraft" von LiDAR in der Geländekartierung hat es bei Archäologen auf der ganzen Welt beliebt gemacht. Im Jahr 2016 führte das Pacaunam-Projekt eine groß angelegte LiDAR-Untersuchung des Maya-Biosphärenreservats in Guatemala durch, bei der mehr als 60.000 antike Strukturen und mehr als 100 Kilometer Dämme freigelegt wurden. Dieses Ergebnis deutet auf die Existenz einer Maya-Zivilisation in der Region hin, die aus Millionen von Menschen besteht.
Diese Technologie wurde auch bei der Untersuchung der antiken Stadt Liangzhu eingesetzt, wo LIDAR die Stätte scannte und die Vegetation auf dem Boden herausfilterte, um die Wasseranlagen, Außenmauern und andere Strukturen der antiken Stadt aufzudecken.
Sie können nicht nur die Vergangenheit entdecken, sondern auch die Zukunft warnen
Neben der Verwendung von LIDAR zur Erkennung von Relikten macht die klare Darstellung des Geländes und der Landschaft von LIDAR es auch zur Verhinderung von Erdrutschen nützlich.
Erdrutsche sind eine der häufigsten geologischen Gefahren, und jedes Jahr verlieren Menschen ihr Eigentum und sogar ihr Leben durch Erdrutsche. Das Verständnis des Mechanismus der Erdrutscherzeugung, die Beobachtung der Vorläufer des Auftretens von Erdrutschen und die Einrichtung eines entsprechenden Vorhersagesystems für Erdrutsche sind wichtige Werkzeuge, um die Gefahren von Erdrutschen zu mindern.
Das hochpräzise digitale Höhenmodell (HRDEM), das durch LiDAR-Kartierung erhalten wurde, ist ein leistungsfähiger Helfer für Geologen, um Erdrutschmechanismen zu analysieren und Frühwarnmodelle zu erstellen.
Um Erdrutsche zu erforschen, wird eine große Menge an Erdrutschdaten als Forschungsmaterial benötigt. Wissenschaftler haben Erdrutschinventarkarten mit Fernerkundungssatelliten, LIDAR, Luftbildkameras und anderen Beobachtungsmitteln erstellt.
Die Karte zeigt die Lage vergangener Erdrutsche in jedem Bezirk, die Form des Erdrutsches und enthält auch Informationen über die Niederschläge und den Bodentyp in der Region sowie den Grad der Erdbebenerschütterung. Mit der Erdrutsch-Inventarkarte kann man die Wahrscheinlichkeit von Erdrutschen in jedem Bezirk berechnen.
Erdrutsch-Inventarkarte basierend auf LiDAR-Mapping, verschiedene Farbbereiche repräsentieren verschiedene Arten von Erdrutschen Der rote Farbblock in der kleinen Karte in der unteren rechten Ecke repräsentiert tiefe Erdrutsche und der blaue Farbblock stellt flache Erdrutsche dar.
Vor einemErdrutsch tritt auf, eine bestimmte Höhe der Hebung wird am Boden des Erdrutsches gebildet und Risse werden auf der Hangoberfläche erzeugt. Aufgrund der Vegetationsbedeckung gibt es keine Möglichkeit, diese Zeichen mit bloßem Auge oder Kamera zu beobachten, aber mit Hilfe von LiDAR kann eine gute Lösung für dieses Problem sein.
Durch den Einsatz einer Flotte von mit LIDAR ausgestatteten UAVs in Gebieten mit hoher Erdrutschhäufigkeit werden die Beobachtungsdaten unsere Fähigkeit und Genauigkeit bei der Vorhersage von Erdrutschen durch Scannen und Beobachten der Oberflächenmorphologie des Hangs ohne Unterbrechung effektiv verbessern.
Es ist keine leichte Aufgabe, herauszufinden, was in der Vergangenheit auf einem bestimmten Stück Land passiert ist. Im Laufe der Zeit werden Spuren menschlicher Aktivität und Krustenveränderungen allmählich von der Natur überschwemmt. LiDAR gibt uns jedoch die Möglichkeit, uns wieder mit der "Vergangenheit" vertraut zu machen und aus den Überresten der "Vergangenheit" Inspiration für die Zukunft zu finden.
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