Știri - Teledetecție LiDAR: principiu, aplicație, resurse de date gratuite

Abonați-vă la rețelele noastre sociale pentru o postare promptă

Senzori LiDAR aeropurtațipoate fie să capteze anumite puncte dintr-un impuls laser, cunoscute sub denumirea de măsurători discrete de întoarcere, fie să înregistreze semnalul complet pe măsură ce revine, numit formă de undă completă, la intervale fixe, cum ar fi 1 ns (care acoperă aproximativ 15 cm). LiDAR cu formă de undă completă este utilizat mai ales în silvicultură, în timp ce LiDAR cu retur discret are aplicații mai largi în diferite domenii. Acest articol discută în primul rând LiDAR cu returnare discretă și utilizările sale. În acest capitol, vom acoperi câteva subiecte cheie despre LiDAR, inclusiv componentele sale de bază, cum funcționează, acuratețea, sistemele și resursele disponibile.

Componentele de bază ale LiDAR

Sistemele LiDAR de la sol folosesc în mod obișnuit lasere cu lungimi de undă cuprinse între 500-600 nm, în timp ce sistemele LiDAR din aer folosesc lasere cu lungimi de undă mai mari, variind de la 1000-1600 nm. O configurație standard LiDAR aeropurtată include un scaner laser, o unitate pentru măsurarea distanței (unitate de distanță) și sisteme de control, monitorizare și înregistrare. De asemenea, include un sistem de poziționare globală diferențială (DGPS) și o unitate de măsurare inerțială (IMU), adesea integrate într-un singur sistem cunoscut sub numele de sistem de poziție și orientare. Acest sistem oferă date precise privind locația (longitudine, latitudine și altitudine) și orientare (rulare, înclinare și direcție).

Modelele în care laserul scanează zona pot varia, inclusiv trasee în zig-zag, paralele sau eliptice. Combinația de date DGPS și IMU, împreună cu datele de calibrare și parametrii de montare, permite sistemului să proceseze cu precizie punctele laser colectate. Aceste puncte sunt apoi alocate coordonate (x, y, z) într-un sistem de coordonate geografice folosind datele Sistemului geodezic mondial din 1984 (WGS84).

Cum LiDARTeledetecțieFabrică? Explicați într-un mod simplu

Un sistem LiDAR emite impulsuri laser rapide către un obiect sau o suprafață țintă.

Impulsurile laser se reflectă în țintă și revin la senzorul LiDAR.

Senzorul măsoară cu precizie timpul necesar fiecărui impuls pentru a ajunge la țintă și înapoi.

Folosind viteza luminii și timpul de călătorie, se calculează distanța până la țintă.

În combinație cu datele de poziție și orientare de la senzorii GPS și IMU, sunt determinate coordonatele 3D precise ale reflexiilor laser.

Rezultă un nor dens de puncte 3D reprezentând suprafața sau obiectul scanat.

Principiul fizic al LiDAR

Sistemele LiDAR folosesc două tipuri de lasere: cu undă pulsată și continuă. Sistemele LiDAR cu impulsuri funcționează prin trimiterea unui impuls scurt de lumină și apoi măsurarea timpului necesar pentru ca acest impuls să ajungă la țintă și înapoi la receptor. Această măsurare a timpului dus-întors ajută la determinarea distanței până la țintă. Un exemplu este prezentat într-o diagramă în care sunt afișate atât amplitudinile semnalului luminos transmis (AT) cât și ale semnalului luminos recepționat (AR). Ecuația de bază folosită în acest sistem implică viteza luminii (c) și distanța până la țintă (R), permițând sistemului să calculeze distanța în funcție de cât timp durează lumina pentru a reveni.

Retur discret și măsurare completă a formei de undă folosind LiDAR aeropurtat.

Un sistem LiDAR tipic aeropurtat.

Procesul de măsurare în LiDAR, care ia în considerare atât detectorul, cât și caracteristicile țintei, este rezumat de ecuația standard LiDAR. Această ecuație este adaptată din ecuația radar și este fundamentală pentru înțelegerea modului în care sistemele LiDAR calculează distanțele. Descrie relația dintre puterea semnalului transmis (Pt) și puterea semnalului primit (Pr). În esență, ecuația ajută la cuantificarea cât de mult din lumina transmisă este returnată la receptor după reflectarea țintei, ceea ce este crucial pentru determinarea distanțelor și crearea hărților precise. Această relație ia în considerare factori precum atenuarea semnalului datorită distanței și interacțiunilor cu suprafața țintă.

Aplicații ale teledetecției LiDAR

 Teledetecția LiDAR are numeroase aplicații în diverse domenii:
 Cartografierea terenului și topografică pentru crearea modelelor digitale de elevație (DEM) de înaltă rezoluție.
 Cartografierea silviculturii și a vegetației pentru studierea structurii copacului și a biomasei.
 Hartizarea litoralului și a țărmului pentru monitorizarea eroziunii și modificărilor nivelului mării.
 Planificarea urbană și modelarea infrastructurii, inclusiv clădirile și rețelele de transport.
 Arheologia și documentarea patrimoniului cultural a siturilor și artefactelor istorice.
 Studii geologice și miniere pentru cartografierea caracteristicilor de suprafață și operațiuni de monitorizare.
 Navigare autonomă a vehiculelor și detectarea obstacolelor.
 Explorarea planetară, cum ar fi cartografierea suprafeței lui Marte.

Ai nevoie de o consultație gratuită?

Lumispot Oferă asigurare a calității de vârf și servicii post-vânzare, certificate de sistemele de calitate naționale, specifice industriei, FDA și CE. Răspuns rapid al clienților și asistență post-vânzare proactivă.

Aflați mai multe despre noi

Contactaţi-ne

Resurse LiDAR:

O listă incompletă a surselor de date LiDAR și a software-ului gratuit este furnizată mai jos. Surse de date LiDAR:
1.Topografie deschisăhttp://www.opentopography.org
2.USGS Earth Explorerhttp://earthexplorer.usgs.gov
3.Inventarul de cote interagenții din Statele Unitehttps://coast.noaa.gov/ inventory/
4.Administrația Națională Oceanică și Atmosferică (NOAA)Digital Coasthttps://www.coast.noaa.gov/dataviewer/#
5.Wikipedia LiDARhttps://en.wikipedia.org/wiki/National_Lidar_Dataset_(Statele Unite)
6.LiDAR Onlinehttp://www.lidar-online.com
7.Rețeaua Observatoarelor Ecologice Naționale—NEONhttp://www.neonscience.org/data-resources/get-data/airborne-data
8.Date LiDAR pentru nordul Spanieihttp://b5m.gipuzkoa.net/url5000/en/G_22485/PUBLI&consulta=HAZLIDAR
9.Date LiDAR pentru Regatul Unithttp://catalogue.ceda.ac.uk/ list/?return_obj=ob&id=8049, 8042, 8051, 8053

Software LiDAR gratuit:

1.Necesită ENVI. http://bcal.geology.isu.edu/ Envitools.shtml
2.FugroViewer(pentru LiDAR și alte date raster/vectorale) http://www.fugroviewer.com/
3.FUSION/LDV(Vizualizare, conversie și analiză a datelor LiDAR) http://forsys.cfr.washington.edu/fusion/fusionlatest.html
4.Instrumente LAS(Cod și software pentru citirea și scrierea fișierelor LAS) http://www.cs.unc.edu/~isenburg/lastools/
5.LASUtility(Un set de utilitare GUI pentru vizualizarea și conversia fișierelor LAS) http://home.iitk.ac.in/~blohani/LASUtility/LASUtility.html
6.LibLAS(Biblioteca C/C++ pentru citire/scriere format LAS) http://www.liblas.org/
7.MCC-LiDAR(Clasificarea curburii pe mai multe scari pentru LiDAR) http://sourceforge.net/projects/mcclidar/
8.MARS FreeView(Vizualizarea 3D a datelor LiDAR) http://www.merrick.com/Geospatial/Software-Products/MARS-Software
9.Analiză completă(Software open source pentru procesarea și vizualizarea norilor și formelor de undă LiDARpoint) http://fullanalyze.sourceforge.net/
10.Magie din norul de puncte (A set of software tools for LiDAR point cloud visualiza-tion, editing, ﬁltering, 3D building modeling, and statistical analysis in forestry/ vegetation applications. Contact Dr. Cheng Wang at wangcheng@radi.ac.cn)
11.Cititor rapid pentru teren(Vizualizarea norilor de puncte LiDAR) http://appliedimagery.com/download/ Instrumente software LiDAR suplimentare pot fi găsite de pe pagina web Open Topography ToolRegistry la http://opentopo.sdsc.edu/tools/listTools.

Mulțumiri

Acest articol încorporează cercetări de la „LiDAR Remote Sensing and Applications” de Vinícius Guimarães, 2020. Articolul complet este disponibilAici.
Această listă cuprinzătoare și descrierea detaliată a surselor de date LiDAR și a software-ului gratuit oferă un set de instrumente esențial pentru profesioniștii și cercetătorii din domeniul teledetecției și analizei geografice.

Disclaimer:

Declarăm prin prezenta că unele imagini afișate pe site-ul nostru web au fost colectate de pe internet în scopul promovării educației și schimbului de informații. Respectăm drepturile de proprietate intelectuală ale tuturor creatorilor originali. Utilizarea acestor imagini nu este destinată unui câștig comercial.
Dacă considerați că oricare dintre conținutul utilizat încalcă drepturile de autor, vă rugăm să ne contactați. Suntem mai mult decât dispuși să luăm măsurile adecvate, inclusiv eliminarea imaginilor sau acordarea unei atribuiri adecvate, pentru a asigura conformitatea cu legile și reglementările privind proprietatea intelectuală. Scopul nostru este să menținem o platformă bogată în conținut, corectă și care respectă drepturile de proprietate intelectuală ale altora.
Please contact us through the following contact information, email: sales@lumispot.cn. We promise to take immediate action upon receipt of any notice and guarantee 100% cooperation to resolve any such issues.