Maya unterm Dschungeldach: Laserexperte erklärt, wie verborgene Städte gefunden wurden

Wissenschaftler haben am Wochenende im Dschungel Guatemalas riesige Maya-Städte entdeckt. Diesen Fund haben sie vor allem der Lidar-Technologie zu verdanken. Was das ist, wie sie funktioniert und in welchen Bereichen sie außerdem eine Rolle spielt, erklärt Prof. Dr. Ulrich Wittrock von unserem Fachbereich Physikalische Technik.

Prof. Dr. Ulrich Wittrock forscht und lehrt an unserer Hochschule in den Bereichen Photonik, Physik und Laserentwicklung. (Foto: privat)
Prof. Dr. Ulrich Wittrock forscht und lehrt an unserer Hochschule in den Bereichen Photonik, Physik und Laserentwicklung. (Foto: privat)

Herr Prof. Wittrock, in Science-Fiction-Filmen scannen Laser Räume und geben so Hinweise auf versteckte Gegenstände oder Feinde. War das jetzt im Dschungel auch so?

Nein, das ist in der in Filmen dargestellten Art und Weise nicht möglich. Vielmehr sendet man einen Laserstrahl von einem Flugzeug oder Hubschrauber aus, der Punkt für Punkt den Urwald abtastet. Am Rechner werden diese vielen Daten zu einem Bild zusammengesetzt. Im Dschungel in Guatemala ging es zum Beispiel darum, ein Höhenprofil zu erstellen. Dabei haben die Forscher die Lidar-Technologie eingesetzt, die ganz ähnlich arbeitet wie unser Radar.

 

Wie funktioniert diese Technologie?

Lidar-Systeme senden Lichtstrahlen aus, oft mit vielen hundert oder sogar mit mehr als einer Million Pulsen pro Sekunde. Treffen diese Strahlen auf ein Hindernis wie ein Blatt, reflektiert dieses das Licht zurück. Die Laufzeit, die das Licht insgesamt zum reflektierenden Gegenstand und zurück zum Ausgangspunkt braucht, lässt sich messen. Und daraus kann man die Entfernung bis zum Blatt errechnen.

 

Das Dschungeldach ist ja ziemlich dicht gewachsen. Wie haben die Forscher die Maya-Städte denn gefunden, wenn die Lichtstrahlen nur auf die oberen Blätter fielen?

Ich schätze zwar, dass sich 99 Prozent der gemessenen Reflexe auf die Dschungelblätter beziehen. Aber da das Lidar-System so viele Pulse aussendet, fallen manche Lichtstrahlen auch durch Lücken auf den Boden des Dschungels. Diese errechnete Entfernung ist natürlich etwas größer als die Entfernung bis zum Blätterdach. Dabei gab es dann eben auch Lichtstrahlen die auf die jetzt entdeckten Bauwerke trafen. Dank der hohen Anzahl an Pulsen lässt sich am Rechner punktweise ein Höhenprofil erstellen, und in diesem Fall zeigte das regelmäßige Strukturen, die den Hinweis auf die Mayabauten gaben.

 

In welchen Bereichen kann man Lidar noch einsetzen?

Zum Beispiel im Bereich des autonomen Fahrens – aber da stehen wir noch ganz am Anfang. Die Lidar-Technologie kann Abstände zu anderen Autos oder Bäumen und Leitplanken errechnen. Das erste System soll noch in diesem Jahr in einem Oberklasse-Modell erhältlich sein. Was ebenfalls schon umgesetzt wird und dank Lasertechnik möglich ist: Mit Lidar Schadstoffe in der Atmosphäre detektieren. So lässt sich die globale Verteilung von Treibhausgasen wie Methan oder Kohlenstoffdioxid errechnen – und die Staaten bekommen Informationen, ob sie zum Beispiel die Ziele des Kyoto-Protokolls einhalten oder nicht.

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