LiDAR қашықтықтан зондтау: принципі, қолданылуы, тегін ресурстар және бағдарламалық жасақтама

Жедел жазбалар үшін біздің әлеуметтік желілерге жазылыңыз

Әуедегі LiDAR сенсорларылазерлік импульстен белгілі бір нүктелерді түсіре алады, бұл дискретті қайтару өлшемдері деп аталады немесе толық сигналды қайтарған кезде толық толқын формасы деп аталады, 1 нс сияқты белгіленген аралықтарда (шамамен 15 см-ді қамтиды) жаза алады. Толық толқын формасы бар LiDAR негізінен орман шаруашылығында қолданылады, ал дискретті қайтару LiDAR әртүрлі салаларда кеңірек қолданысқа ие. Бұл мақалада негізінен дискретті қайтару LiDAR және оны қолдану талқыланады. Бұл тарауда біз LiDAR туралы бірнеше негізгі тақырыптарды, соның ішінде оның негізгі компоненттерін, қалай жұмыс істейтінін, дәлдігін, жүйелерін және қолжетімді ресурстарын қарастырамыз.

LiDAR негізгі компоненттері

Жердегі LiDAR жүйелері әдетте толқын ұзындығы 500-600 нм аралығындағы лазерлерді пайдаланады, ал әуедегі LiDAR жүйелері 1000-1600 нм аралығындағы ұзын толқын ұзындығы бар лазерлерді пайдаланады. Әуедегі LiDAR стандартты қондырғысына лазер сканері, қашықтықты өлшеу құрылғысы (диапазон бірлігі) және басқару, бақылау және жазу жүйелері кіреді. Оған сондай-ақ дифференциалды жаһандық позициялау жүйесі (DGPS) және инерциялық өлшеу бірлігі (IMU) кіреді, олар көбінесе позиция және бағдарлау жүйесі деп аталатын бірыңғай жүйеге біріктірілген. Бұл жүйе дәл орналасқан жер (бойлық, ендік және биіктік) және бағдар (айналым, қадам және бағыт) деректерін береді.

 Лазердің аймақты сканерлеу үлгілері әртүрлі болуы мүмкін, соның ішінде зигзаг, параллель немесе эллиптикалық жолдар. DGPS және IMU деректерінің үйлесімі, калибрлеу деректері мен орнату параметрлерімен қатар, жүйеге жиналған лазерлік нүктелерді дәл өңдеуге мүмкіндік береді. Содан кейін бұл нүктелерге 1984 жылғы Дүниежүзілік геодезиялық жүйенің (WGS84) деректерін пайдаланып, географиялық координаттар жүйесінде координаттар (x, y, z) беріледі.

LiDAR қалайҚашықтықтан зондтауШығармаларҚарапайым түрде түсіндіріңіз

LiDAR жүйесі нысанаға немесе бетке қарай жылдам лазерлік импульстарды шығарады.

Лазер импульстары нысанадан шағылысып, LiDAR сенсорына оралады.

Сенсор әрбір импульстің нысанаға жету және кері қайту уақытын дәл өлшейді.

Жарық жылдамдығы мен жүру уақытын пайдаланып, нысанаға дейінгі қашықтық есептеледі.

GPS және IMU сенсорларынан алынған позиция мен бағдар деректерімен бірге лазерлік шағылысулардың дәл 3D координаттары анықталады.

Нәтижесінде сканерленген бетті немесе нысанды білдіретін тығыз 3D нүктелік бұлт пайда болады.

LiDAR физикалық принципі

LiDAR жүйелері екі түрлі лазерді пайдаланады: импульсті және үздіксіз толқын. Импульсті LiDAR жүйелері қысқа жарық импульсін жіберу және содан кейін бұл импульстің нысанаға және қабылдағышқа қайтып оралу уақытын өлшеу арқылы жұмыс істейді. Айналу уақытын өлшеу нысанаға дейінгі қашықтықты анықтауға көмектеседі. Мысал ретінде берілген жарық сигналының (AT) және қабылданған жарық сигналының (AR) амплитудалары көрсетілген диаграмманы пайдалануға болады. Бұл жүйеде қолданылатын негізгі теңдеу жарық жылдамдығын (c) және нысанаға дейінгі қашықтықты (R) қамтиды, бұл жүйеге жарықтың қайтып оралу уақытына негізделген қашықтықты есептеуге мүмкіндік береді.

Әуедегі LiDAR көмегімен дискретті қайтару және толық толқын пішінін өлшеу.

Әдеттегі әуедегі LiDAR жүйесі.

LiDAR жүйесіндегі өлшеу процесі, детекторды да, нысананың сипаттамаларын да ескереді, стандартты LiDAR теңдеуімен қорытындыланады. Бұл теңдеу радар теңдеуінен бейімделген және LiDAR жүйелерінің қашықтықты қалай есептейтінін түсінуде маңызды. Ол берілген сигналдың қуаты (Pt) мен қабылданған сигналдың қуаты (Pr) арасындағы байланысты сипаттайды. Негізінен, теңдеу берілген жарықтың нысанадан шағылысқаннан кейін қабылдағышқа қанша бөлігі қайтарылатынын сандық анықтауға көмектеседі, бұл қашықтықты анықтау және дәл карталарды жасау үшін өте маңызды. Бұл байланыс қашықтыққа байланысты сигналдың әлсіреуі және нысана бетімен өзара әрекеттесу сияқты факторларды ескереді.

LiDAR қашықтықтан зондтаудың қолданылуы

LiDAR қашықтықтан зондтау әртүрлі салаларда көптеген қолданыстарға ие:
 Жоғары ажыратымдылықтағы сандық биіктік модельдерін (ЖБМ) жасау үшін жер бедері мен топографиялық картаға түсіру.
 Ағаш жамылғысының құрылымы мен биомассасын зерттеу үшін орман шаруашылығы мен өсімдіктерді картаға түсіру.
 Эрозия мен теңіз деңгейінің өзгеруін бақылау үшін жағалау мен жағалау сызығын картаға түсіру.
 Ғимараттар мен көлік желілерін қоса алғанда, қала құрылысын жоспарлау және инфрақұрылымды модельдеу.
 Тарихи орындар мен артефактілердің археологиялық және мәдени мұра құжаттамасы.
 Жер бетінің ерекшеліктерін картаға түсіру және мониторинг операциялары үшін геологиялық және тау-кен жұмыстары.
 Автономды көлік навигациясы және кедергілерді анықтау.
 Марс бетін картаға түсіру сияқты планеталарды зерттеу.

LiDAR_(1) қолдану

Тегін кеңес алу керек пе?

Lumispot ұлттық, салалық, FDA және CE сапа жүйелерімен сертификатталған жоғары сапалы кепілдік және сатудан кейінгі қызмет көрсетуді ұсынады. Тұтынушылардың жедел жауап беруі және сатудан кейінгі белсенді қолдау.

Біз туралы көбірек біліңіз

LiDAR ресурстары:

LiDAR деректер көздері мен тегін бағдарламалық жасақтаманың толық емес тізімі төменде келтірілген. LiDAR деректер көздері:
1.Ашық топографияhttp://www.opentopography.org
2.АҚШ Геологиялық қызметі Жерді зерттеушіhttp://earthexplorer.usgs.gov
3.Америка Құрама Штаттарының ведомствоаралық биіктік инвентаризациясыhttps://coast.noaa.gov/ инвентаризация/
4.Ұлттық мұхиттық және атмосфералық әкімшілік (NOAA)Сандық жағалауhttps://www.coast.noaa.gov/dataviewer/#
5.Wikipedia LiDARhttps://en.wikipedia.org/wiki/National_Lidar_Dataset_(United_States)
6.LiDAR онлайнhttp://www.lidar-online.com
7.Ұлттық экологиялық обсерватория желісі—NEONhttp://www.neonscience.org/data-resources/get-data/airborne-data
8.Солтүстік Испанияға арналған LiDAR деректеріhttp://b5m.gipuzkoa.net/url5000/en/G_22485/PUBLI&consulta=HAZLIDAR
9.Ұлыбритания үшін LiDAR деректеріhttp://catalogue.ceda.ac.uk/ list/?return_obj=ob&id=8049, 8042, 8051, 8053

Тегін LiDAR бағдарламалық жасақтамасы:

1.ENVI талап етеді. http://bcal.geology.isu.edu/ Envitools.shtml
2.FugroViewer(LiDAR және басқа растрлық/векторлық деректер үшін) http://www.fugroviewer.com/
3.FUISION/LDV(LiDAR деректерін визуализациялау, түрлендіру және талдау) http://forsys.cfr.washington.edu/fusion/fusionlatest.html
4.LAS құралдары(LAS файлдарын оқу және жазуға арналған код және бағдарламалық жасақтама) http:// www.cs.unc.edu/~isenburg/lastools/
5.LASUtility(LAS файлдарын визуализациялау және түрлендіруге арналған GUI утилиталарының жиынтығы) http://home.iitk.ac.in/~blohani/LASUtility/LASUtility.html
6.LibLAS(LAS форматында оқу/жазу үшін C/C++ кітапханасы) http://www.liblas.org/
7.MCC-LiDAR(LiDAR үшін көп масштабты қисықтық жіктемесі) http://sourceforge.net/projects/mcclidar/
8.MARS FreeView(LiDAR деректерінің 3D визуализациясы) http://www.merrick.com/Geospatial/Software-Products/MARS-Software
9.Толық талдау(LiDARpoint бұлттары мен толқын формаларын өңдеу және визуализациялауға арналған ашық бастапқы кодты бағдарламалық жасақтама) http://fullanalyze.sourceforge.net/
10.Point Cloud Magic (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.Жылдам жерді оқу құралы(LiDAR нүктелік бұлттарын визуализациялау) http://appliedimagery.com/download/ Қосымша LiDAR бағдарламалық құралдарын Open Topography ToolRegistry веб-бетінен http://opentopo.sdsc.edu/tools/listTools мекенжайы бойынша табуға болады.

Алғыс білдірулер

  • Бұл мақалада Виничиус Гимарайнстің 2020 жылғы "LiDAR қашықтықтан зондтау және қолданбалар" атты зерттеуі қамтылған. Толық мақала қолжетімді.Мұнда.
  • LiDAR деректер көздері мен тегін бағдарламалық жасақтаманың бұл толық тізімі мен егжей-тегжейлі сипаттамасы қашықтықтан зондтау және географиялық талдау саласындағы мамандар мен зерттеушілер үшін маңызды құралдар жинағын ұсынады.

 

Ескерту:

  • Осы арқылы біз веб-сайтымызда көрсетілген кейбір суреттер білім беруді және ақпарат алмасуды насихаттау мақсатында интернеттен жиналғанын мәлімдейміз. Біз барлық түпнұсқа авторлардың зияткерлік меншік құқықтарын құрметтейміз. Бұл суреттерді пайдалану коммерциялық пайда табуды көздемейді.
  • Егер сіз пайдаланылған кез келген мазмұн сіздің авторлық құқығыңызды бұзады деп ойласаңыз, бізбен хабарласыңыз. Біз зияткерлік меншік заңдары мен ережелерінің сақталуын қамтамасыз ету үшін суреттерді жою немесе тиісті сілтеме беру сияқты тиісті шараларды қабылдауға дайынбыз. Біздің мақсатымыз - мазмұнға бай, әділ және басқалардың зияткерлік меншік құқықтарын құрметтейтін платформаны сақтау.
  • 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.
Ұқсас жаңалықтар
>> Байланысты мазмұн

Жарияланған уақыты: 2024 жылғы 16 сәуір