Laserscanning fører til 3D-gengivelse af Robbers Cave

Efterhånden som dele af Robber's Cave-historien forsvinder til folklore, de tusindvis af graveringer, der trænger deres Dakota-sandstensvægge som graffiti, er ligeledes i opløsning, umærkeligt men uundgåeligt, ind i miniatureklitter ved bunden af ​​væggene.

Disse vægge kan tale – som et ekko af mere end et århundredes besøg fra dem, der har udskåret navne og symboler og ansigter med finger eller pind eller kniv – men nogle af de fjerne stemmer nærmer sig hvisken.

Et første af sin slags projekt finansieret af History Nebraska og koordineret af University of Nebraska–Lincolns Richard Wood bevarer disse stemmer ved digitalt at kortlægge hver millimeter af hulens 5, 000 plus kvadratfod, graveringer og det hele.

Wood og flere elever i Nebraska har produceret en 3D-gengivelse af Robber's Cave ved hjælp af lysdetektion og afstandsmåling, eller lidar, som affyrer nær-infrarøde laserstråler mod en overflade, måler den tid, de har brug for til at reflektere og vende tilbage fra den overflade, beregner derefter afstanden til et givet punkt.

Ved at gentage processen på 92 steder i hulen for at generere en 3-D sky af point - 3,1 milliarder af dem - har Woods team formået at fange hver kontur af grottens ujævne terræn, forgrenede tunneler og multi-level arkitektur.

"Dette er den største dataindsamling, min forskergruppe nogensinde har foretaget, " sagde adjunkt i civil- og miljøteknik, hvis team brugte to bærbare scannere til at kortlægge hulen over omkring 30 timer i september.

Nogle aspekter og områder viste sig at være særligt vanskelige, sagde Wood. At få repræsentative gennemsnit af tunnelernes bredder indebar digitalt at skære dem i mere cylindriske sektioner, der kunne måles mere objektivt. Kortlægning af to lodrette aksler, hvoraf den ene fungerer som en de facto brønd, krævede et specialiseret stativ, der mindskede de ellers ekstreme vinkler, hvor scanneren affyrede sine stråler. At scanne et kammer, der huser flagermus, betød at kæmpe med beskyttelsesskærme og de svage røde lys designet til at rumme dets natlige beboere.

"Det var faktisk en sjov udfordring, sagde Wood, som fik masser af hjælp fra ph.d.-studerende Yijun Liao, bachelorstuderende Dylan Downes og postdoc-forsker M. Ebrahim Mohammadi.

Den resulterende 3D-gengivelse vil hjælpe History Nebraska med at argumentere for at tilføje Robber's Cave til National Register of Historic Places, sagde David Calease, der hjælper med at koordinere en sådan indsats for statsstyrelsen. Til Caleases viden, Robber's Cave-applikationen rangerer som den første til at inkludere en detaljeret digital gengivelse blandt sine nomineringsmaterialer.

"I de fleste nomineringer, det er, 'Vi skal fotografere det her, det og det andet, "" sagde Calease. "Men med et sted som dette, det er meget svært. Du kan tage et billede, men det er virkelig svært at få den følelse og forståelse ud af det. Dette er så unikt et sted, at vi var nødt til at gøre noget anderledes for virkelig at fange det."

Scanningen repræsenterer også en mere generel indsats for digitalt at bevare hulens nuværende tilstand midt i fugtighedens subtile hærgen, temperatur og tid. Når luftfugtigheden stiger, fugt kan arbejde sig mellem lag af sandsten, med selv små temperaturudsving, der driver ekspansion og sammentrækning. Over tid, at hivningen til sidst svækker bindingerne mellem lagene og grunder sandstenen til at flage af.

"Når det tørrer og krymper, overfladen af ​​væggene bliver skør, " sagde John Rissetto, en konserveringsarkæolog med History Nebraska. "Så, hvis du har folk dernede, som bare går forbi, rysten af ​​jorden vil forårsage nok friktion til bare at springe den af.

"Som (dette) fortsætter, det vil mindske dybden af ​​graveringerne til det punkt, hvor de ikke længere vil være synlige."

Disse graveringer og andre markeringer hjælper med at fortælle historien om hulen, som begyndte som en naturligt forekommende, men lavvandet formation, der blev udvidet til en lagerhule i 1869 af ejerne af Nebraskas første bryggerivirksomhed, Pioneers Bryggeri. Ubekræftet, ofte tvivlsomme rapporter praler af historiske besøgende:en såret Jesse James, slaver, der flygter til frihed via den underjordiske jernbane, Chuck Norris.

Men tidligere ejer Ed Scarborough Jr. behandlede en af ​​hulens tunneler som en skydebane i 1970'erne, forklarer skudhullerne, der peber dens vægge. broderskaber, Sororities, kirkegrupper, litterære selskaber og andre organisationer holdt indvielsesceremonier i hulen. Bands spillede der. Folk festede og spillede craps der. Og mange efterlod beviser i form af navne, græske bogstaver, hjerter, fredstegn eller andre symboler, der ikke er egnet til tryk.

"Mange mennesker, vi talte med i Lincoln sagde, 'Åh, ja, Jeg plejede at hænge derude, da jeg var yngre, ' eller, 'Jeg kan huske, at jeg besøgte mine venner, '" sagde Rissetto om hulen, som forbliver åben for ture. "Det er en del af Lincolns historie blandt en bestemt generation."

Det store antal graveringer, der er skrevet ind i væggene, kan næsten overvælde øjnene, hvilket Rissetto sagde, skulle gøre den digitale gengivelse af Robber's Cave særligt værdifuld for dem, der ønsker at afdække mere af dens historie.

"Vanskeligheden er, at der er så mange, det er svært at fokusere på individuelle, fordi din hjerne konstant skifter til den næste, sagde han. Til sidst, vi ville elske at have kulturantropologer, historikere, slægtsforskere kan analysere hver enkelt gravering, så de kan slå navnene op på personer, der var der. Fordi Willa Cather skulle være der. John Neihardt skulle være der. Enhver berømt person, der boede i Nebraska, siges at have besøgt grotten på et eller andet tidspunkt. Spørgsmålet er:Gjorde de det? Og efterlod de deres navn derinde?"

Gør 3D-gengivelsen offentlig tilgængelig online, som holdet til sidst håber at gøre, kan også hjælpe med at drive turisme til stedet, når du besøger Lincoln til en Husker fodboldkamp eller bor hos slægtninge i ferien, sagde Rissetto.

"Det er på samme måde som Frihedsgudinden og Eiffeltårnet også er i 3D på nettet, og folk går stadig til dem hele tiden, " sagde han. "Det er bare endnu en interessant måde at lokke folk til at finde disse steder og besøge dem. Det er en del af et supplement, men det er ikke en erstatning."

I mellemtiden, holdet er ved at lægge sidste hånd på National Register-ansøgningen og forventer, at National Park Service afsender sin dom i midten af ​​marts.

Uanset dommen, Rissetto og Calease sagde, at History Nebraska håber at fortsætte samarbejdet med Woods team om fremtidige applikationer og andre projekter. Rissetto citerede Chimney Rock som en anden Nebraska-signatur, der, bærer den konstante byrde af elementerne, kunne drage fordel af den digitale bevaring af en lidar-scanning.

Og gruppen sagde, at den forudser en fremtid, hvor lidar-baserede gengivelser bliver almindelige komponenter i både National Register-nomineringer og historisk dokumentation mere bredt.

"National Park Service vil få en kopi af alle de rå data, så de har det til deres optegnelser, fordi det er det, vi prøver at etablere, " sagde Rissetto. "Vi forsøger at etablere en baseline for, hvordan vi gør dette fremadrettet. Og hvis vi kan få en 3D-model af hver enkelt folkeregisterejendom, det ville være målet.

"Fordi i sidste ende, efter min mening, det handler (om) at forsøge at gøre historien relevant, og det er den nemmeste måde for os at gøre det på. Vi genskaber det, så folk kan se det og opleve det."