LiDAR-afstandwaarneming: beginsel, toepassing, gratis hulpbronne en sagteware

Teken in op ons sosiale media vir vinnige plasing

LiDAR-sensors in die lugkan óf spesifieke punte van 'n laserpuls vasvang, bekend as diskrete terugkeermetings, óf die volledige sein soos dit terugkeer, genoem volgolfvorm, op vaste intervalle soos 1 ns (wat ongeveer 15 cm dek) opneem. Volgolfvorm LiDAR word meestal in bosbou gebruik, terwyl diskrete opbrengs LiDAR breër toepassings oor verskeie velde het. Hierdie artikel bespreek hoofsaaklik diskrete terugkeer LiDAR en die gebruike daarvan. In hierdie hoofstuk sal ons verskeie sleutelonderwerpe oor LiDAR dek, insluitend sy basiese komponente, hoe dit werk, sy akkuraatheid, stelsels en beskikbare hulpbronne.

Basiese komponente van LiDAR

Grondgebaseerde LiDAR-stelsels gebruik gewoonlik lasers met golflengtes tussen 500–600 nm, terwyl LiDAR-stelsels in die lug gebruik maak van lasers met langer golflengtes, wat wissel van 1000–1600 nm. 'n Standaard LiDAR-opstelling sluit 'n laserskandeerder, 'n eenheid vir afstandmeet (afstandseenheid) en stelsels vir beheer, monitering en opname in. Dit sluit ook 'n differensiële globale posisioneringstelsel (DGPS) en 'n traagheidsmetingseenheid (IMU) in, dikwels geïntegreer in 'n enkele stelsel bekend as 'n posisie- en oriëntasiestelsel. Hierdie stelsel verskaf presiese ligging (lengtegraad, breedtegraad en hoogte) en oriëntasie (rol, toonhoogte en rigting) data.

 Die patrone waarin die laser die area skandeer kan verskil, insluitend sigsag-, parallelle of elliptiese paaie. Die kombinasie van DGPS- en IMU-data, tesame met kalibrasiedata en monteerparameters, stel die stelsel in staat om die versamelde laserpunte akkuraat te verwerk. Hierdie punte word dan toegeken aan koördinate (x, y, z) in 'n geografiese koördinaatstelsel deur gebruik te maak van die World Geodetic System van 1984 (WGS84) datum.

Hoe LiDARAfstandwaarnemingWerke? Verduidelik op 'n eenvoudige manier

'n LiDAR-stelsel stuur vinnige laserpulse na 'n teikenvoorwerp of -oppervlak uit.

Die laserpulse reflekteer van die teiken af ​​en keer terug na die LiDAR-sensor.

Die sensor meet presies die tyd wat dit neem vir elke pols om na die teiken en terug te beweeg.

Deur die spoed van lig en die reistyd te gebruik, word die afstand na die teiken bereken.

Gekombineer met die posisie- en oriëntasiedata van GPS- en IMU-sensors, word die presiese 3D-koördinate van die laserrefleksies bepaal.

Dit lei tot 'n digte 3D-puntwolk wat die geskandeerde oppervlak of voorwerp verteenwoordig.

Fisiese beginsel van LiDAR

LiDAR-stelsels gebruik twee tipes lasers: gepulseerde en deurlopende golf. Gepulseerde LiDAR-stelsels werk deur 'n kort ligpuls uit te stuur en dan die tyd te meet wat dit neem vir hierdie puls om na die teiken en terug na die ontvanger te beweeg. Hierdie meting van retoertyd help om die afstand na die teiken te bepaal. 'n Voorbeeld word in 'n diagram getoon waar die amplitudes van beide die uitgesaaide ligsein (AT) en die ontvangde ligsein (AR) vertoon word. Die basiese vergelyking wat in hierdie stelsel gebruik word, behels die spoed van lig (c) en die afstand na die teiken (R), wat die stelsel toelaat om die afstand te bereken gebaseer op hoe lank dit neem vir die lig om terug te keer.

Diskrete terugkeer en volgolfvormmeting met behulp van LiDAR in die lug.

'n Tipiese LiDAR-stelsel in die lug.

Die metingsproses in LiDAR, wat beide die detektor en die kenmerke van die teiken in ag neem, word opgesom deur die standaard LiDAR-vergelyking. Hierdie vergelyking is aangepas vanaf die radarvergelyking en is fundamenteel om te verstaan ​​hoe LiDAR-stelsels afstande bereken. Dit beskryf die verband tussen die krag van die gestuurde sein (Pt) en die drywing van die ontvangde sein (Pr). In wese help die vergelyking om te kwantifiseer hoeveel van die oorgedra lig na die ontvanger teruggestuur word nadat dit van die teiken af ​​weerkaats word, wat noodsaaklik is vir die bepaling van afstande en die skep van akkurate kaarte. Hierdie verhouding neem faktore soos seinverswakking in ag as gevolg van afstand en interaksies met die teikenoppervlak.

Toepassings van LiDAR Remote Sensing

 LiDAR afstandwaarneming het talle toepassings oor verskeie velde:
 Terrein- en topografiese kartering vir die skep van hoë-resolusie digitale hoogtemodelle (DEM's).
 Bosbou- en plantegroeikartering om boomkroonstruktuur en biomassa te bestudeer.
 Kus- en kuslynkartering vir die monitering van erosie en seevlakveranderinge.
 Stedelike beplanning en infrastruktuurmodellering, insluitend geboue en vervoernetwerke.
 Argeologie en kulturele erfenisdokumentasie van historiese terreine en artefakte.
 Geologiese en mynbou-opnames vir die kartering van oppervlakkenmerke en monitering van bedrywighede.
 Outonome voertuignavigasie en hindernisopsporing.
 Planetêre verkenning, soos die kartering van die oppervlak van Mars.

Toepassing van LiDAR_(1)

Benodig u 'n gratis konsultasie?

Lumispot Bied topgehalte-versekering en na-verkope diens, gesertifiseer deur nasionale, industrie-spesifieke, FDA, en CE kwaliteit stelsels. Vinnige kliëntreaksie en proaktiewe na-verkope ondersteuning.

Weet meer oor ons

LiDAR Hulpbronne:

'n Onvolledige lys van LiDAR-databronne en gratis sagteware word hieronder verskaf.LiDAR-databronne:
1.Maak Topografie oophttp://www.opentopography.org
2.USGS Earth Explorerhttp://earthexplorer.usgs.gov
3.Verenigde State Interagentskap Hoogte Inventarishttps://coast.noaa.gov/ inventory/
4.Nasionale Oseaniese en Atmosferiese Administrasie (NOAA)Digital Coast https://www.coast.noaa.gov/dataviewer/#
5.Wikipedia LiDARhttps://en.wikipedia.org/wiki/National_Lidar_Dataset_(Verenigde_State)
6.LiDAR Aanlynhttp://www.lidar-online.com
7.Nasionale Ekologiese Sterrewagnetwerk—NEONhttp://www.neonscience.org/data-resources/get-data/airborne-data
8.LiDAR-data vir Noord-Spanjehttp://b5m.gipuzkoa.net/url5000/en/G_22485/PUBLI&consulta=HAZLIDAR
9.LiDAR Data vir die Verenigde Koninkrykhttp://catalogue.ceda.ac.uk/ list/?return_obj=ob&id=8049, 8042, 8051, 8053

Gratis LiDAR sagteware:

1.Vereis ENVI. http://bcal.geology.isu.edu/ Envitools.shtml
2.FugroViewer(vir LiDAR en ander raster-/vektordata) http://www.fugroviewer.com/
3.FUSION/LDV(LiDAR data visualisering, omskakeling en analise) http:// forsys.cfr.washington.edu/fusion/fusionlatest.html
4.LAS Gereedskap(Kode en sagteware vir die lees en skryf van LAS-lêers) http:// www.cs.unc.edu/~isenburg/lastools/
5.LASUtiliteit('n Stel GUI-hulpmiddels vir visualisering en omskakeling van LAS-lêers) http://home.iitk.ac.in/~blohani/LASUtility/LASUtility.html
6.LibLAS(C/C++-biblioteek vir lees/skryf LAS-formaat) http://www.liblas.org/
7.MCC-LiDAR(Multi-skaal kromming klassifikasie vir LiDAR) http:// sourceforge.net/projects/mcclidar/
8.MARS FreeView(3D-visualisering van LiDAR-data) http://www.merrick.com/Geospatial/Software-Products/MARS-Software
9.Volledige ontleding(Oopbronsagteware vir die verwerking en visualisering van LiDARpoint-wolke en golfvorms) http://fullanalyze.sourceforge.net/
10.Punt Wolk 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.Vinnige terreinleser(Visualisering van LiDAR-puntwolke) http://appliedimagery.com/download/ Bykomende LiDAR-sagteware-nutsmiddels kan gevind word vanaf die Open Topography ToolRegistry-webblad by http://opentopo.sdsc.edu/tools/listTools.

Erkennings

  • Hierdie artikel bevat navorsing van "LiDAR Remote Sensing and Applications" deur Vinícius Guimarães, 2020. Die volledige artikel is beskikbaarhier.
  • Hierdie omvattende lys en gedetailleerde beskrywing van LiDAR-databronne en gratis sagteware bied 'n noodsaaklike gereedskapstel vir professionele persone en navorsers op die gebied van afstandwaarneming en geografiese analise.

 

Vrywaring:

  • Ons verklaar hiermee dat sommige beelde wat op ons webwerf vertoon word van die internet af versamel is met die doel om opvoeding en die deel van inligting te bevorder. Ons respekteer die intellektuele eiendomsregte van alle oorspronklike skeppers. Die gebruik van hierdie beelde is nie bedoel vir kommersiële gewin nie.
  • As jy glo dat enige van die inhoud wat gebruik word jou kopiereg skend, kontak ons ​​asseblief. Ons is meer as gewillig om toepaslike maatreëls te tref, insluitend die verwydering van beelde of die verskaffing van behoorlike erkenning, om nakoming van intellektuele eiendomswette en -regulasies te verseker. Ons doel is om 'n platform te handhaaf wat ryk is aan inhoud, regverdig en respekvol is vir ander se intellektuele eiendomsregte.
  • 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.
Verwante Nuus
>> Verwante inhoud

Postyd: 16-Apr-2024