Creating a 3D map of the world’s largest volcanic cave to aid future space missions

尽管相距数十万公里，但兰萨罗特岛和月亮岛也有着显着的相似之处。西班牙岛属于大西洋的金丝雀群岛，是世界上最大的火山洞穴和类似于月球景观的风景。实际上，该岛被选为在太空任务之前的宇航员训练的位置。最近，兰萨罗特（Lanzarote）的电晕熔岩管帮助了欧洲航天局的团队探索和研究在月球和火星等行星上观察到的类似特征的洞穴。

由于最新的地理空间技术进步和创新，2017年由汤玛索·桑塔加塔（Tommaso Santagata）从虚拟地理位置机构领导维亚，，，，deploying3D Terrestrial Laser Scanning(TLS) and移动映射解决方案，，，，resulting in the first ever 3D replica of the largest lava tube on Earth.

探索电晕熔岩管的深度

Located in the north of Lanzarote, the Corona lava tube extends over 8.5 kilometres and is made up of both dry and submerged passages, with some sections more than 25 metres wide. Although the first explorations and initial mapping began in the seventies, its real extension was practically unknown until the early sixties when the first topographic survey was carried out. This latest and most ambitious 3D scanning project, commissioned by the local government, Cabildo de Lanzarote, also implemented the latest mobile mapping technology, which is part of the European Space Agency’s training course PANGAEA-X. This training allows them to test new instruments and technologies that will be used in future space missions.

为了成功执行该项目，在一年的过程中完成了各种Leica GeoSystems解决方案，包括Leica HDS7000，，，，Leica ScanStation P40和Leica BLK360laser scanners, as well as theLeica Pegasus：背包mobile mapping solution. The result is the largest 3D replica of a lava tube on the planet with 5.7 kilometers of cave passages mapped.

使用最新的激光扫描技术捕获所有细节

完成了三个单独的调查和超过440张扫描，以绘制熔岩管系统，该系统由通过外部倒塌相互连接的不同部分组成。这些崩溃用于地理参考，在外表面的洞穴内进行的激光扫描调查。通过来自西班牙地质服务的全球导航卫星系统（GNSS）测量，光检测和范围（LIDAR）数据，这是可能的，通过沿洞穴路径的无人机（UAV）飞行获得的摄影测量数据。

More specifically, 800 metres of the above sea level passages were mapped using the HDS7000 and an estimated five kilometres using a ScanStation P40. In addition, the BLK360 imaging laser scanner was deployed to scan an upper level of around 300 metres during the PANGAEA-X expedition.

Leica Pegasus的准确性和机动性提高：背包

为了生成更详细的3D地图，使用Pegasus：背包移动映射解决方案进行了调查。旨在在地上和地下环境中捕获3D数据，其中图像和点云由五个摄像机和两个LiDAR PROFILER收集。它的轻量级和人体工程学结构使团队能够舒适地浏览困难的地形并立即可视化手持板计算机上的数据。

“由于t的错综复杂和地下自然he lava tube system, the Pegasus:Backpack was deployed to acquire fused SLAM data — starting and ending in outdoor environments with GNSS data, but largely exploring the cave without satellite coverage,” explains Tommaso Santagata, 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的3D地图

“收集了大量数据 - 仅与原始激光扫描数据相对应的400 GB -狮子旋风然后部署了3D点云处理办公室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，就会生成几个输出作为地形图，并带有熔岩管的计划和部分。”此外，随后将数据用于与地球上其他熔岩管进行比较，目的是在月球和火星上研究类似的特征 - 使用该操作Autodesk AutoCAD2017年软件。

除了对未来太空任务的科学目的和培训外，数据还用于生产多媒体和交互内容，例如视频动画，虚拟现实和桌面应用程序，显示了更广泛的公众是Corona熔岩管系统中鲜为人知的部分。只有有限的部分向Cueva de Los Verdes和Jameos del Agua开放。此外，该项目的结果是在Cabildo de Lanzarote在2019年组织的旅游洞穴管理期间提出的，该洞穴在2019年安装了一个虚拟现实立场，向公众展示了洞穴。

最新探险更新：支持搜索“进食”细菌

2021年春季，桑塔加塔（Santagata）返回兰萨罗特（Lanzarote），以支持微生物学研究项目。由塞维利亚自然资源与农业生物学研究所（CSIC）的地球生物学家安娜·米勒（Ana Miller）领导的Tubolan项目是为研究生活在Lanzarote Lava Tube Tube Systems中的微生物的。该团队的发现将帮助那些在月球和火星上寻找生活的人，这些人也有熔岩系统。尽管这些条件与地球上的条件不同，但理论上也可以支持火星和月球洞穴系统，也可以支持通过使用和转化矿物质生存和生长的化学自由营养微生物。在Tubolan项目的框架中，Santagata使用Leica BLK360制作扫描和360度视频，这有助于研究洞穴的形成，并发现比以往任何时候都更多的洞穴地理。可以观看令人惊叹的视频镜头维亚的YouTube频道。

进一步阅读：
Sauro F.，Pozzobon R.，Santagata T.，Tomasi I.，Tonello M.，Martínez-FríasJ。，Smets L.M.，GómezG.D。，Massironi M.（2019）Volcanic Caves of Lanzarote: A Natural Laboratory for Understanding Volcano-Speleogenetic Processes and Planetary Caves.In Lanzarote and Chinijo Islands Geopark: From Earth to Space (pp. 125-142). Springer, Cham.

Sauro F.，Pozzobon R.，Massironi M.，de Bernardinis P.，Santagata T.，de Waele J.（2020）地球，月亮和火星上的熔岩管：比较行星学揭示其大小和形态的评论。Earth Science Reviews 103288.