Компания Lumispot предлагает первоклассное обеспечение качества и послепродажное обслуживание, сертифицированное в соответствии с национальными, отраслевыми, FDA и CE системами качества. Оперативное реагирование на запросы клиентов и активная послепродажная поддержка.
Подпишитесь на наши страницы в социальных сетях, чтобы получать оперативные публикации.
бортовые лидарные датчикиЛидар может либо захватывать определенные точки лазерного импульса, что известно как дискретные измерения отражения, либо записывать полный сигнал по мере его возвращения, что называется полноволновым лидаром, с фиксированными интервалами, например, 1 нс (что охватывает около 15 см). Полноволновой лидар в основном используется в лесном хозяйстве, в то время как дискретный лидар имеет более широкое применение в различных областях. В этой статье в основном рассматривается дискретный лидар и его применение. В этой главе мы рассмотрим несколько ключевых тем, касающихся лидара, включая его основные компоненты, принцип работы, точность, системы и доступные ресурсы.
Основные компоненты LiDAR
Наземные системы LiDAR обычно используют лазеры с длиной волны от 500 до 600 нм, в то время как бортовые системы LiDAR используют лазеры с большей длиной волны, от 1000 до 1600 нм. Стандартная бортовая система LiDAR включает лазерный сканер, устройство для измерения расстояния (дальномерный блок) и системы управления, мониторинга и записи. Она также включает дифференциальную глобальную систему позиционирования (DGPS) и инерциальный измерительный блок (IMU), часто интегрированные в единую систему, известную как система позиционирования и ориентации. Эта система предоставляет точные данные о местоположении (долгота, широта и высота) и ориентации (крен, тангаж и курс).
Траектории сканирования лазером могут варьироваться, включая зигзагообразные, параллельные или эллиптические. Сочетание данных DGPS и IMU, а также калибровочных данных и параметров крепления позволяет системе точно обрабатывать собранные лазерные точки. Затем этим точкам присваиваются координаты (x, y, z) в географической системе координат с использованием Всемирной геодезической системы 1984 года (WGS84).
Как работает LiDARДистанционное зондированиеРаботыОбъясните простым языком.
Система LiDAR излучает быстрые лазерные импульсы в направлении целевого объекта или поверхности.
Лазерные импульсы отражаются от цели и возвращаются к датчику LiDAR.
Датчик точно измеряет время, необходимое каждому импульсу для прохождения до цели и обратно.
Используя скорость света и время распространения сигнала, рассчитывается расстояние до цели.
В сочетании с данными о положении и ориентации, полученными от датчиков GPS и IMU, определяются точные 3D-координаты лазерных отражений.
В результате получается плотное трехмерное облако точек, представляющее отсканированную поверхность или объект.
Физический принцип работы LiDAR
В системах LiDAR используются два типа лазеров: импульсные и непрерывные. Импульсные системы LiDAR работают, посылая короткий световой импульс и измеряя время, необходимое этому импульсу для прохождения до цели и обратно к приемнику. Это измерение времени прохождения помогает определить расстояние до цели. Пример показан на диаграмме, где отображены амплитуды как передаваемого светового сигнала (AT), так и принимаемого светового сигнала (AR). Основное уравнение, используемое в этой системе, включает скорость света (c) и расстояние до цели (R), что позволяет системе рассчитать расстояние на основе времени, необходимого для возвращения света.
Дискретное отражение и измерение полного спектра сигнала с использованием бортового лидара.
Типичная бортовая система LiDAR.
Процесс измерения в LiDAR, учитывающий как характеристики детектора, так и характеристики цели, описывается стандартным уравнением LiDAR. Это уравнение адаптировано из уравнения радара и является основополагающим для понимания того, как системы LiDAR рассчитывают расстояния. Оно описывает соотношение между мощностью передаваемого сигнала (Pt) и мощностью принимаемого сигнала (Pr). По сути, уравнение помогает количественно определить, какая часть передаваемого света возвращается к приемнику после отражения от цели, что имеет решающее значение для определения расстояний и создания точных карт. Это соотношение учитывает такие факторы, как затухание сигнала из-за расстояния и взаимодействие с поверхностью цели.
Применение дистанционного зондирования с помощью лидара
Дистанционное зондирование с использованием технологии LiDAR находит множество применений в различных областях:
Составление топографических карт местности для создания цифровых моделей рельефа (ЦМР) высокого разрешения.
Картирование лесных массивов и растительности для изучения структуры древесного полога и биомассы.
Составление карт прибрежной полосы и береговой линии для мониторинга эрозии и изменений уровня моря.
Градостроительство и моделирование инфраструктуры, включая здания и транспортные сети.
Документирование археологических памятников и объектов культурного наследия.
Геологические и горнодобывающие изыскания для картирования поверхностных особенностей и мониторинга производственных операций.
Автономная навигация транспортных средств и обнаружение препятствий.
Исследование планет, например, картирование поверхности Марса.
Нужна бесплатная консультация?
Ресурсы LiDAR:
Ниже приведён неполный список источников данных LiDAR и бесплатного программного обеспечения. Источники данных LiDAR:
1.Открытая топографияhttp://www.opentopography.org
2.USGS Earth Explorerhttp://earthexplorer.usgs.gov
3.Межведомственный реестр высот Соединенных Штатовhttps://coast.noaa.gov/inventory/
4.Национальное управление океанических и атмосферных исследований (NOAA)Цифровое побережье https://www.coast.noaa.gov/dataviewer/#
5Википедия LiDARhttps://en.wikipedia.org/wiki/National_Lidar_Dataset_(United_States)
6.LiDAR Onlinehttp://www.lidar-online.com
7.Национальная сеть экологических обсерваторий — NEONhttp://www.neonscience.org/data-resources/get-data/airborne-data
8.Данные LiDAR для Северной Испанииhttp://b5m.gipuzkoa.net/url5000/en/G_22485/PUBLI&consulta=HAZLIDAR
9.Данные LiDAR для Соединенного Королевстваhttp://catalogue.ceda.ac.uk/ list/?return_obj=ob&id=8049, 8042, 8051, 8053
Бесплатное программное обеспечение для LiDAR:
1.Требуется ENVIhttp://bcal.geology.isu.edu/ Envitools.shtml
2.ФугроВизер(для данных LiDAR и других растровых/векторных данных) http://www.fugroviewer.com/
3.FUSION/LDV(Визуализация, преобразование и анализ данных LiDAR) http://forsys.cfr.washington.edu/fusion/fusionlatest.html
4.Инструменты LAS(Код и программное обеспечение для чтения и записи файлов LAS) http://www.cs.unc.edu/~isenburg/lastools/
5.LASUtility(Набор графических утилит для визуализации и преобразования LAS-файлов) http://home.iitk.ac.in/~blohani/LASUtility/LASUtility.html
6.LibLAS(Библиотека на C/C++ для чтения/записи в формате LAS) http://www.liblas.org/
7.MCC-LiDAR(Многомасштабная классификация кривизны для LiDAR) http://sourceforge.net/projects/mcclidar/
8.MARS FreeView(3D-визуализация данных LiDAR) http://www.merrick.com/Geospatial/Software-Products/MARS-Software
9.Полный анализ(Программное обеспечение с открытым исходным кодом для обработки и визуализации облаков точек и волновых форм LiDAR) http://fullanalyze.sourceforge.net/
10.Магия облака точек (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.Быстрый просмотр местности(Визуализация облаков точек LiDAR) http://appliedimagery.com/download/ Дополнительные программные инструменты для работы с LiDAR можно найти на веб-странице Open Topography ToolRegistry по адресу http://opentopo.sdsc.edu/tools/listTools.
Благодарности
- В данной статье использованы результаты исследования Винисиуса Гимарайнша «Дистанционное зондирование с использованием LiDAR и его применение», 2020 г. Полная версия статьи доступна по ссылке.здесь.
- Этот исчерпывающий список и подробное описание источников данных LiDAR и бесплатного программного обеспечения представляет собой незаменимый инструментарий для профессионалов и исследователей в области дистанционного зондирования и географического анализа.
Предупреждение:
- Настоящим заявляем, что некоторые изображения, размещенные на нашем веб-сайте, были собраны из интернета с целью содействия образованию и обмену информацией. Мы уважаем права интеллектуальной собственности всех оригинальных создателей. Использование этих изображений не предназначено для получения коммерческой выгоды.
- Если вы считаете, что какой-либо из использованных материалов нарушает ваши авторские права, пожалуйста, свяжитесь с нами. Мы готовы принять соответствующие меры, включая удаление изображений или указание источника, для обеспечения соблюдения законов и правил об интеллектуальной собственности. Наша цель — поддерживать платформу, богатую контентом, справедливую и уважительную к правам интеллектуальной собственности других лиц.
- 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.
>> Сопутствующий контент
Дата публикации: 16 апреля 2024 г.