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考古学家雇用激光乐队揭示灭亡帝国的秘密

09年6月,2020年经过加里Elinoff

考古学的激光雷达技术从Adas的LiDar显得明显。最近的发现?一个古老的玛雅仪式遗址。

上周,考古学家发现了3000年前的玛雅仪式场地,包括13英尺高的金字塔 - 该地区最大,最古老的结构。研究员发现的关键?激光器。

阿富纳·芬西克

玛雅遗址在Aguanda Fénix,墨西哥。图片使用的礼貌Takeshi Inomata等。和史密森尼杂志

莱达有许多用途 - 最熟悉的电气工程师是高级驾驶员辅助系统(ADAS)。在这个常见的应用中,LIDAR可以通过测量脉冲激光束以其目标和返回的返回来计算车辆之间的距离。然后它将那个时间分为一半并将其乘以光速来达到正确的测量。

但事实证明,总的来说,激光雷达技术以独特的方式发展,与adas的激光雷达不同——尤其是在考古学上。

通过用激光照亮森林地面并用专门的传感器测量其反射,科学家们揭开了几个世纪前繁荣的复杂城市的细节。这些研究人员测量指向地面的脉冲返回仪器所需的时间,然后使用GPS绘制数据。然后他们利用计算机将这些测量结果构建成该区域的3D地图。

国家地理杂志指出了考古应用中的激光雷达-其主要优势在于它能够识别微小的地表异常,这些异常可能预示着像坟墓或纪念碑一样的小地点,比如最近发现的玛雅仪式场地。然而,激光雷达的一个局限性是有时无法到达地面,尤其是通过茂密的树叶。

以下是激光雷达如何用于推进考古学的几个里程碑,说明了这项技术的潜力。

激光雷达和考古学:一个“偶然的”组合

Lidar杂志作家Andrew Moller和Juan C. Fernandez-Diaz博士描述了激光雷达首次用于考古勘探,被称为“偶然”。

在1998年洪都拉斯飓风的回应中,德克萨斯大学和美国地质调查的经济地质局就业了一个Optech Altm 1225机载LIDAR.为洪水风险地图提供地形数据。

激光乐州调查显示洪都拉斯科克纳州的玛雅地点。

激光乐州调查显示洪都拉斯科克纳州的玛雅地点。使用的图像礼貌LIDAR杂志

Optech ALTM 1225记录了第一次和最后一次返回的脉冲。早期的脉冲与树叶相对应,最后的脉冲与地面相对应。通过这样的努力,广袤的丛林地面可以被编目,而无需大量的人类测量人员花费数月时间在雨林中跋涉。

在这项努力中,Optech ALTM 1225在没有人类调查员、摄影或合成孔径雷达(SAR)的情况下,对广泛的考古遗址进行了调查。

测量项目中激光雷达的其他发展

Optech ALTM 1225的下一个重要迭代是ALTM双子座,它不仅可以发射比它的前辈更多的脉冲,而且可以发射更短的脉冲。更多的脉冲意味着更多的激光可以穿过林冠。

Altm Gemini的另一个优点是其较短的脉冲,提供更精细的分辨率并使它区分在两到三米处的物体(与距离ALTM 1225的五米)区分开。

ALTM 3100EA与ALTM Gemini的脉冲密度和覆盖。

ALTM 3100EA与ALTM Gemini的脉冲密度和覆盖。图片(修改)使用courtesy ofOptech

国家航空激光测绘中心(NCALM),使用这种改进的能力在伯利兹的Caracol Maya网站上揭开了天空宫金字塔。

Teledyne Optech的Altm Titan是下一个改进。该设备不仅具有较短的脉冲宽度,而且它也是三个单独的激光器,每个都是略微不同的角度。这使得至少一些脉冲更有可能使其通过冠层到森林地板上。

蒂卡尔的激光雷达映射

泰坦激光雷达可以区分森林冠层的地图数据和隐藏在下面的景观。上图描绘的是古玛雅城市提卡尔。使用的图像礼貌LIDAR杂志

泰坦还有另一个重要升级;它可以为网站绘制彩色地图。土卫六上的每一个激光器都以不同的波长工作——532 nm、1064 nm和1550 nm。因为不同的材料对不同波长的光反应更强烈,地面反射出彩色图像。

与电子显微镜的“彩色”图像类似,考古学地图中的“彩色”在可视化结构内部和结构之间的边界和层次方面非常有帮助。

这种技术用于调查2,100公里2危地马拉的提卡尔是玛雅城市。

隐藏在众目睽睽下

在最近的空中激光雷达调查中(研究结果已于上周发表),考古学家在玛雅地区的AguadaFénix发现了巨大建筑。这个网站“隐藏在平原中”,即使是当地人也是未知的。显而易见的问题是,为什么它需要先进的电子研究来发现这么明显的东西?

Archaeologist Takeshi Inomata of the University of Arizona shared his thoughts in a National Geographic article: “It’s fairly hard to explain, but when you walk on the site, you don’t quite realize the enormity of the structure...It’s over 30 feet high, but the horizontal dimensions are so large that you don’t realize the height.”

Optech ALTM-Gemini设备。

Optech ALTM-Gemini设备。使用的图像礼貌直接的行业

通过飞机使用激光雷达速度速度速度迅速科罗拉多州立大学(Colorado State University)人类学教授克里斯托弗·费舍(Christopher Fisher)也认为,美国人也有同样的想法。“在45分钟的飞行中,激光雷达团队完成了十年的考古调查,”他说。

EES的跨学科工作

即使在田地为不同的电子产品,人类学和考古学,一个领域的进步肯定会导致许多其他领域的进步。您是否曾在与其他领域以有趣的方式交流的项目?在下面的评论中分享您的经验。