Lidar Remote Sensing: Princip, applikation, gratis ressourcer og software

Luftbårne LIDAR -sensorerKan enten fange specifikke punkter fra en laserpuls, kendt som diskrete returmålinger, eller registrere det komplette signal, når det vender tilbage, kaldet fuldbølgeform, med faste intervaller som 1 ns (som dækker ca. 15 cm). Fuldbølgeform LIDAR bruges for det meste i skovbrug, mens diskret retur LIDAR har bredere anvendelser på tværs af forskellige felter. Denne artikel diskuterer primært diskret afkast LIDAR og dens anvendelser. I dette kapitel dækker vi flere centrale emner om LIDAR, inklusive dets grundlæggende komponenter, hvordan det fungerer, dets nøjagtighed, systemer og tilgængelige ressourcer.

Grundlæggende komponenter i Lidar

Jordbaserede LIDAR-systemer bruger typisk lasere med bølgelængder mellem 500–600 nm, mens luftbårne LIDAR-systemer bruger lasere med længere bølgelængder, der spænder fra 1000–1600 nm. En standard luftbåren LIDAR -opsætning inkluderer en laserskanner, en enhed til måling af afstand (lige enhed) og systemer til kontrol, overvågning og optagelse. Det inkluderer også et differentielt globalt positioneringssystem (DGPS) og en inertial måleenhed (IMU), ofte integreret i et enkelt system kendt som et positions- og orienteringssystem. Dette system giver præcis placering (længdegrad, breddegrad og højde) og orientering (rulle, tonehøjde og overskrift) data.

 Mønstrene, hvor laseren scanner, kan området variere, inklusive zigzag, parallelle eller elliptiske stier. Kombinationen af ​​DGP'er og IMU -data sammen med kalibreringsdata og monteringsparametre giver systemet mulighed for nøjagtigt at behandle de indsamlede laserpunkter. Disse punkter tildeles derefter koordinater (x, y, z) i et geografisk koordinatsystem ved hjælp af verdens geodetiske system fra 1984 (WGS84) -dato.

Hvor lidarFjernmålingFungerer? Forklar på en enkel måde

Et LIDAR -system udsender hurtig laserimpulser mod et målobjekt eller overflade.

Laserpulser reflekterer målet og vender tilbage til Lidar -sensoren.

Sensoren måler nøjagtigt den tid, det tager for hver puls at rejse til målet og tilbage.

Ved hjælp af lysets hastighed og rejsetid beregnes afstanden til målet.

Kombineret med positions- og orienteringsdata fra GPS og IMU -sensorer bestemmes de nøjagtige 3D -koordinater af laserreflektioner.

Dette resulterer i en tæt 3D -punktsky, der repræsenterer den scannede overflade eller objekt.

Fysisk princip om Lidar

LIDAR -systemer bruger to typer lasere: pulseret og kontinuerlig bølge. Pulsede LIDAR -systemer fungerer ved at sende en kort lyspuls ud og derefter måle den tid, det tager for denne puls at rejse til målet og tilbage til modtageren. Denne måling af tur-retur tid hjælper med at bestemme afstanden til målet. Et eksempel er vist i et diagram, hvor amplituderne af både det transmitterede lyssignal (AT) og det modtagne lyssignal (AR) vises. Den grundlæggende ligning, der bruges i dette system, involverer lysets hastighed (C) og afstanden til målet (R), hvilket gør det muligt for systemet at beregne afstanden baseret på hvor lang tid det tager for lyset at vende tilbage.