LiDAR Uzaktan Algılama: İlke, Uygulama, Ücretsiz Kaynaklar ve Yazılımlar

Hızlı Gönderiler İçin Sosyal Medyamıza Abone Olun

Hava LiDAR sensörleriAyrık dönüş ölçümleri olarak bilinen bir lazer darbesinden belirli noktaları yakalayabilir veya 1 ns (yaklaşık 15 cm'yi kaplayan) gibi sabit aralıklarla, tam dalga formu adı verilen, geri dönen tüm sinyali kaydedebilir. Tam dalga formu LiDAR çoğunlukla ormancılıkta kullanılırken, ayrık dönüşlü LiDAR'ın çeşitli alanlarda daha geniş uygulamaları vardır. Bu makale öncelikle ayrık dönüşlü LiDAR'ı ve kullanım alanlarını ele almaktadır. Bu bölümde, temel bileşenleri, nasıl çalıştığı, doğruluğu, sistemleri ve mevcut kaynaklar dahil olmak üzere LiDAR ile ilgili birkaç önemli konuyu ele alacağız.

LiDAR'ın Temel Bileşenleri

Kara tabanlı LiDAR sistemleri genellikle 500-600 nm dalga boylarına sahip lazerler kullanırken, havadan LiDAR sistemleri 1000-1600 nm aralığında daha uzun dalga boylarına sahip lazerler kullanır. Standart bir havadan LiDAR kurulumu, bir lazer tarayıcı, bir mesafe ölçme birimi (menzil birimi) ve kontrol, izleme ve kayıt sistemlerini içerir. Ayrıca, genellikle konum ve yönelim sistemi olarak bilinen tek bir sisteme entegre edilmiş bir Diferansiyel Küresel Konumlandırma Sistemi (DGPS) ve bir Atalet Ölçüm Birimi (AÖB) içerir. Bu sistem, hassas konum (boylam, enlem ve irtifa) ve yönelim (yuvarlanma, eğim ve yön) verileri sağlar.

 Lazerin alanı taradığı desenler, zikzak, paralel veya eliptik yollar dahil olmak üzere çeşitlilik gösterebilir. DGPS ve IMU verilerinin kalibrasyon verileri ve montaj parametreleriyle bir araya getirilmesi, sistemin toplanan lazer noktalarını doğru bir şekilde işlemesini sağlar. Bu noktalara daha sonra 1984 Dünya Jeodezi Sistemi (WGS84) veri tabanı kullanılarak coğrafi koordinat sisteminde (x, y, z) koordinatlar atanır.

LiDAR nasılUzaktan Algılamaİşler? Basit Bir Şekilde Açıklayın

LiDAR sistemi, hedef nesneye veya yüzeye doğru hızlı lazer darbeleri yayar.

Lazer darbeleri hedeften yansır ve LiDAR sensörüne geri döner.

Sensör, her bir darbenin hedefe ulaşıp geri dönmesi için geçen süreyi hassas bir şekilde ölçüyor.

Işık hızı ve seyahat süresi kullanılarak hedefe olan uzaklık hesaplanır.

GPS ve IMU sensörlerinden gelen konum ve yönelim verileriyle birleştirilerek lazer yansımalarının hassas 3 boyutlu koordinatları belirleniyor.

Bu, taranan yüzeyi veya nesneyi temsil eden yoğun bir 3B nokta bulutu ile sonuçlanır.

LiDAR'ın Fiziksel Prensibi

LiDAR sistemleri iki tür lazer kullanır: darbeli ve sürekli dalga. Darbeli LiDAR sistemleri, kısa bir ışık darbesi göndererek ve ardından bu darbenin hedefe ulaşıp alıcıya geri dönmesi için geçen süreyi ölçerek çalışır. Gidiş-dönüş süresinin bu ölçümü, hedefe olan mesafenin belirlenmesine yardımcı olur. Bir örnek, hem iletilen ışık sinyalinin (AT) hem de alınan ışık sinyalinin (AR) genliklerinin gösterildiği bir diyagramda gösterilmiştir. Bu sistemde kullanılan temel denklem, ışık hızı (c) ve hedefe olan mesafeyi (R) içerir ve sistemin mesafeyi, ışığın geri dönüş süresine göre hesaplamasını sağlar.

Havadan LiDAR kullanılarak ayrık dönüş ve tam dalga formu ölçümü.

Tipik bir havadan LiDAR sistemi.

Hem dedektörü hem de hedefin özelliklerini dikkate alan LiDAR ölçüm süreci, standart LiDAR denklemiyle özetlenir. Radar denkleminden uyarlanan bu denklem, LiDAR sistemlerinin mesafeleri nasıl hesapladığını anlamak için temel teşkil eder. İletilen sinyalin gücü (Pt) ile alınan sinyalin gücü (Pr) arasındaki ilişkiyi açıklar. Esasen denklem, iletilen ışığın hedeften yansıdıktan sonra ne kadarının alıcıya geri döndüğünü ölçmeye yardımcı olur; bu da mesafelerin belirlenmesi ve doğru haritalar oluşturulması için çok önemlidir. Bu ilişki, mesafeye bağlı sinyal zayıflaması ve hedef yüzeyle etkileşimler gibi faktörleri hesaba katar.

LiDAR Uzaktan Algılamanın Uygulamaları

 LiDAR uzaktan algılamanın çeşitli alanlarda çok sayıda uygulaması vardır:
 Yüksek çözünürlüklü sayısal yükseklik modelleri (DEM) oluşturmak için arazi ve topoğrafya haritalaması.
 Ağaç örtüsü yapısını ve biyokütlesini incelemek için ormancılık ve bitki örtüsü haritalaması.
 Erozyon ve deniz seviyesindeki değişimleri izlemek için kıyı ve sahil şeridi haritalaması.
 Binalar ve ulaşım ağları dahil olmak üzere kentsel planlama ve altyapı modellemesi.
 Tarihi alanların ve eserlerin arkeolojisi ve kültürel miras dokümantasyonu.
 Yüzey özelliklerinin haritalanması ve izleme faaliyetleri için jeoloji ve maden araştırmaları.
 Otonom araç navigasyonu ve engel tespiti.
 Mars'ın yüzeyinin haritalanması gibi gezegen araştırmaları.

LiDAR_(1) Uygulaması

Ücretsiz Danışmanlığa mı ihtiyacınız var?

Lumispot, ulusal, sektöre özel, FDA ve CE kalite sistemleri tarafından onaylanmış, birinci sınıf kalite güvencesi ve satış sonrası hizmeti sunar. Hızlı müşteri yanıtı ve proaktif satış sonrası destek.

Hakkımızda Daha Fazla Bilgi Edinin

LiDAR Kaynakları:

LiDAR veri kaynaklarının ve ücretsiz yazılımların eksik bir listesi aşağıda verilmiştir.LiDAR veri kaynakları:
1.Açık Topografyahttp://www.opentopography.org
2.USGS Dünya Araştırmacısıhttp://earthexplorer.usgs.gov
3.Amerika Birleşik Devletleri Kurumlararası Yükseklik Envanterihttps://coast.noaa.gov/envanter/
4.Ulusal Okyanus ve Atmosfer İdaresi (NOAA)Dijital Sahilhttps://www.coast.noaa.gov/dataviewer/#
5.Vikipedi LiDARhttps://en.wikipedia.org/wiki/National_Lidar_Dataset_(United_States)
6.LiDAR Çevrimiçihttp://www.lidar-online.com
7.Ulusal Ekolojik Gözlemevi Ağı—NEONhttp://www.neonscience.org/data-resources/get-data/airborne-data
8.Kuzey İspanya için LiDAR Verilerihttp://b5m.gipuzkoa.net/url5000/en/G_22485/PUBLI&consulta=HAZLIDAR
9.Birleşik Krallık için LiDAR Verilerihttp://catalogue.ceda.ac.uk/list/?return_obj=ob&id=8049, 8042, 8051, 8053

Ücretsiz LiDAR Yazılımı:

1.ENVI gerektirir. http://bcal.geology.isu.edu/ Envitools.shtml
2.FugroViewer(LiDAR ve diğer raster/vektör verileri için) http://www.fugroviewer.com/
3.FÜZYON/LDV(LiDAR veri görselleştirme, dönüştürme ve analizi) http:// forsys.cfr.washington.edu/fusion/fusionlatest.html
4.LAS Araçları(LAS dosyalarını okumak ve yazmak için kod ve yazılım) http:// www.cs.unc.edu/~isenburg/lastools/
5.LASUutility(LAS dosyalarının görselleştirilmesi ve dönüştürülmesi için bir dizi GUI yardımcı programı) http://home.iitk.ac.in/~blohani/LASUtility/LASUtility.html
6.LibLAS(LAS formatını okumak/yazmak için C/C++ kütüphanesi) http://www.liblas.org/
7.MCC-LiDAR(LiDAR için çok ölçekli eğrilik sınıflandırması) http:// sourceforge.net/projects/mcclidar/
8.MARS FreeView(LiDAR verilerinin 3B görselleştirilmesi) http://www.merrick.com/Geospatial/Software-Products/MARS-Software
9.Tam Analiz(LiDAR nokta bulutlarını ve dalga formlarını işlemek ve görselleştirmek için açık kaynaklı yazılım) http://fullanalyze.sourceforge.net/
10.Nokta Bulutu Sihri (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.Hızlı Arazi Okuyucusu(LiDAR nokta bulutlarının görselleştirilmesi) http://appliedimagery.com/download/ Ek LiDAR yazılım araçlarına http://opentopo.sdsc.edu/tools/listTools adresindeki Açık Topografya Araç Kaydı web sayfasından ulaşılabilir.

Teşekkürler

  • Bu makale, Vinícius Guimarães'in 2020 tarihli "LiDAR Uzaktan Algılama ve Uygulamaları" adlı makalesinden alınan araştırmaları içermektedir. Makalenin tamamına buradan ulaşabilirsiniz.Burada.
  • LiDAR veri kaynakları ve ücretsiz yazılımların kapsamlı listesi ve ayrıntılı açıklaması, uzaktan algılama ve coğrafi analiz alanında çalışan profesyoneller ve araştırmacılar için temel bir araç seti sunmaktadır.

 

Yasal Uyarı:

  • Web sitemizde görüntülenen bazı görsellerin, eğitim ve bilgi paylaşımını teşvik etmek amacıyla internetten toplandığını beyan ederiz. Tüm orijinal içerik oluşturucularının fikri mülkiyet haklarına saygı duyuyoruz. Bu görsellerin kullanımı ticari kazanç sağlama amacı taşımamaktadır.
  • Kullanılan içeriklerden herhangi birinin telif hakkınızı ihlal ettiğini düşünüyorsanız, lütfen bizimle iletişime geçin. Fikri mülkiyet yasalarına ve yönetmeliklerine uyumu sağlamak için görselleri kaldırmak veya uygun atıf sağlamak gibi gerekli önlemleri almaya hazırız. Amacımız, içerik açısından zengin, adil ve başkalarının fikri mülkiyet haklarına saygılı bir platform sağlamaktır.
  • 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.
İlgili Haberler
>> İlgili İçerik

Gönderim zamanı: 16 Nis 2024