Como nossos ancestrais viviam nesta vasta extensão da Terra onde os humanos são pequenos, mas tenazmente se reproduzindo? Eles cultivavam comida, construíam casas, formavam tribos, construíam cidades e deixavam vestígios de sua existência.
Através da exploração de monumentos, somos capazes de deduzir o modo de vida, a cultura social e o nível de desenvolvimento tecnológico dos povos antigos. No entanto, depois de milhares de anos, encontrar os restos deixados pelos antigos não é uma tarefa fácil.
Como o tempo traz uma grande mudança para os mundos, os antigos edifícios podem ter sido enterrados profundamente no chão. Seja uma vasta vegetação ou florestas densas, elas podem facilmente bloquear nossa exploração do mundo subterrâneo. No entanto, o surgimento da tecnologia LiDAR pode nos ajudar a descobrir o "véu" da terra, para que possamos ver o "facial" mais original da Terra.
Lidar, uma poderosa ferramenta para explorar relíquias
No início do século XX, o explorador britânico Percy Fawceet entrou na Amazônia várias vezes em busca das antigas civilizações que já existiram naquela terra, apenas para se perder para sempre nas densas florestas da Amazônia durante sua busca pelas relíquias. Assim, as relíquias históricas da região amazônica desapareceram da visão das pessoas junto com aquela expedição.
No entanto, um artigo recente publicado na revista Nature, cientistas usando o LIDAR, finalmente tirou uma foto de como são os restos de uma cidade antiga na floresta da bacia do rio Amazonas. Vamos começar vendo como são as ruínas.
Os edifícios mostrados foram construídos pela comunidade kasarabe entre 500-1400 a.L. e são vestígios de antigas casas, terraços, cercas e outras coisas feitas pelo homem. Esta imagem foi obtida de um helicóptero que transportava LIDAR sobre a floresta e imagens pós-processadas.
Mas talvez você descubra que esta imagem parece ser um pouco diferente das imagens aéreas habituais, na verdade a maior mudança é que - as florestas estão perdidas.
Esquerda: Imagem da câmera aérea da floresta Direita: Imagem LIDAR do mesmo local
Sem a sombra da floresta, os traços dos edifícios antigos tornam-se visíveis. O trabalho arqueológico tornou-se muito mais fácil. Considerando que antes do advento do LiDAR, a fim de explorar os restos da floresta, era preciso aprender a sobreviver na natureza e saltar para cima e para baixo na floresta tropical durante o trabalho de campo.
Agora, com o LiDAR, os arqueólogos serão capazes de evitar a perturbação das árvores e observar antigos sítios arquitetônicos com mais clareza. Então, como é o mapa topográfico que exclui a interferência das árvores desenhadas?
Imagem ativa para iluminar cantos escuros
Floresta densa, as folhas bloqueiam a maior parte da luz solar, então muito pouca luz solar pode brilhar no chão sob as árvores. Ao observar do céu, quase não há como uma câmera comum obter uma imagem do chão, e as lacunas nas folhas são principalmente sombras escuras.
A câmera é um equipamento de imagem passiva, e a câmera recebe a luz emitida ou refletida do mundo exterior para formar uma foto. LIDAR é um detector ativo, que envia um laser para detectar a forma do mundo exterior.
Para paisagens complexas como florestas, ainda há muitos raios laser que podem alcançar o solo sob as árvores. Os dados de nuvem de ponto do LIDAR são enviados para o computador, que identifica quais pontos de dados são da floresta e quais são do solo, e depois filtra os dados de nuvem de ponto da floresta, deixando os dados de topografia do solo.
Dados de nuvem de ponto bruto adquiridos pela LiDAR
Classificação computacional de nuvens de ponto (pontos negros são pontos de dados para vegetação, pontos coloridos são pontos de dados para a superfície do solo)
A imagem de solo nu na superfície do terreno obtida após filtrar a nuvem de ponto de vegetação, também chamada de modelo de elevação digital (DEM)
A "superpotência" do LiDAR no mapeamento de terrenos o levou a arqueólogos de todo o mundo. Em 2016, o projeto pacaunam realizou uma pesquisa lidar em larga escala da Reserva da Biosfera maia na Guatemala, que descobriu mais de 60.000 estruturas antigas e mais de 100 quilômetros de calçadas. Este resultado sugere a existência de uma civilização maia na região composta por milhões de pessoas.
Essa tecnologia também foi usada no levantamento da antiga cidade de Liangzhu, onde o LIDAR escaneou o local e filtrava a vegetação no chão para revelar as instalações de água, paredes externas e outras estruturas da cidade antiga.
Não só você pode descobrir o passado, mas também pode avisar o futuro
Além do uso do LIDAR para detectar relíquias, a clara representação do terreno e da paisagem do LIDAR também o torna útil na prevenção de deslizamentos de terra.
O deslizamento de terra é um dos perigos geológicos comuns, e todos os anos as pessoas perdem suas propriedades e até mesmo suas vidas devido a deslizamentos de terra. Compreender o mecanismo de geração de deslizamentos de terra, observar os precursores da ocorrência de deslizamentos de terra e estabelecer um sistema de previsão de deslizamento de terra correspondente são ferramentas importantes para mitigar os riscos de deslizamentos de terra.
O modelo de elevação digital de alta precisão (HRDEM) obtido pelo mapeamento LiDAR é um poderoso ajudante para os geólogos analisarem mecanismos de deslizamento de terra e construirem modelos de alerta precoce.
Para pesquisar deslizamentos de terra, uma grande quantidade de dados de deslizamentos de terra é necessária como material de pesquisa. Cientistas construíram mapas de inventário de deslizamentos de terra usando satélites de sensoriamento remoto, LIDAR, câmeras aéreas e outros meios de observação.
O mapa indica a localização de deslizamentos de terra passados em cada distrito, a forma do deslizamento de terra, e também contém informações sobre as chuvas e o tipo de solo na área, e o grau de tremor de terremoto. Usando o mapa de inventário de deslizamentos de terra, pode-se calcular a probabilidade de deslizamentos de terra em cada distrito.
Mapa de inventário de deslizamento de terra com base no mapeamento lidar, diferentes áreas de cores representam diferentes tipos de deslizamentos de terra O bloco de cor vermelha no pequeno mapa no canto inferior direito representa deslizamentos de terra profundos e o bloco de cores azul representa deslizamentos de terra rasos.
Antes de umdeslizamento de terra ocorre, uma certa altura de elevação será formada no fundo do deslizamento de terra e rachaduras serão criadas na superfície da encosta. Devido à cobertura da vegetação, não há como observar esses sinais a olho nu ou câmera, mas com a ajuda do LiDAR pode ser uma boa solução para este problema.
Ao implantar uma frota de UAVs equipados com LIDAR em áreas com alta incidência de deslizamentos de terra, os dados de observação melhorarão efetivamente nossa capacidade e precisão na previsão de deslizamentos de terra por meio da varredura e observação da morfologia superficial da encosta sem interrupção.
Não é uma tarefa fácil descobrir o que aconteceu no passado em um certo pedaço de terra. Com o passar do tempo, traços de atividade humana e mudanças crostas são gradualmente submersos pela natureza. No entanto, LiDAR nos dá a oportunidade de nos refamiliarizar com o "passado" e encontrar inspiração para o futuro a partir dos restos do "passado".
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