Co to jest lidar? Nowa technologia, która otwiera granice za pomocą światła | podwodna eksploracja | laser | Radary | technologia

przez wiele stuleci podwodna eksploracja Archeologia była z konieczności działalnością twarzą w twarz, wymagającą użycia stosunkowo prymitywnych narzędzi i zapuszczania się specjalistów w niebezpieczne głębiny i środowiska.

Postępy w badaniach i przetwarzaniu elektryczności, fal dźwiękowych i ostatecznie fal elektromagnetycznych dały nam różnorodne urządzenia do monitorowania i pomiaru, których wcześniej nie mogliśmy. W tym tysiącleciu Nowe osiągnięcia technologiczne ujawniają tajemnice zakopane (lub zatopione) na wiekirewolucjonizuje archeologię i podwodna eksploracja i kwestionowanie podstawowych fundamentów naszej perspektywy historycznej.

Przeczytaj także: Jak człowiek zmienił świat dzięki rolnictwu i jak zastosowanie nauki pomoże nam uratować planetę?

światło i dźwięk

Pierwszym elektrycznym instrumentem telemetrycznym był sonar. Pod wodą emituje pulsacje dźwięku. Czas potrzebny na powrót echa odnosi się do odległości od obiektu, w którym fala się odbiła. Zasada działania sonaru znana jest od wielu lat Gdy zatonięcie Titanica (1912) przyspieszyło rozwój pierwszych wersji statków.

Dwie wojny światowe, wraz z rozwojem okrętów podwodnych, również przyspieszyły ich postęp. Stało się to podstawowym narzędziem do tworzenia map topografii dna morskiego, gigantycznego zadania, ze względu na rozległość oceanów i prądów oraz zmiany temperatury wpływające na przewodzenie fal.

Fale dźwiękowe o niskiej częstotliwości — powiedzmy 5 kiloherców (kiloherców) — przemieszczają się na większe odległości, ale nie pozwalają na zbytnią definicję; Wyższe częstotliwości — takie jak 300 kHz — pozwalają uzyskać więcej szczegółów, ale z mniejszej odległości lub głębokości.

Krótko po wynalezieniu sonaru ta sama zasada odrzutu została zastosowana do fal radiowych i radar.

„Lidar można sparować z urządzeniem GPS, aby stworzyć dokładną mapę. W zależności od rodzaju lasera i powierzchni wiązka może penetrować wodę lub glebę.”

Główna różnica polega na tym, że sonar emituje fale dźwiękowe i przesyłane są impulsy.Uderzyćwody, podczas gdy radar emituje fale elektromagnetyczne poruszające się z prędkością światła, a ich odbicie jest wykrywane przez bardziej zaawansowane czujniki.

Podobny do sonaru, Opóźnienie w powrocie odnosi się do odległości, natomiast rozproszenie, kurczenie się lub rozszerzanie fali po odbiciu odnosi się do gęstości i ruchu obiektu.

ten radar Rozwinął się szybko po II wojnie światowej, a dziś wykorzystuje szeroki zakres fal elektromagnetycznych, zwłaszcza fal radiowych o wysokiej częstotliwości i mikrofal. Fale o wysokiej częstotliwości mogą przenikać Ziemię, ale nie na duże głębokości. Może to służyć do lokalizowania rur, formacji skalnych i zakopanych obiektów.

Od radia do światła

Korzystanie z fal elektromagnetycznych stało się dobrze ugruntowane dzięki radar. Stamtąd naturalnym krokiem było doświadczanie fal świetlnych.

Białe światło nie było praktyczne, ponieważ żadna lampa nie mogła konkurować ze światłem słonecznym. Nawet w nocy głównym ograniczeniem była możliwość skupienia wystarczająco mocnych wiązek światła oraz posiadanie czujników, które pozwalały mierzyć dokładny zasięg na dużych odległościach. Doprowadziło to do eksperymentu nowego rodzaju światła: ten jest bycie.

To skupia fale świetlne w cienką, wysokoenergetyczną wiązkę. Kolor wiązki i jej widoczność zależą od długości fali określonej przez gazy i kryształy użyte do jej wytworzenia.

niektóre laser Daje promienie czerwone, zielone lub żółte (składniki światła białego), podczas gdy inne to pasma podczerwieni (podczerwień), niewidoczne dla ludzkiego oka.

Albert Einstein przedstawił teoretyczne zasady laserów w 1917 roku, ale pierwszy został wyprodukowany dopiero w 1960 roku. Jego rozwój rozpoczął się w tym samym czasie, co przyspieszony rozwój czujników i obwodów cyfrowych.

Przeczytaj także: Teleskop Jamesa Webba: Zbliżmy się do nowych cudów, które wysłaliśmy w kosmos

Technologie

Wkrótce po jego wynalezieniu jest bycie Był używany do śledzenia satelitów (1961), a następnie w zastosowaniach wojskowych i pomiaru odległości dla artylerii w 1963, na tej samej zasadzie, na której opierały się sonar i radar. Doprowadziło to do użycia wykrywania laserowego i zasięgu, które ochrzczono jak lidar. Jego pierwsze cywilne zastosowanie miało miejsce w meteorologii, ale nie było znane światu, dopóki Apollo 15 nie użył go do stworzenia mapy reliefowej Księżyca w 1971 roku.

Technologia Lidar wykorzystuje czujniki, które z dużą dokładnością mierzą opóźnienie i rozproszenie odbicia wiązki światła. Rozwój mikroukładów i czujników w ostatniej dekadzie był zdumiewający i podobnie jak dzisiejsze aparaty cyfrowe, lidar może pomieścić miliony odbiorników na płycie. Za pomocą lasera szerokopasmowego, Może tworzyć szczegółowy obraz 3D obiektu lub powierzchni. Nowe systemy wykorzystują arsenek indowo-galowy (InGaAs), który działa w widmie podczerwieni z większą mocą, zasięgiem i bezpieczeństwem niż poprzednie systemy laserowe.

Aplikacje

Lidar można sparować z urządzeniem GPS, aby stworzyć dokładną mapę. według rodzaju jest bycie A powierzchnia, wiązka może przenikać wodę lub glebę. W przypadku dużych obszarów jest instalowany na samolocie. Gdy potrzeba więcej szczegółów, używany jest helikopter lub dron, który porusza się powoli i blisko powierzchni. Komputery potrafią uwydatnić drobne różnice w wysokości, dzięki czemu można dostrzec różnice, które są zbyt subtelne, by mogły je zauważyć nawet osoby stojące w tym samym miejscu.

Zmniejszenie rozmiaru i kosztów technologii otwiera szereg zastosowań, od rolnictwa i oceanografii po nawigację w pojazdach autonomicznych. Jednym z zastosowań o dużym potencjale są wykopaliska archeologiczne. Prace topograficzne w lesie, które zajmowały kiedyś rok, teraz trwają tylko kilka godzin.

Dzięki lidarowi w Mezoameryce odkryto niedawno tysiące budynków, świątyń i dróg, ukazując wielkoskalową cywilizację Majów, która mogła zamieszkiwać miliony mieszkańców.

W Peru lidar jest już używany w archeologii. Niemniej jednak, Ostateczna praca odkrywcza zawsze będzie wymagała od samych archeologów odkrycia, zbadania i zinterpretowania tego, co będzie oświetlać, aby przebiegać pod powierzchnią.

Polecany film

To może Cię zainteresować

Zapisz się do naszego newslettera