创建世界上最大的火山洞的3D地图，以帮助未来的太空任务
个案研究
尽管相距数十万公里，但兰扎罗特岛和月球有着惊人的相似之处。西班牙岛属于大西洋中的加那利群岛，是世界上最大的火山洞的所在地，也是与月球景观相似的独特景观。事实上，该岛已被选为太空任务前宇航员培训的地点。最近，Lanzarote的电晕熔岩管帮助欧洲航天局的团队准备探索和研究在月球和火星等行星上观察到的具有类似特征的洞穴。
由于地理空间技术的最新进展和创新，2017年虚拟地理机构的Tommaso Santagata领导了几次实地调查维加，部署三维地面激光扫描（TLS）和移动地图解决方案这是有史以来第一个地球上最大熔岩管的3D复制品。
探索电晕熔岩管的深度
科罗纳熔岩管位于Lanzarote北部，全长8.5公里，由干涸通道和浸没通道组成，部分路段宽度超过25米。尽管第一次勘探和初步测绘始于70年代，但直到60年代初进行第一次地形测量之前，它的实际延伸几乎是未知的。这项由当地政府卡比尔多·德兰扎罗特（Cabildo de Lanzarote）委托开展的最新、最雄心勃勃的3D扫描项目也采用了最新的移动地图技术，这是欧洲航天局“泛大陆-X”培训课程的一部分。该培训使他们能够测试将用于未来空间任务的新仪器和技术。
为了成功实施该项目，在一年的时间内完成了各种实地调查，部署了各种徕卡地理系统解决方案，包括徕卡HDS7000,徕卡扫描站P40和徕卡BLK360激光扫描仪，以及徕卡飞马：背包移动地图解决方案。结果是地球上最大的熔岩管3D复制品，绘制了5.7公里的洞穴通道。
利用最新的激光扫描技术捕捉每一个细节
完成了三次单独调查和440多次扫描，绘制了熔岩管系统图，该系统由通过外部塌陷相互连接的不同部分组成。这些塌陷被用于对洞穴内外表面进行的激光扫描测量进行地理参考。这是通过全球导航卫星系统（GNSS）测量、西班牙地质局的光探测和测距（LiDAR）数据，以及通过沿洞穴路径的无人机（UAV）飞行获得的摄影测量数据实现的。
更具体地说，使用HDS7000绘制了800米的海平面通道图，使用扫描站P40绘制了大约5公里的海平面通道图。此外，在泛大陆-X远征期间，部署了BLK360成像激光扫描仪扫描大约300米的高空。
使用徕卡飞马：双肩包提高准确性和机动性
为了生成更详细的3D地图，使用Pegasus:Backpack移动地图解决方案进行了调查。设计用于捕获地上和地下环境中的三维数据，图像和点云由五台摄像机和两台激光雷达轮廓仪采集。其轻巧且符合人体工程学的结构使团队能够舒适地在困难地形中导航，并在手持平板电脑上即时可视化数据。
“由于熔岩管系统的复杂性和地下性，Pegasus:Backpack被部署用于获取融合的SLAM数据——开始和结束于有GNSS数据的室外环境，但主要是在没有卫星覆盖的情况下探索洞穴。”虚拟地理机构Vigea 3D的联合创始人、Lanzarote火山洞穴系统专家Tommaso Santagata解释道。由于任务最长的部分是在没有任何全球导航卫星系统信息的情况下执行的，因此数据处理的第二阶段是加强使用SLAM算法记录的路径计算和信息由安装在飞马座上的激光雷达获取：背包。
处理数据并创建最终3D地图
“在收集了大量数据（仅与原始激光扫描数据相对应的400 GB数据）后徕卡旋风然后部署3D点云处理办公软件，以对齐扫描并处理洞穴的统一点云，”Santagata说。“一旦3D地图在单点云中可用，就会生成一些带有熔岩管平面图和剖面图的地形图输出。”此外，数据随后被用于与地球上其他熔岩管进行比较，为了研究月球和火星上的相似特征，这次行动是使用Autodesk AutoCAD2017年软件。
除了用于科学目的和未来空间任务的培训外，这些数据还用于制作多媒体和交互式内容，如视频动画、虚拟现实和桌面应用程序，向广大公众展示电晕熔岩管系统鲜为人知的部分。Cueva de Los Verdes和Jameos del Agua仅对公众开放有限的路段。此外，该项目的结果在2019年由卡比尔多·德·兰扎罗特组织的旅游洞穴管理活动中展示，该活动安装了虚拟现实展台，向公众展示洞穴。
最新探险更新：支持搜寻“食石”细菌
2021年春天，桑塔加塔返回兰扎罗特，支持一个微生物研究项目。由塞维利亚自然资源和农业生物学研究所（CSIC）地球微生物学家安娜·米勒（Ana Miller）领导的Tubolan项目旨在研究生活在Lanzarote熔岩管系统中的微生物。研究小组的发现将帮助那些在月球和火星上寻找生命的人，因为火星上也有熔岩系统。虽然条件与地球上的不同，但火星和月球洞穴系统在理论上也可以支持通过使用和转化矿物质生存和生长的化学自养微生物。在Tubolan项目的框架内，Santagata使用徕卡BLK360进行扫描和360度视频拍摄——这有助于研究洞穴的形成，并揭示了比以往更多的洞穴地理。拍摄的精彩视频片段可以在网上观看VIGEA的YouTube频道.
进一步阅读：
索罗·F.，波佐邦·R.，桑塔加塔·T.，托马西一世，托内洛·M.，马丁内斯·弗雷亚斯·J.，斯梅茨·L.M.，GÓMEZ·G.D.，马西罗尼·M.（2019年）Lanzarote火山洞穴：了解火山成岩过程和行星洞穴的自然实验室。兰扎罗特和奇尼霍群岛地质公园：从地球到太空（第125-142页）。湛，斯普林格。
SAURO F.，POZZOBON R.，MASSIRONI M.，DE BERNARDINIS P.，SANTAGATA T.，DE WAELE J.（2020年）地球、月球和火星上的熔岩管：比较行星学揭示的熔岩管大小和形态综述. 地球科学评论103288。
