Lumispot предлагает первоклассный контроль качества и послепродажное обслуживание, сертифицированное по национальным, отраслевым, FDA и CE системам качества. Оперативное реагирование на запросы клиентов и проактивная послепродажная поддержка.
Подпишитесь на наши социальные сети для получения быстрых публикаций
Воздушные датчики LiDARМожет либо захватывать отдельные точки лазерного импульса (дискретные измерения), либо регистрировать весь отраженный сигнал (полная форма волны) с фиксированными интервалами, например, 1 нс (что покрывает расстояние около 15 см). Лидар с полной формой волны в основном используется в лесном хозяйстве, тогда как лидар с дискретным отражением имеет более широкое применение в различных областях. В этой статье в основном обсуждается лидар с дискретным отражением и его применение. В этой главе мы рассмотрим несколько ключевых тем, связанных с лидаром, включая его основные компоненты, принцип работы, точность, системы и доступные ресурсы.
Основные компоненты лидара
Наземные системы LiDAR обычно используют лазеры с длиной волны от 500 до 600 нм, в то время как воздушные системы LiDAR используют лазеры с более длинными длинами волн, от 1000 до 1600 нм. Стандартная система воздушного LiDAR включает в себя лазерный сканер, блок измерения расстояния (дальномер) и системы управления, мониторинга и регистрации данных. Она также включает в себя дифференциальную систему глобального 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 быть разными, включая зигзагообразные, параллельные или эллиптические. Сочетание данных DGPS и инерциального измерительного блока, а также данных калибровки и параметров установки позволяет системе точно обрабатывать собранные лазерные точки. Этим точкам затем присваиваются координаты (x, y, z) в географической системе координат с использованием Всемирной геодезической системы 1984 года (WGS84).
Как LiDARДистанционное зондированиеРаботы? Объясните 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 пути до цели и обратно.
Используя скорость света и время прохождения пути, рассчитывается расстояние до цели.
В сочетании с данными о положении и ориентации от датчиков GPS и IMU определяются точные трехмерные координаты отражений лазера.
В результате получается плотное трехмерное облако точек, представляющее сканируемую поверхность или объект.
Физический принцип работы лидара
В системах LiDAR используются два типа лазеров: импульсные и лазеры непрерывного излучения. Импульсные системы LiDAR работают, посылая короткий световой импульс и измеряя время, необходимое для прохождения импульса до цели и обратно. Это измерение времени прохождения импульса туда и обратно помогает определить расстояние до цели. Пример показан на диаграмме, где отображены амплитуды как переданного (AT), так и принятого (AR) светового сигнала. 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 обратное и полное измерение формы волны с использованием бортового лидара.
Типичная воздушная система LiDAR.
Процесс измерения в LiDAR, учитывающий как характеристики детектора, так и характеристики цели, описывается стандартным уравнением LiDAR. Это уравнение адаптировано из уравнения радиолокации и имеет основополагающее значение для понимания того, как системы LiDAR вычисляют расстояния. Оно описывает соотношение между мощностью переданного сигнала (Pt) и мощностью принятого сигнала (Pr). По сути, это уравнение помогает количественно оценить, какая часть переданного света возвращается в приёмник после отражения от цели, что критически важно для определения расстояний и создания точных карт. Это соотношение учитывает такие факторы, как затухание сигнала из-за расстояния и взаимодействия с поверхностью цели.
Применение дистанционного зондирования LiDAR
Дистанционное зондирование LiDAR имеет множество применений в различных областях:
Рельефное и топографическое картирование для создания цифровых моделей рельефа высокого разрешения (ЦМР).
Картирование лесного хозяйства и растительности для изучения структуры древесного полога и биомассы.
Картографирование побережья и береговой линии для мониторинга эрозии и изменений уровня моря.
Городское планирование и моделирование инфраструктуры, включая здания и транспортные сети.
Археология и документирование культурного наследия исторических мест и артефактов.
Геологические и горнодобывающие изыскания для картирования особенностей поверхности и мониторинга работ.
Автономная навигация транспортного средства и обнаружение препятствий.
Планетарные исследования, такие как картографирование поверхности Марса.
Нужна бесплатная консультация?
Ресурсы LiDAR:
Ниже представлен неполный список источников данных LiDAR и бесплатного программного обеспечения. Источники данных LiDAR:
1.Открытая топографияhttp://www.opentopography.org
2.Исследователь Земли Геологической службы СШАhttp://earthexplorer.usgs.gov
3.Межведомственный реестр высотных отметок СШАhttps://coast.noaa.gov/inventory/
4.Национальное управление океанических и атмосферных исследований (NOAA)Цифровое побережьеhttps://www.coast.noaa.gov/dataviewer/#
5.Википедия LiDARhttps://en.wikipedia.org/wiki/National_Lidar_Dataset_(United_States)
6.Лидар Онлайнhttp://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 LiDAR:
1.Требуется ENVI. http://bcal.geology.isu.edu/ Envitools.shtml
2.FugroViewer(для 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 C/C++ для чтения/записи формата 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 LiDAR и форм сигналов) 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 считыватель рельефа(Визуализация облаков точек LiDAR) http://appliedimagery.com/download/ Дополнительные программные инструменты LiDAR можно найти на веб-странице Open Topography ToolRegistry по адресу http://opentopo.sdsc.edu/tools/listTools.
Благодарности
- В этой статье использованы материалы исследования «Дистанционное зондирование с помощью лидара и его применение» Винисиуса Гимарайнша, 2020 г. Полная версия статьи доступназдесь.
- Этот полный список и подробное описание источников данных LiDAR и бесплатного программного обеспечения представляет собой необходимый инструментарий для профессионалов и исследователей в области дистанционного зондирования и географического анализа.
Отказ от ответственности:
- Настоящим мы заявляем, что некоторые изображения, представленные на нашем сайте, были собраны из интернета в образовательных целях и для распространения информации. Мы уважаем права интеллектуальной собственности всех их 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 предоставление надлежащей атрибуции, для обеспечения соблюдения законов и норм в области интеллектуальной собственности. Наша цель — поддерживать платформу с богатым контентом, справедливым подходом и уважением 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
Время публикации: 16 апреля 2024 г.