LiDAR დისტანციური ზონდირება: პრინციპი, გამოყენება, უფასო რესურსები და პროგრამული უზრუნველყოფა

გამოიწერეთ ჩვენი სოციალური ქსელები სწრაფი პოსტებისთვის

საჰაერო LiDAR სენსორებიშეუძლია ლაზერული იმპულსიდან კონკრეტული წერტილების დაფიქსირება, რაც ცნობილია როგორც დისკრეტული დაბრუნების გაზომვები, ან სრული სიგნალის ჩაწერა დაბრუნებისას, რომელსაც სრული ტალღის ფორმა ეწოდება, ფიქსირებული ინტერვალებით, როგორიცაა 1 ns (რაც დაახლოებით 15 სმ ფარავს). სრული ტალღის ფორმის LiDAR ძირითადად გამოიყენება სატყეო მეურნეობაში, ხოლო დისკრეტული დაბრუნების LiDAR-ს უფრო ფართო გამოყენება აქვს სხვადასხვა სფეროში. ეს სტატია ძირითადად განიხილავს დისკრეტული დაბრუნების LiDAR-ს და მის გამოყენებას. ამ თავში ჩვენ განვიხილავთ LiDAR-ის შესახებ რამდენიმე ძირითად თემას, მათ შორის მის ძირითად კომპონენტებს, მისი მუშაობის წესს, მის სიზუსტეს, სისტემებს და ხელმისაწვდომ რესურსებს.

LiDAR-ის ძირითადი კომპონენტები

მიწაზე განლაგებული LiDAR სისტემები, როგორც წესი, იყენებენ 500–600 ნმ ტალღის სიგრძის ლაზერებს, ხოლო საჰაერო LiDAR სისტემები - უფრო გრძელი ტალღის სიგრძის ლაზერებს, 1000–1600 ნმ დიაპაზონში. სტანდარტული საჰაერო LiDAR სისტემა მოიცავს ლაზერულ სკანერს, მანძილის საზომ ერთეულს (დიაპაზონის ერთეული) და კონტროლის, მონიტორინგისა და ჩაწერის სისტემებს. ის ასევე მოიცავს დიფერენციალური გლობალური პოზიციონირების სისტემას (DGPS) და ინერციული გაზომვის ერთეულს (IMU), რომლებიც ხშირად ინტეგრირებულია ერთ სისტემაში, რომელიც ცნობილია როგორც პოზიციისა და ორიენტაციის სისტემა. ეს სისტემა უზრუნველყოფს ზუსტ მდებარეობის (გრძედი, განედი და სიმაღლე) და ორიენტაციის (როლი, დახრილობა და მიმართულება) მონაცემებს.

 ლაზერის მიერ ტერიტორიის სკანირების ნიმუშები შეიძლება განსხვავდებოდეს, მათ შორის ზიგზაგისებური, პარალელური ან ელიფსური ტრაექტორიები. DGPS და IMU მონაცემების კომბინაცია, კალიბრაციის მონაცემებთან და მონტაჟის პარამეტრებთან ერთად, სისტემას საშუალებას აძლევს ზუსტად დაამუშაოს შეგროვებული ლაზერული წერტილები. შემდეგ ამ წერტილებს ენიჭებათ კოორდინატები (x, y, z) გეოგრაფიულ კოორდინატთა სისტემაში, 1984 წლის მსოფლიო გეოდეზიური სისტემის (WGS84) მონაცემების გამოყენებით.

როგორ LiDAR-ის გამოყენებადისტანციური ზონდირებანამუშევრებიახსენით მარტივად

LiDAR სისტემა ასხივებს სწრაფ ლაზერულ იმპულსებს სამიზნე ობიექტის ან ზედაპირის მიმართულებით.

ლაზერული იმპულსები სამიზნიდან აირეკლება და LiDAR სენსორში ბრუნდება.

სენსორი ზუსტად ზომავს დროს, რომელიც თითოეული იმპულსისთვის საჭიროა სამიზნემდე და უკან დასაბრუნებლად.

სინათლის სიჩქარისა და მგზავრობის დროის გამოყენებით, სამიზნემდე მანძილი გამოითვლება.

GPS და IMU სენსორებიდან მიღებული პოზიციისა და ორიენტაციის მონაცემებთან ერთად, განისაზღვრება ლაზერული არეკლებების ზუსტი 3D კოორდინატები.

ეს იწვევს მკვრივ 3D წერტილოვან ღრუბელს, რომელიც წარმოადგენს სკანირებულ ზედაპირს ან ობიექტს.

LiDAR-ის ფიზიკური პრინციპი

LiDAR სისტემები იყენებენ ლაზერის ორ ტიპს: პულსურ და უწყვეტ ტალღას. პულსური LiDAR სისტემები მუშაობენ მოკლე სინათლის იმპულსის გაგზავნით და შემდეგ ამ იმპულსისთვის სამიზნემდე მისასვლელად და მიმღებამდე დასაბრუნებლად საჭირო დროის გაზომვით. ორმხრივი მოგზაურობის დროის ეს გაზომვა ხელს უწყობს სამიზნემდე მანძილის დადგენას. მაგალითი ნაჩვენებია დიაგრამაზე, სადაც ნაჩვენებია როგორც გადაცემული სინათლის სიგნალის (AT), ასევე მიღებული სინათლის სიგნალის (AR) ამპლიტუდები. ამ სისტემაში გამოყენებული ძირითადი განტოლება მოიცავს სინათლის სიჩქარეს (c) და სამიზნემდე მანძილს (R), რაც სისტემას საშუალებას აძლევს გამოთვალოს მანძილი იმის მიხედვით, თუ რამდენი დრო სჭირდება სინათლის დაბრუნებას.

დისკრეტული დაბრუნების და სრული ტალღის ფორმის გაზომვა საჰაერო LiDAR-ის გამოყენებით.

ტიპიური საჰაერო LiDAR სისტემა.

LiDAR-ში გაზომვის პროცესი, რომელიც ითვალისწინებს როგორც დეტექტორს, ასევე სამიზნის მახასიათებლებს, შეჯამებულია სტანდარტული LiDAR განტოლებით. ეს განტოლება ადაპტირებულია რადარის განტოლებიდან და ფუნდამენტურია იმის გასაგებად, თუ როგორ ითვლიან LiDAR სისტემები მანძილებს. იგი აღწერს გადაცემული სიგნალის სიმძლავრეს (Pt) და მიღებული სიგნალის სიმძლავრეს (Pr) შორის დამოკიდებულებას. არსებითად, განტოლება ხელს უწყობს იმის განსაზღვრას, თუ გადაცემული სინათლის რაოდენობრივი რაოდენობა უბრუნდება მიმღებს სამიზნიდან არეკვლის შემდეგ, რაც გადამწყვეტია მანძილების დასადგენად და ზუსტი რუკების შესაქმნელად. ეს ურთიერთობა ითვალისწინებს ისეთ ფაქტორებს, როგორიცაა სიგნალის შესუსტება მანძილის გამო და ურთიერთქმედება სამიზნის ზედაპირთან.

LiDAR დისტანციური ზონდირების გამოყენება

LiDAR დისტანციურ ზონდირებას მრავალი გამოყენება აქვს სხვადასხვა სფეროში:
 რელიეფისა და ტოპოგრაფიული რუკების შედგენა მაღალი გარჩევადობის ციფრული სიმაღლის მოდელების (DEM) შესაქმნელად.
 სატყეო და მცენარეული საფარის რუკების შედგენა ხის ვარჯის სტრუქტურისა და ბიომასის შესასწავლად.
 სანაპირო ზოლისა და სანაპირო ზოლის რუკების შედგენა ეროზიისა და ზღვის დონის ცვლილებების მონიტორინგისთვის.
 ურბანული დაგეგმარება და ინფრასტრუქტურის მოდელირება, შენობებისა და სატრანსპორტო ქსელების ჩათვლით.
 ისტორიული ადგილებისა და არტეფაქტების არქეოლოგიური და კულტურული მემკვიდრეობის დოკუმენტაცია.
 გეოლოგიური და სამთო კვლევები ზედაპირული მახასიათებლების რუკების შესადგენად და მონიტორინგის ოპერაციებისთვის.
 ავტონომიური ავტომობილის ნავიგაცია და დაბრკოლებების აღმოჩენა.
 პლანეტარული კვლევა, როგორიცაა მარსის ზედაპირის რუკის შედგენა.

LiDAR_(1)-ის გამოყენება

გჭირდებათ უფასო კონსულტაცია?

Lumispot გთავაზობთ უმაღლესი დონის ხარისხის უზრუნველყოფას და გაყიდვის შემდგომ მომსახურებას, რომელიც სერტიფიცირებულია ეროვნული, ინდუსტრიის სპეციფიკური, FDA და CE ხარისხის სისტემებით. სწრაფი რეაგირება მომხმარებლის მიმართ და პროაქტიული გაყიდვის შემდგომი მხარდაჭერა.

გაიგეთ მეტი ჩვენს შესახებ

LiDAR რესურსები:

LiDAR მონაცემთა წყაროებისა და უფასო პროგრამული უზრუნველყოფის არასრული სია მოცემულია ქვემოთ. LiDAR მონაცემთა წყაროები:
1.ღია ტოპოგრაფიაhttp://www.opentopography.org
2.USGS-ის დედამიწის მკვლევარიhttp://earthexplorer.usgs.gov
3.შეერთებული შტატების სააგენტოთაშორისი სიმაღლის ინვენტარიhttps://coast.noaa.gov/inventory/
4.ეროვნული ოკეანისა და ატმოსფერული ადმინისტრაცია (NOAA)ციფრული სანაპირო https://www.coast.noaa.gov/dataviewer/#
5.ვიკიპედია LiDARhttps://en.wikipedia.org/wiki/National_Lidar_Dataset_(ამერიკის შეერთებული შტატები)
6.LiDAR ონლაინhttp://www.lidar-online.com
7.ეროვნული ეკოლოგიური ობსერვატორიის ქსელი — NEONhttp://www.neonscience.org/data-resources/get-data/airborne-data
8.LiDAR მონაცემები ჩრდილოეთ ესპანეთისთვისhttp://b5m.gipuzkoa.net/url5000/en/G_22485/PUBLI&consulta=HAZLIDAR
9.LiDAR მონაცემები გაერთიანებული სამეფოსთვისhttp://catalogue.ceda.ac.uk/list/?return_obj=ob&id=8049, 8042, 8051, 8053

უფასო LiDAR პროგრამული უზრუნველყოფა:

1.მოითხოვს ENVI-სhttp://bcal.geology.isu.edu/ Envitools.shtml
2.FugroViewer(LiDAR-ისა და სხვა რასტრული/ვექტორული მონაცემებისთვის) http://www.fugroviewer.com/
3.FUJION/LDV(LiDAR მონაცემთა ვიზუალიზაცია, კონვერტაცია და ანალიზი) http://forsys.cfr.washington.edu/fusion/fusionlatest.html
4.LAS ინსტრუმენტები(LAS ფაილების წაკითხვისა და ჩაწერის კოდი და პროგრამული უზრუნველყოფა) http://www.cs.unc.edu/~isenburg/lastools/
5.LASUtility(GUI უტილიტების ნაკრები LAS ფაილების ვიზუალიზაციისა და კონვერტაციისთვის) http://home.iitk.ac.in/~blohani/LASUtility/LASUtility.html
6.ლიბლასი(C/C++ ბიბლიოთეკა LAS ფორმატში წასაკითხად/ჩასაწერად) http://www.liblas.org/
7.MCC-LiDAR(LiDAR-ის მრავალმასშტაბიანი სიმრუდის კლასიფიკაცია) http://sourceforge.net/projects/mcclidar/
8.MARS FreeView(LiDAR მონაცემების 3D ვიზუალიზაცია) http://www.merrick.com/Geospatial/Software-Products/MARS-Software
9.სრული ანალიზი(ღია კოდის პროგრამული უზრუნველყოფა LiDARpoint ღრუბლებისა და ტალღური ფორმების დამუშავებისა და ვიზუალიზაციისთვის) http://fullanalyze.sourceforge.net/
10.წერტილოვანი ღრუბლის მაგია (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.სწრაფი რელიეფის წამკითხველი(LiDAR წერტილოვანი ღრუბლების ვიზუალიზაცია) http://appliedimagery.com/download/ დამატებითი LiDAR პროგრამული უზრუნველყოფის ინსტრუმენტების მოძიება შესაძლებელია Open Topography ToolRegistry ვებგვერდზე http://opentopo.sdsc.edu/tools/listTools.

მადლიერება

  • ეს სტატია მოიცავს ვინიციუს გიმარაეშის 2020 წლის ნაშრომის „LiDAR დისტანციური ზონდირებისა და აპლიკაციების“ კვლევას. სრული სტატია ხელმისაწვდომია.აქ.
  • LiDAR მონაცემთა წყაროებისა და უფასო პროგრამული უზრუნველყოფის ეს ყოვლისმომცველი სია და დეტალური აღწერა დისტანციური ზონდირებისა და გეოგრაფიული ანალიზის სფეროში მომუშავე პროფესიონალებისა და მკვლევარებისთვის აუცილებელ ინსტრუმენტებს წარმოადგენს.

 

პასუხისმგებლობის შეზღუდვა:

  • ამით ვაცხადებთ, რომ ჩვენს ვებსაიტზე განთავსებული ზოგიერთი სურათი შეგროვდა ინტერნეტიდან განათლებისა და ინფორმაციის გაზიარების ხელშეწყობის მიზნით. ჩვენ პატივს ვცემთ ყველა ორიგინალური შემქმნელის ინტელექტუალური საკუთრების უფლებებს. ამ სურათების გამოყენება არ არის განკუთვნილი კომერციული სარგებლისთვის.
  • თუ თვლით, რომ გამოყენებული კონტენტი არღვევს თქვენს საავტორო უფლებებს, გთხოვთ, დაგვიკავშირდეთ. ჩვენ მზად ვართ მივიღოთ შესაბამისი ზომები, მათ შორის სურათების წაშლა ან სათანადო ატრიბუციის მითითება, რათა უზრუნველვყოთ ინტელექტუალური საკუთრების შესახებ კანონებისა და რეგულაციების დაცვა. ჩვენი მიზანია შევინარჩუნოთ კონტენტით მდიდარი, სამართლიანი და სხვების ინტელექტუალური საკუთრების უფლებების პატივისცემით სავსე პლატფორმა.
  • 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.
დაკავშირებული სიახლეები
>> დაკავშირებული კონტენტი

გამოქვეყნების დრო: 2024 წლის 16 აპრილი