Назад в будущее: исследование космической эры доисторических костей: высокотехнологичное трехмерное отображение камеры Диналеди Homo naledi

Эшли Крюгер, кандидат наук в области палеоантропологии в Институте эволюционных исследований в Уитсе, входившая в состав первоначальной группы экспедиции восходящей звезды Бергера, использовала высокотехнологичное лазерное сканирование, фотограмметрию и технологию 3D-картирования для создания цифровых изображений с высоким разрешением. Бергер и члены команды почти в реальном времени принимают важные решения относительно подземных раскопок.

«Это первый случай, когда на такой распродаже, во время раскопок гомининов, было использовано несколько цифровых изображений, — говорит Крюгер.В 2013 году, после открытия скопления гомининов, Бергер призвал «тощих» исследователей присоединиться к нему в экспедиции по раскопкам того, что стало известно как камера Диналеди, пещерная система возле пещер Стеркфонтейн, примерно в 40 км к северо-западу от Йоханнесбург в Южной Африке.

Для проведения подземных раскопок была отобрана женская команда из шести «подземных астронавтов» из-за сложности навигации по 12-метровому вертикальному желобу и прохождению через 18-сантиметровую щель.Сам Бергер не смог спуститься в камеру, что вынудило команду внедрить высокотехнологичные методы цифровой обработки изображений, чтобы практически вывести место исследования на поверхность.Крюгер и его коллеги нанесли на карту весь путь к пещере восходящей звезды, включая камеру Диналеди, как на поверхности, так и под землей, используя комбинацию аэрофотосъемки с дронов, трехмерного лазерного сканирования высокого разрешения, техники, называемой фотограмметрия источника белого света. , и традиционные методы съемки. Исследовательская статья «Мультимодальное пространственное картирование и визуализация камеры Диналеди и пещеры восходящей звезды» была опубликована в научном журнале South African Journal of Science в пятницу.

«3D-сканирование пещеры и области раскопок очень помогло ученым, находящимся на поверхности земли, принять решение о следующем шаге в отношении раскопок», — говорит доктор Марина Эллиот, менеджер раскопок «Восходящая звезда» и соавтор статьи.«Эти методы предоставили исследователям цифровое представление участка от уровня ландшафта до отдельных костей», — говорит Крюгер.Точная цифровая реконструкция пещеры восходящей звезды дает новое представление о структуре и местонахождении камеры Диналеди, а также о точном местонахождении ископаемого.

Он также рисует подробную картину проблем, с которыми подземным астронавтам приходилось сталкиваться при ежедневной навигации по пещерам в течение более пяти недель в ноябре 2013 и марте 2014 года.«Теперь мы понимаем, благодаря использованию сканирования с высоким разрешением, что камера Диналеди примерно на 10 метров глубже, чем мы первоначально думали», — говорит Крюгер. Это важно для понимания процессов, которые могли способствовать формированию сайта.

Статья Крюгера — первая из ряда статей, которые должны быть опубликованы, по пространственному пониманию стоянки Homo naledi в камере Диналеди. Остальная часть его исследований направлена ??на то, чтобы дать ответы о том, как образовалось это место, что положение окаменелостей может рассказать исследователям, а также нарисовать более подробную картину того, как тела гомининов попали в пещеру.Как нанести на карту систему пещер восходящей звезды1. Вручную исследуйте поверхность земли, используя традиционные методы, чтобы получить общее представление о местности и ее планировке.

2. Управляйте дроном (БПЛА) с прикрепленной камерой на высоте 100 метров над землей, делая снимки с высоким разрешением каждую секунду. Соедините изображения вместе и создайте трехмерное представление области, используя методы фотограмметрии.

3. Лазерное сканирование входа в пещеру, установление географически точных контрольных точек.4. Разместите регистрационные сферы у входа в пещеру, а затем по всей системе пещер, соединив вход с остальной частью подземной пещеры.

5. Выполните лазерное сканирование пещерной системы, убедившись, что в каждом сканировании присутствуют по крайней мере три сферы, «копируя» каждое сканирование друг над другом. Пройдите до желоба

6. «Просканируйте» небольшие участки (например, желоб) с помощью небольшого лазерного дальномера, так как эта область слишком мала для любых других сканирующих машин.7. Лазерное сканирование камеры Диналеди и окаменелостей, затем свяжите камеру с желобом и остальной частью пещеры восходящей звезды.

8. Отсканируйте поверхность раскопок до и после удаления ископаемого материала, создав трехмерное представление раскопок с течением времени.