LIDAR veya 3D lazer tarama, bir uçaktan denizaltı tespiti için 1960'ların başında geliştirildi ve ilk modeller 1970'lerin başında başarıyla kullanıldı. Günümüzde, çevre araştırmalarının Işık Algılama ve Aralık (LIDAR) gibi uzaktan algılama teknikleri kullanılmadan hayal edilmesi zor ve Radyo dalgası Algılama ve Aralık Değiştirme (RADAR) . Ölçümlerin yüksek uzaysal ve aşamalı çözünürlüğü, atmosferi ortam koşullarında gözlemleyebilme imkanı ve yerden yükseklik aralığını 100 km'den fazla yüksekliğe kadar kapsama potansiyeli LIDAR enstrümanlarının çekiciliğini oluşturmaktadır.
Yayılan radyasyonun atmosferik unsurlarla çeşitli etkileşim süreçleri, LIDAR'da temel çevre değişkenlerinin, yani sıcaklık, basınç, nem ve rüzgarın yanı sıra coğrafi araştırma, nehrin belirlenmesine izin vermek için kullanılabilir. yatak yüksekliği, madenlerin incelenmesi, ormanların ve tepelerin yoğunluğu, denizin altında çalışma (Batimetri).
LIDAR Nasıl Çalışır?
Light Detection and Ranging sisteminin çalışma prensibi gerçekten oldukça basittir. Bir uçak veya helikoptere monte edilmiş bir LIDAR sensörü. Zamanı ölçmek için yüzeye / hedefe gönderilen ve kaynağına dönmesi için gereken Lazer darbe dizisini üretir. Geri dönen ışık fotonun bir nesneye ne kadar uzağa gittiğini ölçmek için gerçek hesaplama şu şekilde hesaplanır:
Mesafe = (Işık Hızı x Uçuş Süresi) / 2
Daha sonra zemindeki noktalara doğru mesafeler hesaplanır ve zemin yüzeyi ile birlikte kotlar belirlenir, binalar, yollar ve bitki örtüsü kaydedilebilir. Bu yükseklikler, dünyanın dijital bir yükseklik modelini oluşturmak için dijital hava fotoğrafçılığı ile birleştirilir.
Işık Algılama ve Değişme Sistemi
Lazer cihazı, bir yüzeyde, bazıları saniyede 150.000 darbeye kadar hızlı lazer ışığı darbeleri ateşler. Enstrümandaki bir sensör, her nabzın geri yansıması için geçen süreyi ölçer. Işık sabit ve bilinen bir hızda hareket eder, böylece LIDAR cihazı kendisi ile hedef arasındaki mesafeyi yüksek doğrulukla hesaplayabilir. Bunu hızlı bir şekilde tekrarlayarak cihaz, ölçtüğü yüzeyin karmaşık bir 'haritasını' oluşturur.
İle havadan Işık Algılama ve Değişimi doğruluğu sağlamak için diğer veriler toplanmalıdır. Sensör yüksekliği hareket ettirdiğinden, gönderme ve geri dönme anındaki lazer darbesinin konumunu belirlemek için aletin konumu ve yönü dahil edilmelidir. Bu ekstra bilgi, verilerin bütünlüğü için çok önemlidir. İle zemin tabanlı Işık Algılama ve Değişimi aletin kurulduğu her konuma tek bir GPS konumu eklenebilir.
LIDAR Sistem Tipleri
Platforma Göre
- Zemin tabanlı LIDAR
- Havadan LIDAR
- Spaceborne LIDAR
Platforma Dayalı LiDAR Sistemleri
Fiziksel Süreçte Bade
- Telemetre LIDAR
- KADRAN KAPAĞI
- LIDAR Doppler
Saçılma Süreci Hakkında Bade
- Benim
- Rayleigh
- Raman
- Floresans
LIDAR Sistemlerinin Ana Bileşenleri
Çoğu Işık Algılama ve Mesafe Ölçme sistemi dört ana bileşen kullanır
Işık Algılama ve Değişen Sistem Bileşenleri
Lazerler
Lazerler dalga boylarına göre kategorize edilir. Havadan Işık Algılama ve Menzil sistemleri 1064nm diyot pompalı Nd: YAG lazerler kullanırken, Batimetrik sistemler havadan sistemden (1064nm) daha az zayıflamayla suya giren 532nm çift diyot pompalı Nd: YAG lazerleri kullanır. Alıcı dedektör ve elektroniklerin artan veri akışını yönetmek için yeterli bant genişliğine sahip olması koşuluyla daha kısa darbelerle daha iyi çözünürlük elde edilebilir.
Tarayıcılar ve Optikler
Görüntülerin geliştirilebileceği hız, sisteme taranma hızından etkilenir. Azimut ve yükseklik, çift eksenli tarayıcı, çift salınımlı düzlem aynalar ve poligonal aynalar gibi farklı çözünürlükler için çeşitli tarama yöntemleri mevcuttur. Optik türü, bir sistem tarafından tespit edilebilen menzili ve çözünürlüğü belirler.
Fotodetektör ve Alıcı Elektroniği
Fotodetektör geri saçılan sinyali okuyan ve sisteme kaydeden bir cihazdır. İki ana fotodetektör teknolojisi türü vardır: katı hal dedektörleri, örneğin silikon çığ fotodiyotları ve fotomultipler.
Navigasyon ve Konumlandırma Sistemleri / GPS
Bir Işık Algılama ve Mesafe sensörü bir uçak uydusuna veya otomobillerine monte edildiğinde, kullanılabilir verileri korumak için sensörün mutlak konumunu ve yönünü belirlemek gerekir. Küresel Konumlandırma Sistemleri (GPS) sensörün konumu ile ilgili doğru coğrafi bilgiler sağlar ve bir Ataletsel Ölçüm Birimi (IMU), sensörün o konumdaki doğru yönünü kaydeder. Bu iki cihaz, çeşitli sistemlerde kullanılmak üzere sensör verilerini statik noktalara çevirme yöntemi sağlar.
Navigasyon ve Konumlandırma Sistemleri / GPS
LIDAR Veri İşleme
Işık Algılama ve Uzanma mekanizması sadece yükseklik verilerini toplar ve Atalet Ölçüm Birimi verileriyle birlikte uçak ve bir GPS ünitesi ile birlikte yerleştirilir. Bu sistemler yardımıyla Işık Algılama ve Aralık sensörü veri noktaları toplar, verilerin konumu GPS sensörü ile birlikte kaydedilir. Sensöre geri saçılan her puls için geri dönüş süresini işlemek ve sensörden değişken mesafeleri veya arazi örtüsü yüzeylerindeki değişiklikleri hesaplamak için veriler gereklidir. Anket sonrasında veriler, özel olarak tasarlanmış bilgisayar yazılımı (LIDAR nokta Bulut Veri İşleme Yazılımı) kullanılarak indirilir ve işlenir. Nihai çıktı, her veri noktası için doğru, coğrafi olarak kayıtlı boylam (X), enlem (Y) ve yüksekliktir (Z). LIDAR haritalama verileri, yüzeyin yükseklik ölçümlerinden oluşur ve havadan topografik araştırmalarla elde edilir. LIDAR verilerini yakalamak ve depolamak için kullanılan dosya formatı basit bir metin dosyasıdır. Yükseklik noktaları kullanılarak, veriler ayrıntılı topografik haritalar oluşturmak için kullanılabilir. Bu veri noktaları ile zemin yüzeyinin dijital bir yükseklik modelinin oluşturulmasına da izin verirler.
LIDAR Sistemlerinin Uygulamaları
Oşinografi
LIDAR, okyanus yüzeyindeki fitoplankton floresansı ve biyokütlenin hesaplanması için kullanılır. Ayrıca okyanusun derinliğini (batimetri) ölçmek için de kullanılır.
Oşinografide LiDAR
DEM (Sayısal Yükseklik Modeli)
X, y, z koordinatlarına sahiptir. Yükseklik değerleri her yerde, yollarda, binalarda, köprülerde ve diğer yerlerde kullanılabilir. Yüzey yüksekliğini, uzunluğunu ve genişliğini yakalamayı kolaylaştırdı.
Atmosfer Fiziği
LIDAR, bulutların yoğunluğunu ve orta ve üst atmosferdeki oksijen, Co2, nitrojen, kükürt ve diğer gaz parçacıklarının konsantrasyonunu ölçmek için kullanılır.
Askeri
LIDAR her zaman askeri insanlar tarafından kara sınırını çevreleyen sınırı anlamak için kullanılmıştır. Askeri amaç için yüksek çözünürlüklü bir harita oluşturur.
Meteoroloji
LIDAR, bulut ve davranışının incelenmesi için kullanılmıştır. LIDAR, bulut yoğunluğunu anlamak için buluttaki küçük parçacıkları vurmak için dalga boyunu kullanır.
Nehir Araştırması
Greenlight (532 nm) LIDAR'ın Lasar'ı su altı bilgilerini ölçmek için kullanılır, derinliği, nehrin genişliğini, akış gücünü ve daha fazlasını anlamak için gereklidir. Nehir mühendisliği için, enine kesit verileri, bir taşkın sınır haritası oluşturacak bir nehir modeli oluşturmak için Işık Algılama ve Aralık verilerinden (DEM) çıkarılır.
LIDAR ile Nehir Araştırması
Mikro Topografya
Işık Algılama ve Değişimi, nesneye vurmak için Lazer darbesini kullanan çok doğru ve net bir teknolojidir. Düzenli Fotogrametri veya diğer araştırma teknolojileri, orman örtüsünün yüzey yükseklik değerini veremez. Ancak LIDAR nesneye nüfuz edebilir ve yüzey değerini algılayabilir.
LIDAR ve Uygulamaları ile ilgili temel bilgilere sahip misiniz? Yukarıda verilen bilgilerin, ilgili görüntüler ve çeşitli gerçek zamanlı uygulamalarla birlikte Işık Algılama ve Değişme mekanizması konseptinin temellerini açıklığa kavuşturduğunu kabul ediyoruz. Ayrıca bu konsept ile ilgili herhangi bir şüpheniz varsa veya herhangi bir elektronik projeyi uygulamak için lütfen bu yazı ile ilgili öneri ve görüşlerinizi aşağıdaki yorum bölümünde yazabilirsiniz. İşte sana bir soru Farklı Işık Algılama ve Aralık Türleri nelerdir?
