Υποθαλάσσιο ναυάγιο έφερε στη ζωή τα λέιζερ

3D σε Depth SL3 διαδικασία συλλογής δεδομένων μη-αφής με το αεροσκάφος TBD-1 Devastator (Πιστωτική: Αεροπορική / θαλάσσια κληρονομιά Ίδρυμα φωτογραφία του Brett Seymour)

Μια καινοτόμος τεχνική υποβρύχιων επιθεωρήσεων που ενσωματώνει τη φωτογραμμετρία με την τεχνολογία SubDea laser LiDAR (SL) βοήθησε στη δημιουργία ακριβών, ακριβών, αναστρεφόμενων 3D μοντέλων ενός σπάνιου και ιστορικά σημαντικού αεροσκάφους που ακουμπά στο βάθος της θάλασσας.

Η τεχνική αναπτύχθηκε κατά τη διάρκεια μιας αποστολής του Οκτωβρίου του 2018 με το μη κερδοσκοπικό ίδρυμα Air / Sea Heritage για να τεκμηριώσει το ακέραιο ναυάγιο ενός αμερικανικού ναυτικού Douglas TBD-1 Devastator αεροσκάφους στο θαλασσό της λιμνοθάλασσας Jaluit στη Δημοκρατία των Νήσων Μάρσαλ (RMI) .

Από τους 129 Καταστροφείς που χτίστηκαν, όλοι είτε χάθηκαν στη μάχη, καταστράφηκαν σε επιχειρησιακά ατυχήματα είτε διαλύθηκαν πριν από το τέλος του Β Παγκοσμίου Πολέμου. Μέρος του εν εξελίξει "Devastator Project", αυτή η πρόσφατη αποστολή αναπτύχθηκε για να συγκεντρώσει ακριβή και επαναλαμβανόμενα χιλιοστομετρικά δεδομένα για να δημιουργήσει ένα ακριβές μοντέλο 3D ως χάρτης τοποθεσίας του 21ου αιώνα για αυτό το σημαντικό αγαθό πολιτιστικής κληρονομιάς. και να χρησιμεύσει ως «έρευνα πριν από την αναταραχή» για την προτεινόμενη ανάκτηση, συντήρηση και δημόσια έκθεση του ιστορικού αεροσκάφους στο Εθνικό Μουσείο του Πολεμικού Ναυτικού των Ηνωμένων Πολιτειών στην Ουάσιγκτον, DC.

Αυτό το συγκεκριμένο αεροσκάφος, το αμερικανικό ναυτικό γραφείο του αεροναυτικού αριθμού (BuNo) 1515, που είχε προηγουμένως ανατεθεί στην Torpedo Squadron Five (VT-5) επί του αεροσκάφους USS Yorktown (CV-5) με τον κωδικό της ατράκτου "5-T-6" σε ευαίσθητο θαλάσσιο βιότοπο. Για να πραγματοποιήσει μια ασφαλή, άψογη, ακριβή έρευνα, που θα καθιστούσε ένα μοντέλο 3D παγκόσμιας κλάσης, η αποστολή συγκέντρωσε μια ομάδα κορυφαίων εμπειρογνωμόνων και εθελοντών που χρησιμοποιούν την πιο προηγμένη τεχνολογία.

Υπό την ηγεσία των συνιδρυτών του ιδρύματος Air / Sea Heritage Foundation, ο Russ Matthews, ένας από τους καταξιωμένους ιστορικούς και κινηματογραφιστές, και ο Dr. Peter Fix, ειδικός στον τομέα της διατήρησης των υλικών των πλοίων και των αεροσκαφών, με το Εργαστήριο Έρευνας για τη Διατήρηση και το Κέντρο Θαλάσσιας Αρχαιολογίας (CMAC) στο Πανεπιστήμιο Texas A & M, η ομάδα έργου Devastator Project απαρτιζόταν από τον Brett Seymour, έναν υποθαλάσσιο φωτογράφο κορυφαίων πτήσεων, δανειζόμενο από το Κέντρο Υποβρύχιων Πόρων της Υπηρεσίας Εθνικού Πάρκου. Evan Kovacs, ένας πρωτοποριακός μηχανικός και έμπειρος τεχνικός δύτης που διαχειρίζεται τεχνολογίες θαλάσσιας απεικόνισης. Matt Christie, Υπεύθυνος ειδήσεων SubDeal LiDAR με 3D σε βάθος. Brian Kirk, ειδικός τοπικός ξεναγός και αρχικός συν-ανακαλυφθείς (με τον ιστορικό / εξερευνητή Matt Holly) του ναυαγίου του BuNo 1515. συν τους αρχαιολόγους / δύτες Chris Dostal, Carolyn Kennedy και Michael Terlep. Σύμβουλοι από το Εργαστήριο προηγμένης απεικόνισης και απεικόνισης στο Ωκεανογραφικό Ινστιτούτο Woods Hole ήταν επίσης μέρος των σταδίων εκπόνησης της εκστρατείας και της μεταπαραγωγής.

Παρόλο που το Devastator 1515 εμφανίστηκε σε μεγάλο βαθμό άθικτο από προηγούμενες ερευνητικές αποστολές, ο ευαίσθητος χαρακτήρας του ναυαγίου και συχνά οι συνθήκες χαμηλής καθαρότητας του νερού γύρω από την περιοχή παρείχαν περιορισμούς για τις περισσότερες από τις τυπικές διαδικασίες συλλογής δεδομένων και άλλες μεθόδους συλλογής οπτικών εικόνων. Επιπλέον, ως έρευνα πριν από τις διαταραχές, ήταν σημαντικό να ληφθούν όχι μόνο οι επαναληπτικές, ακριβείς, χιλιοστομετρικές λεπτομέρειες του αεροσκάφους, αλλά και η ουσία και οι δομές της θαλάσσιας βιομάζας πάνω και γύρω από το αεροσκάφος. Αυτές οι προκλήσεις δημιούργησαν μια μοναδική ευκαιρία για το υποθαλάσσιο λέιζερ LiDAR SL3 της Depth με την μονάδα επεξεργασίας δεδομένων 3D σε πραγματικό χρόνο. Επιπλέον, η ομάδα χρησιμοποίησε ασταθή φωτογραφία, 4Κ βίντεο, 3D φωτογραμμετρία και 360⁰ VR.

Σε μια περίοδο έξι ημερών στην περιοχή, δεκάδες καταδύσεις οδηγήθηκαν στο ναυάγιο που βρίσκεται κάτω από 130 πόδια νερού. Τέσσερις σημάνσεις εγγραφής τοποθετήθηκαν σε προεγκεκριμένες περιοχές για να ελέγξουν την ακρίβεια τόσο για τις σαρώσεις με λέιζερ όσο και για την τεχνολογία φωτογραμμετρίας. Το 3D στο λέιζερ SL3 Depth αναπτύχθηκε σε ποικίλες σειρές από το χώρο του ναυαγίου διατηρώντας παράλληλα μια ασφαλή απόσταση, ώστε να μην διαταραχθεί η γύρω περιοχή. Η κατευθυνόμενη δοκός επέτρεψε την ευελιξία και την ακρίβεια, παράλληλα με άλλες εφαρμογές τεχνολογίας. Το SL3 παλμούσε σε 40.000 μετρήσεις / δευτερόλεπτο για κάθε θέση σάρωσης που αποκτούσε τομεακές σαρώσεις πολύ υψηλής πυκνότητας. Ο τρισδιάστατος ευρετηριακός αλγόριθμος διόρθωσης διάθλασης του Depth ήταν σε θέση να παραδώσει επαναλαμβανόμενα σύνολα δεδομένων σε ποιότητα νερού χαμηλής διαύγειας, όπου άλλες οπτικές λύσεις θα δυσκολευτούν να λειτουργήσουν.

TBD-1 Οφειλόμενη Αεροσκάφος Φωτογραμμετρική Εικόνα (CreditL Air / Sea Heritage Foundation φωτογραφία από τον Brett Seymour)

Συνολικά, το λέιζερ SL3 LiDAR παρέδωσε συνολικά 92 εκατομμύρια σημεία και τα φωτογραμμετρικά δεδομένα μετά την επεξεργασία παρήγαγαν 5,7 εκατομμύρια κορυφές. Κάθε πυκνό σύννεφο σημείων διαμορφώθηκε σε επιφάνεια και μετακινήθηκε σε έναν υπολογιστή 3D σχεδίασης. Οι οπτικές εικόνες από τη φωτογραμμετρία, τα 360 VR και τα φωτογραφίσματα ενσωματώθηκαν στα σχέδια για να δώσουν ένα ακριβές μοντέλο 3D του Devastator. Μαζί με τα δεδομένα LiDAR λέιζερ, η ομάδα συνέλαβε 1.398 ακίνητες εικόνες με φωτογραμμετρία.

"Η τεχνολογία LiDAR με τεχνολογία υποβρύχιου λέιζερ 3D στο βάθος χρησιμοποιεί το πατενταρισμένο μας δείκτη αλγορίθμων διόρθωσης διάθλασης για να παράγει ένα πραγματικό ψηφιακό δίδυμο με ακριβείς και ακριβείς μετρήσεις", δήλωσε ο Chief Operating Officer της εταιρίας 3D at Depth, Inc. Η συγχώνευση αυτών των δεδομένων με 3D ογκομετρική φωτογραμμετρία προσφέρει ένα επαναστατικό βήμα προς την ακριβή ψηφιακή συντήρηση και απεικόνιση μεγάλων χαρακτηριστικών στο θαλασσινό νερό. Ανυπομονούμε να προωθήσουμε αυτή την τεχνική για ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών στους τομείς των ναυτικών αρχαιολογικών χώρων και των ναυαγίων, την τεκμηρίωση των θαλάσσιων ατυχημάτων και τις βασικές έρευνες για ευαίσθητα θαλάσσια περιβάλλοντα ».

"Η καινοτόμος αρχαιολογική χρήση του 3D στο υποθαλάσσιο SL3 του Depth, LiDAR, μας επέτρεψε να επιτύχουμε περισσότερα και με μεγαλύτερη ακρίβεια στη χαρτογράφηση του χώρου ναυαγίου του BuNo 1515 κατά τη διάρκεια των έξι ημερών από ό, τι ήταν δυνατό σε πέντε προηγούμενες αποστολές", δήλωσε ο Russ Matthews, Πρόεδρος του Ιδρύματος Air / Sea Heritage. "Είμαστε ιδιαίτερα ευγνώμονες στον Neil Manning και την ομάδα του για τη γενναιοδωρία τους στην παροχή της τεχνολογίας και της τεχνογνωσίας για να πάρουμε το Devastator Project στο επόμενο επίπεδο. Μόνο με τη συνεργασία τέτοιων ατόμων, εταιρειών, οργανισμών και εθνών μπορούμε να ελπίζουμε να διατηρήσουμε αυτό το εικονικό αεροσκάφος για τις μελλοντικές γενιές ».