Ang pag-scan ng LIDAR o 3D laser ay binuo noong unang bahagi ng 1960 para sa pagtuklas ng submarine mula sa isang sasakyang panghimpapawid, at matagumpay na mga modelo ay matagumpay na ginamit noong unang bahagi ng 1970. Ngayon, ang pananaliksik sa kapaligiran ay mahirap isipin nang walang paggamit ng mga diskarteng remote-sensing tulad ng Light Detection and Ranging (LIDAR) at Pagtuklas ng Radyo at Pag-rang ng Radyo (RADAR) . Mataas na spatial at progresibong paglutas ng mga sukat, ang posibilidad na obserbahan ang himpapawid sa mga kondisyon sa paligid, at ang potensyal na masakop ang saklaw ng taas mula sa lupa hanggang sa higit sa 100 km na altitude na bumubuo sa pagiging kaakit-akit ng mga instrumento ng LIDAR.
Ang pagkakaiba-iba ng mga proseso ng pakikipag-ugnay ng emitted radiation na may mga elemento ng atmospera ay maaaring magamit sa LIDAR upang payagan ang pagpapasiya ng mga pangunahing variable ng kapaligiran ng estado, ibig sabihin, temperatura, presyon, kahalumigmigan, at hangin, pati na rin ang pangheograpiyang survey, ilog taas ng kama, pag-aaral ng mga mina, kakapalan ng mga kagubatan at burol, pag-aaral sa ilalim ng dagat (Bathymetry).
Paano Gumagana ang LIDAR?
Ang prinsipyo ng pagtatrabaho ng Light Detection at Ranging system ay talagang simple. Isang sensor ng LIDAR na naka-mount sa isang sasakyang panghimpapawid o helikopter. Bumubuo ito ng Laser pulse train, na ipinadala sa ibabaw / target upang masukat ang oras at kinakailangan upang bumalik sa pinagmulan nito. Ang aktwal na pagkalkula para sa pagsukat kung gaano kalayo ang isang nagbabalik na ilaw na photon ay naglakbay patungo at mula sa isang bagay ay kinakalkula ng
Distansya = (Bilis ng Liwanag x Oras ng Paglipad) / 2
Ang mga tumpak na distansya ay kinakalkula sa mga puntos sa lupa at ang mga pagtaas ay maaaring matukoy kasama ang mga gusali sa ibabaw ng lupa, mga kalsada, at mga halaman ay maaaring maitala. Ang mga pagtaas na ito ay pinagsama sa digital aerial photography upang makabuo ng isang digital na modelo ng pagtaas ng mundo.
Light Detection at Ranging System
Ang instrumento ng laser ay nagpaputok ng mabilis na pulso ng ilaw ng laser sa isang ibabaw, ang ilan ay hanggang sa 150,000 pulso bawat segundo. Sinusukat ng isang sensor sa instrumento ang dami ng oras para sa bawat pulso upang maipakita ang likod. Ang ilaw ay gumagalaw sa isang pare-pareho at kilalang bilis kaya maaaring makalkula ng instrumentong LIDAR ang distansya sa pagitan ng sarili nito at ng target na may mataas na kawastuhan. Sa pamamagitan ng pag-ulit nito sa mabilis na pag-unlad ang instrumento ay nagtatayo ng isang kumplikadong 'mapa' ng ibabaw na sinusukat nito.
Kasama si nasa hangin na Pagtuklas at Pag-rang , iba pang mga data ay dapat kolektahin upang matiyak ang kawastuhan. Tulad ng paggalaw ng sensor ng taas, ang lokasyon at oryentasyon ng instrumento ay dapat na isama upang matukoy ang posisyon ng laser pulse sa oras ng pagpapadala at oras ng pagbabalik. Ang labis na impormasyon na ito ay mahalaga sa integridad ng data. Kasama si nakabatay sa lupa na Light Detection at Ranging ang isang solong lokasyon ng GPS ay maaaring idagdag sa bawat lokasyon kung saan naka-set up ang instrumento.
Mga Uri ng LIDAR System
Batay sa Platform
- Nakabatay sa lupa na LIDAR
- Airborne LIDAR
- Spaceborne LIDAR
Ang Mga Sistema ng LiDAR Batay Sa Platform
Bade sa Physical Process
- Rangefinder LIDAR
- DIAL LIDAR
- LIDAR Doppler
Bade sa Proseso ng Pagkalat
- Ang aking
- Rayleigh
- Raman
- Fluorescence
Pangunahing Mga Bahagi ng LIDAR Systems
Karamihan sa mga Light Detection at Ranging system ay gumagamit ng apat na pangunahing sangkap
Mga Detalye ng Banayad na Pagtuklas at Mga Saklaw ng Mga Sistema
Laser
Ang Lasers ay ikinategorya ng kanilang haba ng daluyong. Ang mga sistema ng Airborne Light Detection at Ranging ay gumagamit ng 1064nm diode-pumped Nd: YAG lasers samantalang ang mga sistemang Bathymetric ay gumagamit ng 532nm double diode-pumped Nd: YAG lasers na tumagos sa tubig na may mas kaunting pagpapalambing kaysa sa airborne system (1064nm). Ang mas mahusay na resolusyon ay maaaring makamit na may mas maikli na pulso na ibinigay sa detektor ng receiver at electronics ay may sapat na bandwidth upang pamahalaan ang nadagdagan na daloy ng data.
Mga Scanner at Optika
Ang bilis ng pag-unlad ng mga imahe ay maaapektuhan ng bilis ng pag-scan sa system. Ang isang iba't ibang mga pamamaraan ng pag-scan ay magagamit para sa iba't ibang mga resolusyon tulad ng azimuth at taas, dalawahang axis scanner, dalwang oscillating mirror ng eroplano, at polygonal mirror. Tinutukoy ng uri ng optic ang saklaw at resolusyon na maaaring napansin ng isang system.
Photodetector At Receiver Electronics
Ang photodetector ay isang aparato na nagbabasa at nagtatala ng backscattered signal sa system. Mayroong dalawang pangunahing uri ng mga teknolohiya ng photodetector, mga solidong detektor ng estado, tulad ng mga silicon avalanche photodiode at photomultipliers.
Mga Sistema ng Navigation At Positioning / GPS
Kapag ang isang Light Detection at Ranging sensor ay naka-mount sa isang satellite ng eroplano o mga sasakyan, kinakailangan upang matukoy ang ganap na posisyon at ang oryentasyon ng sensor upang mapanatili ang magagamit na data. Mga Sistema ng Global Positioning (GPS) magbigay ng tumpak na impormasyong pangheograpiya tungkol sa posisyon ng sensor at isang Inertial Measurement Unit (IMU) ang nagtatala ng tumpak na oryentasyon ng sensor sa lokasyong iyon. Ang dalawang aparatong ito ay nagbibigay ng pamamaraan para sa pagsasalin ng data ng sensor sa mga static point para magamit sa iba't ibang mga system.
Mga Sistema ng Navigation At Positioning / GPS
Pagproseso ng Data ng LIDAR
Ang mekanismo ng Light Detection at Ranging ay nangangolekta lamang ng data ng taas at kasama ang data ng Unit ng Pagsukat ng Inertial na nakalagay sa sasakyang panghimpapawid at isang yunit ng GPS. Sa tulong ng mga sistemang ito ang sensor ng Light Detection And Ranging sensor ay nangongolekta ng mga puntos ng data, ang lokasyon ng data ay naitala kasama ang sensor ng GPS. Kinakailangan ang data upang maproseso ang oras ng pagbalik para sa bawat pulso na nakakalat pabalik sa sensor at kalkulahin ang mga distansya ng variable mula sa sensor, o mga pagbabago sa mga ibabaw ng takip ng lupa. Matapos ang survey, ang data ay nai-download at naproseso gamit ang espesyal na idinisenyong computer software (LIDAR point Cloud Data Processing Software). Ang pangwakas na output ay tumpak, nakarehistro ayon sa heograpiya ng longitude (X), latitude (Y), at taas (Z) para sa bawat data point. Ang data ng pagmamapa ng LIDAR ay binubuo ng mga pagsukat sa taas ng ibabaw at nakamit sa pamamagitan ng aerial topographic survey. Ang format ng file na ginamit upang makuha at maiimbak ang data ng LIDAR ay isang simpleng file ng teksto. Sa pamamagitan ng paggamit ng data ng mga puntos ng taas ay maaaring magamit upang lumikha ng detalyadong mga topographic na mapa. Sa mga puntong ito ng data kahit pinapayagan din nila ang pagbuo ng isang modelo ng digital na taas ng ibabaw ng lupa.
Mga aplikasyon ng LIDAR Systems
Oceanography
Ang LIDAR ay ginagamit para sa pagkalkula ng phoplankton fluorescence at biomass sa ibabaw ng karagatan. Ginagamit din ito upang sukatin ang lalim ng karagatan (bathymetry).
LiDAR sa Oceanography
DEM (Modelo ng Pagtaas ng Digital)
Mayroon itong mga coordinate na x, y, z. Ang mga halaga ng pagtaas ay maaaring gamitin saanman, sa mga kalsada, gusali, tulay at iba pa. Ginawa nitong madali upang makuha ang taas, haba, at lapad ng ibabaw.
Atmospheric Physics
Ginagamit ang LIDAR upang masukat ang kakapalan ng mga ulap at konsentrasyon ng oxygen, Co2, nitrogen, sulfur at iba pang mga particle ng gas sa gitna at itaas na kapaligiran.
Militar
LIDAR ay palaging ginagamit ng mga mamamayan upang maunawaan ang hangganan na nakapalibot sa lupa. Lumilikha ito ng isang mapa na may mataas na resolusyon para sa hangaring militar.
Meteorolohiya
Ginamit ang LIDAR para sa pag-aaral ng cloud at pag-uugali nito. Ginagamit ng LIDAR ang haba ng daluyong nito upang maabot ang maliit na mga maliit na butil sa cloud upang maunawaan ang density ng ulap.
Pagsusuri sa Ilog
Ang Greenlight (532 nm) Ang Lasar ng LIDAR ay ginagamit upang masukat ang impormasyong sa ilalim ng tubig ay kinakailangan upang maunawaan ang lalim, lapad ng ilog, lakas ng daloy at marami pa. Para sa engineering sa ilog, ang data ng cross-section na ito ay nakuha mula sa data ng Light Detection And Ranging (DEM) upang lumikha ng isang modelo ng ilog, na lilikha ng isang mapang mapanganib na mapa.
Pag-survey sa Ilog Gamit ang LIDAR
Micro-Topography
Ang Light Detection And Ranging ay napaka tumpak at malinaw na teknolohiya, na gumagamit ng Laser pulse upang hampasin ang bagay. Ang regular na Photogrammetry o iba pang teknolohiyang surbey ay hindi maaaring ibigay ang pang-itaas na halaga ng pagtaas ng canopy ng kagubatan. Ngunit ang LIDAR ay maaaring tumagos sa pamamagitan ng bagay at tuklasin ang pang-itaas na halaga.
Nakuha mo ba ang pangunahing impormasyon ng LIDAR at Mga Aplikasyon Nito? Kinikilala namin na ang ibinigay na impormasyon sa itaas ay nililinaw ang mga pangunahing kaalaman ng konsepto ng Mabilisang Pagtuklas at Pag-rang ng mekanismo na may kaugnay na mga imahe at iba't ibang mga application na real-time. Bukod dito, ang anumang mga pag-aalinlangan tungkol sa konsepto na ito o upang magpatupad ng anumang mga elektronikong proyekto, mangyaring ibigay ang iyong mga mungkahi at komento sa artikulong ito maaari mong isulat sa seksyon ng komento sa ibaba. Narito ang isang katanungan para sa iyo, Ano ang iba't ibang uri ng Light Detection at Ranging?
