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別拿樹莓派不當回事!它能 “ 繪制 ” 出洞穴地圖!

上海晶珩電子科技有限公司 ? 2025-03-25 09:26 ? 次閱讀
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精確的復雜洞穴系統地圖有助于提高勇敢的潛水員的安全性。在《The MagPi》雜志第150期中,Rosie Hattersley報道了Raspberry Shake的貢獻。

Richard Wylde自稱是“一位游走于商業和學術界的物理學家兼工程師”,他對洞穴潛水的熱愛“更接近于一種癡迷而非愛好”。他是Terahertz公司的聯合創始人,這家先進工程公司曾為歐洲航天局的地球云和氣溶膠輻射探測任務(EarthCARE)開發遙感儀器,取得了令人矚目的成就。Richard還是參與繪制墨西哥尤卡坦半島地下洞穴網絡(由天然井組成)的幾位經驗豐富的洞穴探險家之一。他表示:“這些洞穴美麗得令人驚嘆,而繪制地圖在技術上非常具有挑戰性。我們需要付出大量努力才能確保安全?!甭晫W和磁力測繪可以幫助確定這些未探索通道的位置和方向,從而提高所有探險者的安全性——這一努力通過使用Raspberry Shake變得更加可靠。Raspberry Shake是一種基于Raspberry Pi的設備,通常用于檢測地震。

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洞穴測量是在水下使用指南針和卷尺手動完成的

這些地圖對于熱衷于展示洞穴沉積物(如鐘乳石和石筍等礦物沉積)的潛水向導非常有用,也能幫助開發者了解是否可以在特定區域進行建設。此外,潛水還揭示了開發項目(如高爾夫球場)對地下水源的影響。這些高爾夫球場通過砍伐叢林建造,使用硝酸鹽維護草坪,并可能從含水層中抽取水源。

與杰出團隊合作

Richard經常與著名的洞穴探險家Fred Devos一起在墨西哥金塔納羅奧地區潛水,該地區沒有地上河流。繪制其地下洞穴網絡的地圖“極其危險且對身體極具挑戰性”。

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Raspberry Shake團隊的裝備包括一臺Raspberry Shake聲學地震儀、氧氣瓶以及偏遠且難以進入的洞穴系統的地圖

探索洞穴需要沿著每十英尺打一個結的繩索前進,就像希臘神話中的忒修斯一樣。Richard提到,準確讀取指南針并根據通過的結數計算行進距離需要高度的信任和專注。能見度和人體耐力也是重要因素——如果長時間潛水后感到疲憊,可能無法準確注意到箭頭或數清結數。“當氣泡碰到洞穴頂部時,水下的情況就像鎂乳一樣渾濁?!?/span>

Richard解釋說:“我們標記深度、距離、方位角以及到下一個站點的角度”——通常只是繩索繞在巖石上的位置。涂畫的箭頭有助于確保潛水員不會迷路,但有些洞穴有多個入口,或者箭頭指向多個方向。

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Richard Wylde、Fred Devos和同事們出版了一本小冊子,繪制了Actun Koh洞穴系統的地圖

這些地圖寫在特制的防水紙上,包括洞穴入口、洞穴和水深變化以及高度等地理特征。將這些信息與外部世界聯系起來需要一種方法將其與地表關聯并獲得GPS位置。Richard表示:“通過將繩索拉出洞穴入口并在天空遮擋較少的區域獲取GPS坐標,地圖可以與絕對位置關聯。在有多個入口的洞穴中,可以通過在入口處進行GPS測量來確定并修正誤差累積。然后可以使用Ariane等廣泛使用的測繪工具將修正分布到整個地圖中?!?/span>

儀器改進

該團隊此前曾在Sagitario天然井使用磁通門磁力計匹配地上和地下位置。2024年夏季,Richard和他的洞穴測繪同事們嘗試了一種新的方法來驗證他們的發現,同時使用了Raspberry Shake 1D垂直運動地震儀和一種更靈敏的聲學磁力計。在穿越叢

Richard表示:“Raspberry Shake幫助我們確認了發現,并提高了此前無法達到的精度。”結果非常令人鼓舞,以至于團隊訂購了一臺RS3D三軸模型,用于計劃中的2025年初重返之旅。這一次,Raspberry Shake將被放置在一個IP67防水盒中,團隊希望通過額外的測量,能夠通過X、Y、Z框架中擾動的相對振幅來確定方向。

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Richard、Sam和Chris在Actun Koh開始了一次洞穴潛水


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