给地球建档案
作者 王治钧
发表于 2021年11月

几千年的人类发展史留下大量历史遗迹,其中一些被深埋于地下不见天日。当代很多考古学家一直在探索利用新科技及时发掘并保护这些珍贵遗迹。美国科罗拉多州立大学人类学教授克里斯·费舍尔博士(Chris Fisher)希望通过考古学和地球科学的研究方法探索人类社会与环境之间的联系。

当考古勘探遇到激光雷达

多年前,克里斯博士在墨西哥研究某个古建筑群时曾遇到大麻烦。他按照考古基本规则,想要先去摸索出一个考古点的边缘线。初探后他发现,这个古建筑群规模庞大,工作量远远超出预期,如果采用传统勘察法可能需要几十年的时间,他下半辈子的职业生涯都得耗费在这里。

于是克里斯博士不得不尝试引入一项新技术激光雷达(LiDAR)——“光探测和测距”技术来做考古区地貌测绘。

LiDAR工作原理是让激光雷达从无人机上向地面发射密集的激光脉冲,然后用传感器捕捉回激光雷达脉冲,测量激光返回其发射源所需的时间。这个过程通过LiDAR仪器进行百万次的重复操作,最终生成一张调查区域的高清扫描图。图中包含地形和地表上一切物体。

和传统的摄影测绘相比,这种测绘最终形成的并不是一张普通的图像,而是高密度的三维点阵图。所以,这个技术经常被用在植被茂密、交通不便和崎岖地形的地貌测绘上,甚至在汽车导航领域也有应用。

克里斯博士让无人机在考古区域上空飞行了45分钟,就扫描收集到大量数据。之后的几个月里,他带领团队分析处理数据,用数字技术“拨开”森林等障碍物,让底下的古文化景观显露出来。

摄影测绘法(左)与激光雷达技术测绘法(右)对比
克里斯博士在墨西哥考古现场

最终他发现隐藏在森林下的不是原来预测的10平方千米,而是26平方千米的巨大城区,有4万多栋建筑地基。

本文刊登于《知识就是力量》2021年11期
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