인간은 작지만 끈질기게 번식하는 이 광활한 땅에서 우리 조상들은 어떻게 살았을까? 그들은 식량을 재배하고, 집을 짓고, 부족을 이루고, 도시를 건설하고, 존재의 흔적을 남겼습니다.
기념물의 탐색을 통해 우리는 고대인의 생활 방식, 사회 문화 및 기술 발전 수준을 추론할 수 있습니다. 그러나 수천 년이 지난 지금, 고대인들이 남긴 유물을 찾는 것은 쉬운 일이 아닙니다.
시간은 세계에 큰 변화를 가져오기 때문에 이전 건물은 땅에 깊숙이 묻혔을 수 있습니다. 광대한 초목이든 울창한 숲이든 지하 세계에 대한 우리의 탐험을 쉽게 차단할 수 있습니다. 그러나 LiDAR 기술의 출현은 우리가 땅의 "베일"을 밝히는 데 도움이 될 수 있으므로 지구의 가장 독창적인 "얼굴"을 볼 수 있습니다.
유물 탐색을 위한 강력한 도구인 Lidar
20세기 초 영국의 탐험가 퍼시 포시트는 한때 그 땅에 존재했던 고대 문명을 찾기 위해 아마존에 여러 번 갔다가 유물을 찾는 동안 아마존의 울창한 숲에서 영원히 길을 잃었습니다. . 그리하여 아마존 지역의 역사적 유물은 그 하나의 탐험과 함께 사람들의 시야에서 사라졌다.
그러나 과학자들이 LIDAR를 사용하여 네이처 저널에 실린 최근 논문은 마침내 아마존 강 유역의 숲에서 고대 도시의 유적이 어떻게 생겼는지에 대한 그림을 얻었습니다. 유적이 어떻게 생겼는지 먼저 살펴보겠습니다.
표시된 건물은 500-1400 AD 사이에 Kasarabe 커뮤니티에 의해 건설되었으며 이전 주택, 테라스, 울타리 및 기타 인공물의 흔적입니다. 이 이미지는 LIDAR를 숲 위로 운반하는 헬리콥터에서 얻은 후처리 이미지입니다.
그러나 아마도 당신은 이 사진이 일반적인 항공 사진과 조금 다른 것처럼 보인다는 것을 알게 될 것입니다. 사실 가장 큰 변화는 숲이 사라진다는 것입니다.
왼쪽: 숲의 항공 카메라 이미지 오른쪽: 같은 위치의 LIDAR 이미지
숲의 그늘이 없으면 고대 건물의 흔적이 보입니다. 고고학 작업이 훨씬 쉬워졌습니다. LiDAR가 도래하기 전에는 숲의 유적을 탐험하기 위해 야생에서 생존하는 법을 배우고 현장 조사 중에 열대 우림에서 위아래로 뛰어 내리는 법을 배워야했습니다.
이제 LiDAR를 사용하여 고고학자들은 나무의 교란을 피하고 고대 건축 유적지를 더 명확하게 관찰할 수 있습니다. 그렇다면 나무의 간섭을 배제한 지형도는 어떻게 그려지는가?
어두운 구석을 밝히는 능동형 이미징
울창한 숲, 나뭇잎은 대부분의 햇빛을 차단하므로 매우 적은 햇빛이 나무 아래 땅에 비칠 수 있습니다. 하늘에서 관찰할 때 일반 카메라로는 땅의 이미지를 얻을 수 있는 방법이 거의 없으며 나뭇잎의 틈은 대부분 어두운 그림자입니다.
카메라는 수동적인 이미징 장비이며 카메라는 외부 세계에서 방출되거나 반사되는 빛을 받아 사진을 형성합니다. LIDAR는 외부 세계의 모양을 감지하기 위해 레이저를 보내는 능동 감지기입니다.
숲과 같은 복잡한 풍경의 경우 나무 아래 지면에 도달할 수 있는 많은 레이저 광선이 있습니다. LIDAR의 포인트 클라우드 데이터는 컴퓨터로 전송되어 어떤 데이터 포인트가 숲에서, 어떤 데이터 포인트가 땅에서 왔는지 식별한 다음 숲에서 포인트 클라우드 데이터를 필터링하여 지상 지형 데이터를 남깁니다.
LiDAR에서 수집한 원시 포인트 클라우드 데이터
포인트 클라우드의 컴퓨터 분류(검은색 포인트는 식생에 대한 데이터 포인트, 컬러 포인트는 지표면에 대한 데이터 포인트)
DEM(디지털 고도 모델)이라고도 하는 식생 포인트 클라우드를 필터링하여 얻은 지형 표면의 맨토 이미지
지형 매핑에서 LiDAR의 "초능력"은 전 세계 고고학자들의 사랑을 받았습니다. 2016년에 pacaunam 프로젝트는 과테말라의 Maya Biosphere Reserve에 대한 대규모 LiDAR 조사를 실시하여 60개 이상의{3}} 고대 구조물과 100km가 넘는 둑길을 발견했습니다. 이 결과는 수백만 명의 인구로 구성된 지역에 마야 문명이 존재함을 시사합니다.
이 기술은 LIDAR가 현장을 스캔하고 지상의 초목을 걸러내어 고대 도시의 상수도 시설, 외벽 및 기타 구조물을 드러낸 고대 도시 Liangzhu의 측량에도 사용되었습니다.
과거를 발견할 수 있을 뿐만 아니라 미래를 경고할 수도 있습니다.
LIDAR를 사용하여 유물을 탐지하는 것 외에도 지형과 풍경을 명확하게 표현하는 LIDAR는 산사태 예방에도 유용합니다.
산사태는 일반적인 지질학적 위험 중 하나이며, 매년 사람들은 산사태로 인해 재산과 생명을 잃습니다. 산사태 발생 메커니즘을 이해하고 산사태 발생의 전조를 관찰하고 해당 산사태 예측 시스템을 구축하는 것은 산사태 위험을 완화하는 중요한 도구입니다.
LiDAR 매핑으로 얻은 고정밀 디지털 고도 모델(HRDEM)은 지질학자가 산사태 메커니즘을 분석하고 조기 경보 모델을 구축하는 데 강력한 도우미입니다.
산사태를 연구하기 위해서는 연구 자료로 많은 양의 산사태 데이터가 필요하다. 과학자들은 원격 감지 위성, LIDAR, 항공 카메라 및 기타 관측 수단을 사용하여 산사태 인벤토리 맵을 구축했습니다.
지도는 각 지역의 과거 산사태 위치와 산사태의 형태를 나타내며, 해당 지역의 강우량과 토양 유형, 지진의 흔들림 정도 등의 정보를 담고 있다. 산사태 인벤토리 맵을 사용하여 각 지역의 산사태 가능성을 계산할 수 있습니다.
LiDAR 매핑을 기반으로 한 산사태 인벤토리 맵, 다른 색상 영역은 다른 유형의 산사태를 나타냅니다. 오른쪽 하단 모서리에 있는 작은 지도의 빨간색 블록은 깊은 산사태를 나타내고 파란색 블록은 얕은 산사태를 나타냅니다.
전에산사태가 발생하면 산사태 바닥에 일정 높이의 융기가 형성되고 사면에 균열이 생성됩니다. 식생으로 인해 육안이나 카메라로 이러한 징후를 관찰할 수 있는 방법이 없지만 LiDAR의 도움으로 이 문제에 대한 좋은 해결책이 될 수 있습니다.
산사태 발생률이 높은 지역에 LIDAR가 장착된 UAV를 배치함으로써 관측 데이터는 중단 없이 경사면의 표면 형태를 스캔하고 관찰함으로써 산사태를 예측하는 능력과 정확성을 효과적으로 향상시킬 것입니다.
특정 땅에서 과거에 무슨 일이 있었는지 알아내는 것은 쉬운 일이 아닙니다. 시간이 지남에 따라 인간 활동의 흔적과 지각 변화는 점차 자연에 잠기게 됩니다. 그러나 LiDAR는 우리에게 "과거"를 재인식하고 "과거"의 유적에서 미래에 대한 영감을 찾을 수 있는 기회를 제공합니다.
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