Lidar Remote Sensing: Prinsipp, applikasjon, gratis ressurser og programvare

Luftbårne lidarsensorerKan enten fange spesifikke punkter fra en laserpuls, kjent som diskrete returmålinger, eller registrere det komplette signalet når det kommer tilbake, kalt full-bølgeform, med faste intervaller som 1 ns (som dekker omtrent 15 cm). Full-bølgeform lidar brukes stort sett i skogbruk, mens diskret returlidar har bredere applikasjoner på tvers av forskjellige felt. Denne artikkelen diskuterer først og fremst diskret returlidar og bruken. I dette kapittelet vil vi dekke flere viktige emner om LiDAR, inkludert de grunnleggende komponentene, hvordan det fungerer, dets nøyaktighet, systemer og tilgjengelige ressurser.

Grunnleggende komponenter i Lidar

Jordbaserte LIDAR-systemer bruker vanligvis lasere med bølgelengder mellom 500–600 nm, mens luftbårne lidarsystemer bruker lasere med lengre bølgelengder, fra 1000–1600 nm. Et standard luftbåren lidaroppsett inkluderer en laserskanner, en enhet for måleavstand (varierende enhet) og systemer for kontroll, overvåking og opptak. Det inkluderer også et differensial globalt posisjoneringssystem (DGPS) og en treghetsmålingsenhet (IMU), ofte integrert i et enkelt system kjent som et posisjon og orienteringssystem. Dette systemet gir presis beliggenhet (lengdegrad, breddegrad og høyde) og orientering (rull, tonehøyde og overskrift) data.

 Mønstrene der laseren skanner området kan variere, inkludert sikksakk, parallelle eller elliptiske veier. Kombinasjonen av DGPs og IMU -data, sammen med kalibreringsdata og monteringsparametere, lar systemet nøyaktig behandle de innsamlede laserpunktene. Disse punktene blir deretter tildelt koordinater (x, y, z) i et geografisk koordinatsystem ved bruk av World Geodetic System fra 1984 (WGS84).

Hvor lidarFjernmålingFungerer? Forklar på en enkel måte

Et LIDAR -system avgir raske laserpulser mot et målobjekt eller overflate.

Laserpulsene reflekterer målet og går tilbake til lidarsensoren.

Sensoren måler nøyaktig tiden det tar for hver puls å reise til målet og ryggen.

Ved å bruke lysets hastighet og reisetid beregnes avstanden til målet.

Kombinert med posisjons- og orienteringsdataene fra GPS og IMU -sensorer, bestemmes de nøyaktige 3D -koordinatene til laserrefleksjonene.

Dette resulterer i en tett 3D -punktsky som representerer den skannede overflaten eller objektet.

Fysisk prinsipp om Lidar

LiDAR -systemer bruker to typer lasere: pulserende og kontinuerlig bølge. Pulserte lidarsystemer fungerer ved å sende ut en kort lyspuls og deretter måle tiden det tar før denne pulsen skal reise til målet og tilbake til mottakeren. Denne målingen av tur-retur-tid hjelper til med å bestemme avstanden til målet. Et eksempel er vist i et diagram der amplituder av både det overførte lyssignalet (AT) og det mottatte lyssignalet (AR) vises. Den grunnleggende ligningen som brukes i dette systemet involverer lysets hastighet (c) og avstanden til målet (r), slik at systemet kan beregne avstanden basert på hvor lang tid det tar før lyset kommer tilbake.