激光雷达考古专用「远古激光雷达技术」-凯发体育客户端

相信目前很多人对于远古激光雷达技术这方面的内容都很感兴趣，如今小鱼就为大家收集了一些关于激光雷达考古专用相关的信息分享给大家，希望能够解答大家的问题。

人类在地球上渺小而顽强。我们的祖先是如何在这片广袤的土地上生活的？他们种植食物，建造房屋，组建部落，建造城市，留下了他们存在的痕迹。

通过对历史遗迹的探索，可以推测古人的生活方式、社会文化和科技发展水平。然而，几千年过去了，要找到古人留下的遗迹并不容易。

因为沧桑，原来的建筑可能已经深埋地下了。无论是广袤的植被，还是茂密的森林，它们都可以轻易阻挡我们对地下世界的探索。但是，激光雷达技术的出现，可以帮助我们揭开陆地上的面纱，让我们看到地球最原始的“面貌”。

20世纪初，英国探险家珀西法西(percy fawceet)多次深入亚马逊河，寻找这片土地上曾经存在的古老文明，但他在寻找遗迹的过程中永远迷失在亚马逊茂密的森林中。于是，亚马逊地区的历史遗迹就和那次探险一起从人们的视野中消失了。

然而，最近在《自然》杂志上发表了一篇论文，科学家们终于利用激光雷达获得了亚马逊河流域森林中的古城遗址的人脸图。我们先来看看废墟是什么样子的：

但是，你可能会发现这张图似乎和平时的航拍图有点不一样。其实最大的区别就是少了——的木头。

没有了树林的遮挡，古建筑的痕迹变得一览无余。考古工作变得顺利多了。想想吧。在激光雷达出现之前，为了探索森林中的遗迹，我们要先学会野外生存，野外考察时还要在热带森林里上蹿下跳(考古学家：对我来说太难了)。

现在，有了激光雷达，考古学家可以避免树木的干扰，更清楚地观察古代建筑遗址。那么，排除树木干扰的地形图是如何绘制的呢？

在茂密的森林里，树叶挡住了大部分阳光，很少有阳光能到达森林下的地面。从空中看，普通相机几乎拍不到地面的图像，树叶的缝隙多为深色阴影。

相机是一种被动成像设备，只有接收到外界事物发出或反射的光线后才能形成照片。激光雷达是一种主动探测器，它发射激光对外观进行探测。

对于森林复杂的外观，还有很多激光束可以到达森林下面的地面。激光雷达探测到的点云数据会送到电脑里，电脑会识别哪些点是森林，哪些点是地面，然后过滤掉森林的点云数据，剩下的就是地面外观数据。

激光雷达在地形渲染上的“超能力”，让全世界的考古学家都喜欢上了它。2016年，pacaunam计划对危地马拉的玛雅生物圈保护区进行大规模的激光雷达调查，调查发现了6万多座古建筑和100多公里的堤道。这一结果表明，这一地区曾有过百万人口的玛雅文明。

良渚古城调查中也使用了这种技术。激光雷达扫描良渚古城遗址，过滤掉地面植被后，古城的水利设施、外墙等结构显现出来。

除了利用激光雷达探测遗迹，激光雷达对地形的清晰呈现也使其在防止山体滑坡方面发挥作用。

滑坡是常见的地质灾害之一。每年都有人因为山体滑坡而失去财产甚至生命。了解滑坡的形成机理，观测滑坡的发生前兆，建立相应的滑坡预报系统，是减少滑坡灾害的重要手段。

通过激光雷达测图获得的高精度数字高程模型(hrdem)是帮助地质学家分析滑坡机理和建立预警模型的有效助手。

为了研究滑坡，我们需要大量的滑坡数据作为研究材料。科学家们利用遥感卫星、激光雷达、航空相机和其他观测手段，建立了一个滑坡清单地图。

地图上显示了各个地区过去山体滑坡的位置和面貌，还包含了降雨量、土壤类型、地震震动程度等信息。使用滑坡列表地图，人们可以计算各个地区发生滑坡的可能性。

滑坡发生前，滑坡底部会形成一定高度的隆起，边坡会产生裂缝。由于植被覆盖，无法用肉眼或相机观察到这些迹象，但在激光雷达的帮助下可以很好地解决这个问题。

在山体滑坡高发的地方部署配备激光雷达的无人机，连续扫描观察边坡表面形态。观测数据将有效地提高我们预测滑坡的能力和准确性。

要在某块土地上寻找过去活动的痕迹，并不是一件简单的事情。随着时间的推移，人类活动或地壳变动留下的痕迹会逐渐被大自然淹没。然而，激光雷达给了我们重新认识过去的机会，让我们从过去的遗迹中找到未来的灵感。

出品：科普中国

制作：海中咸鱼

监制：中国科普博览

参考资料：

[1]erickson c . l .玻利维亚亚马逊地区的人工景观规模渔业。[j]。自然，2000，408(6809):190-3。

[2] vanvalkenburgh p，cushman k . c .使用无人机激光雷达捕捉秘鲁亚马孙州kuelap的建筑复杂性的激光无损失城市：[j].田野考古学杂志，2020，45(增补1)。

[3]戈鲁姆，托尔加。根据机载激光雷达数据在混合森林环境中滑坡识别和制图。

[4

]m, j, lato, et al. reducing landslide risk using airborne lidar scanning data[j]. journal of geotechnical and geoenvironmental engineering, 2019, 145(9).

[5]https://www.usgs.gov/faqs/what-difference-between-lidar-data-and-digital-elevation-model-dem

[6]http://m.app.cctv.com/video/detail/aa9c36ee6d92b0a7a7a98d2f86eb447c/index.shtml

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相关问答：雷达能放到卫星或空间站上吗？如果能，隐形飞机和军舰会失去作用吗？

雷达当然能够放到卫星或空间站上，早在上个世纪60年代俄国人就尝试着将雷达搬上太空，主要用于对地/对海侦察领域。这是因为最初的侦察卫星都是光学成像卫星（包括可见光/红外光），虽然可以达到很高的成像精度，比如早期的胶卷相机卫星，拍摄出来的照片达到分米级别的分辨率也不是难事，号称可以看清楚地面报纸的标题（当然这个说法明显有些夸大其词）。

雷达成像卫星可以全天候监视地面/海上目标

但是光学成像卫星存在着无法克服的先天不足，那就是全天候成像能力尤其是在复杂条件下的成像能力较差，无论是可见光还是红外光都难以穿透厚厚的云层、烟雾以及对手的伪装设施，在瞬息万变的现代战争中这种侦察盲区带来的隐患显然是严重而致命的。雷达成像卫星正好可以弥补光学成像卫星的短板，雷达波束不受任何气象因素的影响，能够全天候对目标成像，甚至还能发现经过伪装的地下工事。

雷达成像卫星最早的用途就是用于跟踪航母

至于依靠天基雷达来探测隐形飞机和军舰的设想，从目前来看，探测军舰是没有什么问题的，因为第一代的雷达成像卫星就是专门进行海上目标监视的。当年苏联为了追踪打击美国的航母战斗群，费尽心机、不惜血本建设了一套名为“神话系统”的天基卫星侦察体系，其中包括us-a雷达成像卫星与us-p电子侦察卫星，同时具备主动探测和被动探测能力，以便于在全球范围内不间断地随时掌握航母的一举一动。

苏联的us-a雷达成像卫星

由于技术条件的局限，us-a雷达成像卫星不仅笨重巨大（苏联的雷达小型化水平实在堪忧），而且使用寿命短、环境污染大，因为成像精度不高，卫星只能在低轨道运行，不得不使用核电池来作为维持轨道高度的动力，即便如此在轨时间也只有几十天至几个月，还曾经发生过事故导致核泄漏，这样的坑爹卫星无疑很难满足监控航母的实战化需求。直到几十年后的今天，神话系统的构想才由中国人最终完成。

我国真正实现了当年苏联神话系统的完整功能

卫星碰巧拍下飞机的照片没问题，但是无法持续跟踪

不过监控隐形飞机就比较麻烦了，飞机的移动速度远远快于军舰，而侦察卫星都有一定的过顶周期，碰巧拍下飞机的一两个镜头不存在问题，要想持续跟踪就没有办法做到了。另外反隐形雷达通常都是长波雷达，雷达天线的重量体积相对庞大，以目前的技术也无法将其搬到太空上去，使用普通的微波雷达对隐形飞机进行成像，由于吸波效应也很容易被处理系统直接过滤掉。所以要想从太空监视隐形飞机，使用光学成像卫星效果其实更好。

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