比衛星影像更棒的視野

By Daniel Stone

衛星影像讓我們能俯瞰地球,但是還有一種更靠近地球的科技,能讓我們看到更多細節。

「空載雷射測距技術」又稱為「光達」,運作原理是從飛機、直升機或無人機發送雷射脈衝,然後這項裝置會接收到下方地面的資訊。

以往光達的最佳解析度大約是每平方公尺 50 點。然而,紐約大學有一組研究人員將解析度調高到每平方公尺 335點,讓從上方俯瞰的影像 ─特別是在都市地區─能夠呈現前所未見的細節,就連裂縫、路緣和建築物的立面都清晰可見。

來自太空或微縮模型的傳統影像有什麼不好呢?光達不只是產生影像,還能以高解析度的幾何表示法呈現城市的動態情形。路面的緩坡能顯示洪水流向;一小團微粒能偵測空氣汙染。

「想像一下你在公共衛生單位服務,而且知道某個街區集中了很多患有氣喘的人。」紐約大學都市資訊學教授黛博拉.雷佛表示。你就可以開始觀察卡車怠速空轉的那些角落,她說。這些汙染會往哪裡去?我們是否能夠改變屋頂植栽、水流以及卡車行駛的道路?

儘管從空中收集數據所費不貲,不過光達掃描儀可以固定在執行其他任務的飛行器上,像是警用或醫療直升機。這個團隊從愛爾蘭都柏林市中心開始掃描(如圖所示)。未來可能會掃描更多的城市,並且提供數據給城市規畫師、商人,以及任何一個可能為社區服務的人。

光達如何幫助我們

穩固建築
在城市的下方挖掘隧道或者是下水道,都可能會對上方的樓房造成損害。因此在挖掘期間評估建築物的立面,有助於判斷歷史性建築物哪些部分比較脆弱。

都市規畫
陰影會投向何方?街道上會不會颳起讓人行走變得困難的強風?洪水又可能會從哪裡發生?開發商將能夠受益於這些關於一座城市生息的詳細幾何資料。

無障礙空間
過高的路緣或是進餐館前的一個臺階,都可能對行動不便的人造成阻礙。光達收集到的數據能協助通報最新的開發情形,或套用在能建議最佳路線的手機應用程式上。

修剪路樹
一張全面的城市樹木地圖能夠指出哪些樹可能會碰觸到電線,哪些應該在暴風雨來臨前先修剪一番,否則可能會被強風吹倒,因而砸到房屋或汽車。

兩者之別

「 Google 地球」利用高空圖像呈現下方地面上的大致情形(如下方這張都柏林地圖)。相較之下,光達從更低處捕捉地形圖,並且提供準確的時空數據。

LIDAR IMAGE (COLORIZED): BRITTNEY O’NEILL AND DEBRA LAEFER, CLOUDCOMPARE, EUROPEAN RESEARCH COUNCIL SOURCES: SCRIPPS INSTITUTION OF OCEANOGRAPHY; NOAA; U.S. NAVY; NGA; GEBCO
圖文摘自:國家地理雜誌 No.195