创建世界上最大的火山岩洞穴的3D地图，以帮助未来的空间任务

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3D陆地激光扫描（TLS）和移动地图解决方案，导致地球上最大的熔岩管3D复制品。

探索电晕熔岩管的深度

科罗纳熔岩管位于兰萨罗特州的北部，延伸超过8.5公里，由干燥和淹没的通道组成，部分宽度超过25米。虽然第一个探索和初始映射开始于七十年代，但其实际延伸实际上是未知的，直到第一次进行第一个地形调查时的六十年代早期。这项最新且最雄心勃勃的3D扫描项目，由当地政府Cabildo de Lanzarote委托，也实施了最新的移动映射技术，这是欧洲航天局的培训课程Pangea-X的一部分。此培训允许他们测试将在未来的空间任务中使用的新仪器和技术。

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Scanstation P40和徕卡Blk360激光扫描仪，以及徕卡飞马：背包移动映射解决方案。结果是行星上最大的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映射了800米以上的海平面段，并使用ScanStation P40估计五公里。此外，在Pangea-x探险期间，将展开BLK360成像激光扫描仪以扫描大约300米的上层。

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和地下本性，Pegasus：背包被部署以获取融合的Slam数据 - 在具有GNSS数据的室外环境中启动和结束，但在没有卫星覆盖的情况下，在没有卫星覆盖的情况下探索洞穴，”Santagata（Tommaso Santagata）解释说：Co-Founder of Virtual Geographic Agency Vigea 3D and an expert on Lanzarote’s volcanic cave system. As the lengthiest part of the mission was carried out without any GNSS information, the second phase of the data processing was to reinforce the calculation of the path recorded using a SLAM algorithm and the information obtained by the LiDAR mounted on the Pegasus:Backpack.

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的火山洞穴：一个理解火山 - 斯派科的天然实验室和行星洞穴。在Lanzarote和Chinijo Islands Geopark：从地球到空间（第125-142页）。Springer，Cham。

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。