光學雷達數據畫出千年河道變化

THE MERIT TIMES

本報綜合外電報導 2023-11-16

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勒拿河三角洲（俄羅斯）圖／取自Flickr@Daniel Coe

密西西比河三角洲（美國）圖／取自Flickr@Daniel Coe

庫柏溪（澳洲）圖／取自Flickr@Daniel Coe

【本報綜合外電報導】美國華盛頓地質調查局圖形編輯科伊（Daniel Coe）一直對地圖著迷，多年來他對製圖的熱愛與日俱增，過去幾年裡，他一直創造以世界河流為主題的藝術景觀。科伊利用光學雷達資料製作出令人驚嘆的地圖，講述這些河流和三角洲的歷史，圖片不但美觀，對於理解水道的古今演變至關重要，光學雷達（光達，LiDAR）資料不僅顯示河流目前的路徑，還允許使用者查看先前路徑，科伊創建的每張影像，都是每個河流歷史的視覺時間軸。

光學雷達是一種主動式遙測技術，利用雷射測距的方式，以固定的頻率針對場景進行掃描，加上定位定向系統，可獲取高精度的3D點群座標，以及感測物的回訊訊息，包含反射雷射光的強度以及雷射脈衝經地物反射的數目，這些資訊被轉換成數十億個數據點，產生地球表面的精確模型，稱為點雲（point cloud）。

影像類似X光找出隱藏路徑

然後，這些點雲可用於建立連續的3D表面，也稱為數位高程模型。可應用在包括河流視覺化，能以數位方式移除樹木和結構，以創建裸露地球表面或數位地形模型，這種模型可以顯示河流數百年甚至數千年在地形上留下的「指紋」。

科伊對製圖學的熱愛從很小就開始，他父母長期訂閱《國家地理》雜誌，在成長的過程中，他翻閱許多出色的國家地理地圖。科伊在大學學習視覺藝術和地理，並用一種地理資訊系統軟體QGIS找到製圖方法。許多年前科伊為俄勒岡州的威拉米特河創建一張有趣的光學雷達影像，他想知道是否可以為世界各地的其他河流，製作同樣引人注目的圖片。

影像本身需要不同的時間來生成，這取決於許多因素，包括處理和編輯時間。一旦科伊識別並下載數據，他通常會對想要創建的影像類型有個粗略的了解，但在整個過程中，隨著科伊對顏色進行大量實驗，圖片經常會發生變化。

科伊花了大量時間虛擬探索世界，並在不同地點的光達入口網站上查看河流數據。能夠以從未見過的方式想像河流，讓他得到滿足。這些影像幾乎可以充當某種X光的作用，因為它們揭示河流隨時間流動的隱藏路徑。

全球許多河流已無法識別

製作河流影像的挑戰性是，世界上許多河流已經達到無法識別的程度，許多地方很難用視覺觀察，因為它們過去的河道已被水庫或其他障礙物永久遮蔽。

科伊熱中於與大眾分享他河流光達圖片，所有的河流圖片都供人高解析度下載，網站還為有興趣學習如何使用光達數據的人提供教學課程。

科伊希望人們能夠將對世界的好奇心，轉化為關心環境和河流，也盼望影像所傳達的地質時間感，讓身為人類的觀眾感到謙卑，並正確看待我們相對短暫的生命。

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