Lumispot пропонує першокласне забезпечення якості та післяпродажне обслуговування, сертифіковане національними, галузевими, FDA та CE системами якості. Швидке реагування на запити клієнтів та проактивна післяпродажна підтримка.
Підпишіться на наші соціальні мережі для оперативної публікації
Повітряні датчики LiDARможе або захоплювати певні точки лазерного імпульсу, відомі як вимірювання дискретного відбиття, або записувати повний сигнал у міру його повернення, що називається повною хвилею, з фіксованими інтервалами, такими як 1 нс (що охоплює близько 15 см). LiDAR з повною хвилею здебільшого використовується в лісовому господарстві, тоді як LiDAR з дискретним відбиттям має ширше застосування в різних галузях. У цій статті в основному розглядається LiDAR з дискретним відбиттям та його використання. У цьому розділі ми розглянемо кілька ключових тем про LiDAR, включаючи його основні компоненти, принцип роботи, точність, системи та доступні ресурси.
Основні компоненти LiDAR
Наземні системи LiDAR зазвичай використовують лазери з довжинами хвиль від 500 до 600 нм, тоді як повітряні системи LiDAR використовують лазери з довшими довжинами хвиль, від 1000 до 1600 нм. Стандартна установка повітряного LiDAR включає лазерний сканер, блок для вимірювання відстані (пристрій вимірювання відстані) та системи керування, моніторингу та запису. Вона також включає диференціальну систему глобального позиціонування (DGPS) та інерціальний вимірювальний блок (IMU), часто інтегровані в єдину систему, відому як система позиціонування та орієнтації. Ця система надає точні дані про місцезнаходження (довгота, широта та висота) та орієнтацію (крен, тангаж та курс).
Шаблони, за якими лазер сканує область, можуть варіюватися, включаючи зигзагоподібні, паралельні або еліптичні траєкторії. Поєднання даних DGPS та IMU, а також даних калібрування та параметрів монтажу, дозволяє системі точно обробляти зібрані лазерні точки. Потім цим точкам призначаються координати (x, y, z) у географічній системі координат з використанням датуму Всесвітньої геодезичної системи 1984 року (WGS84).
Як лідарДистанційне зондуванняТвориПоясніть простим способом
Система LiDAR випромінює швидкі лазерні імпульси в напрямку цільового об'єкта або поверхні.
Лазерні імпульси відбиваються від цілі та повертаються до датчика LiDAR.
Датчик точно вимірює час, необхідний кожному імпульсу для досягнення цілі та назад.
Використовуючи швидкість світла та час проходження, розраховується відстань до цілі.
У поєднанні з даними про положення та орієнтацію, отриманими від датчиків GPS та IMU, визначаються точні 3D-координати лазерних відбиттів.
В результаті утворюється щільна 3D-хмара точок, що представляє скановану поверхню або об'єкт.
Фізичний принцип LiDAR
Системи LiDAR використовують два типи лазерів: імпульсні та лазери безперервної хвилі. Імпульсні системи LiDAR працюють, надсилаючи короткий світловий імпульс, а потім вимірюючи час, необхідний цьому імпульсу для досягнення цілі та повернення до приймача. Це вимірювання часу проходження сигналу туди й назад допомагає визначити відстань до цілі. Приклад показано на діаграмі, де відображаються амплітуди як сигналу переданого світла (AT), так і сигналу прийнятого світла (AR). Основне рівняння, що використовується в цій системі, включає швидкість світла (c) та відстань до цілі (R), що дозволяє системі розраховувати відстань на основі того, скільки часу потрібно світлу для повернення.
Вимірювання дискретного повернення та повної форми хвилі за допомогою бортового лідарного сканера (LiDAR).
Типова бортова система LiDAR.
Процес вимірювання в LiDAR, який враховує як детектор, так і характеристики цілі, підсумовується стандартним рівнянням LiDAR. Це рівняння адаптоване з рівняння радара та є фундаментальним для розуміння того, як системи LiDAR розраховують відстані. Воно описує зв'язок між потужністю переданого сигналу (Pt) та потужністю прийнятого сигналу (Pr). По суті, рівняння допомагає кількісно визначити, яка частина переданого світла повертається до приймача після відбиття від цілі, що має вирішальне значення для визначення відстаней та створення точних карт. Цей зв'язок враховує такі фактори, як ослаблення сигналу через відстань та взаємодію з поверхнею цілі.
Застосування дистанційного зондування LiDAR
Дистанційне зондування LiDAR має численні застосування в різних галузях:
Картографування місцевості та топографії для створення цифрових моделей рельєфу (DEM) високої роздільної здатності.
Картування лісівництва та рослинності для вивчення структури деревного пологу та біомаси.
Картографування прибережних зон та берегової лінії для моніторингу ерозії та змін рівня моря.
Міське планування та моделювання інфраструктури, включаючи будівлі та транспортні мережі.
Археологія та документування культурної спадщини історичних місць та артефактів.
Геологічні та гірничодобувні дослідження для картографування поверхневих особливостей та моніторингу операцій.
Автономна навігація транспортних засобів та виявлення перешкод.
Дослідження планет, таке як картографування поверхні Марса.
Потрібна безкоштовна консультація?
Ресурси лідарного сканування:
Неповний список джерел даних LiDAR та безкоштовного програмного забезпечення наведено нижче. Джерела даних LiDAR:
1.Відкрита топографіяhttp://www.opentopography.org
2.Дослідник Землі Геологічної служби СШАhttp://earthexplorer.usgs.gov
3.Міжвідомчий інвентаризація висот Сполучених Штатівhttps://coast.noaa.gov/inventory/
4.Національне управління океанічних і атмосферних досліджень (NOAA)Цифрове узбережжя https://www.coast.noaa.gov/dataviewer/#
5.Вікіпедія ЛіДАРhttps://en.wikipedia.org/wiki/National_Lidar_Dataset_(Сполучені Штати)
6.ЛіДАР онлайнhttp://www.lidar-online.com
7.Національна мережа екологічних обсерваторій — NEONhttp://www.neonscience.org/data-resources/get-data/airborne-data
8.Дані LiDAR для Північної Іспаніїhttp://b5m.gipuzkoa.net/url5000/en/G_22485/PUBLI&consulta=HAZLIDAR
9.Дані LiDAR для Сполученого Королівстваhttp://catalogue.ceda.ac.uk/list/?return_obj=ob&id=8049, 8042, 8051, 8053
Безкоштовне програмне забезпечення для лідарного сканування:
1.Потрібно ENVIhttp://bcal.geology.isu.edu/ Envitools.shtml
2.FugroViewer(для LiDAR та інших растрових/векторних даних) http://www.fugroviewer.com/
3.FUSION/LDV(Візуалізація, перетворення та аналіз даних LiDAR) http://forsys.cfr.washington.edu/fusion/fusionlatest.html
4.Інструменти LAS(Код та програмне забезпечення для читання та запису файлів LAS) http://www.cs.unc.edu/~isenburg/lastools/
5.LASUTily(Набір утиліт з графічним інтерфейсом для візуалізації та конвертації LAS-файлів) http://home.iitk.ac.in/~blohani/LASUtility/LASUtility.html
6.LibLAS(Бібліотека C/C++ для читання/запису формату LAS) http://www.liblas.org/
7.MCC-LiDAR(Класифікація кривизни за багатьма масштабами для LiDAR) http://sourceforge.net/projects/mcclidar/
8.MARS FreeView(3D-візуалізація даних LiDAR) http://www.merrick.com/Geospatial/Software-Products/MARS-Software
9.Повний аналіз(Програмне забезпечення з відкритим вихідним кодом для обробки та візуалізації хмар точок та хвиль LiDAR) http://fullanalyze.sourceforge.net/
10.Магія хмари точок (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.Швидкий зчитувач місцевості(Візуалізація хмар точок LiDAR) http://appliedimagery.com/download/ Додаткові програмні інструменти LiDAR можна знайти на веб-сторінці Open Topography ToolRegistry за адресою http://opentopo.sdsc.edu/tools/listTools.
Подяки
- Ця стаття містить дослідження з книги «Дистанційне зондування LiDAR та його застосування» Вінісіуса Гімарайнса, 2020. Повна стаття доступна.тут.
- Цей вичерпний список і детальний опис джерел даних LiDAR і безкоштовного програмного забезпечення надає необхідний інструментарій для фахівців і дослідників у галузі дистанційного зондування та географічного аналізу.
Застереження:
- Цим ми заявляємо, що деякі зображення, представлені на нашому веб-сайті, були зібрані з Інтернету з метою сприяння освіті та обміну інформацією. Ми поважаємо права інтелектуальної власності всіх оригінальних авторів. Використання цих зображень не має на меті отримання комерційної вигоди.
- Якщо ви вважаєте, що будь-який використаний контент порушує ваші авторські права, будь ласка, зв’яжіться з нами. Ми більш ніж готові вжити відповідних заходів, включаючи видалення зображень або належне зазначення авторства, щоб забезпечити дотримання законів і правил інтелектуальної власності. Наша мета — підтримувати платформу, яка є багатою на контент, справедливою та поважає права інтелектуальної власності інших.
- 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.
>> Пов'язаний контент
Час публікації: 16 квітня 2024 р.