ข่าว - การสำรวจระยะไกล LiDAR: หลักการ การใช้งาน แหล่งข้อมูลฟรี

สมัครสมาชิกโซเชียลมีเดียของเราเพื่อโพสต์พร้อมท์

เซ็นเซอร์ LiDAR ในอากาศสามารถจับจุดเฉพาะจากเลเซอร์พัลส์ หรือที่เรียกว่าการวัดการส่งคืนแบบไม่ต่อเนื่อง หรือบันทึกสัญญาณที่สมบูรณ์ในขณะที่ส่งกลับ เรียกว่ารูปคลื่นเต็มในช่วงเวลาคงที่ เช่น 1 ns (ซึ่งครอบคลุมประมาณ 15 ซม.) LiDAR แบบเต็มคลื่นส่วนใหญ่จะใช้ในงานป่าไม้ ในขณะที่ LiDAR แบบส่งคืนแบบไม่ต่อเนื่องมีการใช้งานที่กว้างขึ้นในสาขาต่างๆ บทความนี้จะกล่าวถึง LiDAR แบบส่งคืนแบบไม่ต่อเนื่องเป็นหลักและการใช้งาน ในบทนี้ เราจะครอบคลุมหัวข้อสำคัญหลายประการเกี่ยวกับ LiDAR รวมถึงส่วนประกอบพื้นฐาน วิธีการทำงาน ความแม่นยำ ระบบ และทรัพยากรที่มีอยู่

ส่วนประกอบพื้นฐานของ LiDAR

โดยทั่วไประบบ LiDAR บนภาคพื้นดินจะใช้เลเซอร์ที่มีความยาวคลื่นระหว่าง 500–600 นาโนเมตร ในขณะที่ระบบ LiDAR ในอากาศจะใช้เลเซอร์ที่มีความยาวคลื่นยาวกว่า ตั้งแต่ 1000–1600 นาโนเมตร การตั้งค่า LiDAR ทางอากาศมาตรฐานประกอบด้วยเครื่องสแกนเลเซอร์ หน่วยสำหรับการวัดระยะทาง (หน่วยกำหนดระยะ) และระบบสำหรับการควบคุม การตรวจสอบ และการบันทึก นอกจากนี้ยังรวมถึง Differential Global Positioning System (DGPS) และหน่วยวัดแรงเฉื่อย (IMU) ซึ่งมักรวมไว้ในระบบเดียวที่เรียกว่าระบบตำแหน่งและการวางแนว ระบบนี้ให้ข้อมูลตำแหน่งที่แม่นยำ (ลองจิจูด ละติจูด และระดับความสูง) และการวางแนว (ม้วน ระยะห่าง และส่วนหัว)

รูปแบบที่เลเซอร์สแกนพื้นที่อาจแตกต่างกันไป รวมถึงเส้นทางซิกแซก แนวขนาน หรือวงรี การรวมกันของข้อมูล DGPS และ IMU พร้อมด้วยข้อมูลการสอบเทียบและพารามิเตอร์การติดตั้ง ช่วยให้ระบบประมวลผลจุดเลเซอร์ที่รวบรวมได้อย่างแม่นยำ จากนั้นจุดเหล่านี้จะได้รับการกำหนดพิกัด (x, y, z) ในระบบพิกัดทางภูมิศาสตร์โดยใช้ข้อมูลระบบภูมิศาสตร์โลกปี 1984 (WGS84)

วิธี LiDARการสำรวจระยะไกลได้ผล- อธิบายด้วยวิธีง่ายๆ

ระบบ LiDAR ปล่อยพัลส์เลเซอร์อย่างรวดเร็วไปยังวัตถุหรือพื้นผิวเป้าหมาย

พัลส์เลเซอร์จะสะท้อนออกจากเป้าหมายและกลับไปยังเซ็นเซอร์ LiDAR

เซ็นเซอร์จะวัดเวลาที่ใช้ในแต่ละพัลส์ในการเดินทางไปยังเป้าหมายและถอยหลังอย่างแม่นยำ

โดยใช้ความเร็วแสงและเวลาเดินทางเพื่อคำนวณระยะทางถึงเป้าหมาย

เมื่อรวมกับข้อมูลตำแหน่งและการวางแนวจากเซ็นเซอร์ GPS และ IMU แล้ว พิกัด 3 มิติที่แม่นยำของการสะท้อนของเลเซอร์จะถูกกำหนด

ซึ่งส่งผลให้มีเมฆจุด 3 มิติหนาแน่นซึ่งเป็นตัวแทนของพื้นผิวหรือวัตถุที่สแกน

หลักการทางกายภาพของ LiDAR

ระบบ LiDAR ใช้เลเซอร์สองประเภท: แบบเป็นจังหวะและแบบคลื่นต่อเนื่อง ระบบ Pulsed LiDAR ทำงานโดยการส่งพัลส์แสงสั้นๆ ออกไป จากนั้นวัดเวลาที่พัลส์นี้ใช้ในการเดินทางไปยังเป้าหมายและกลับไปยังเครื่องรับ การวัดเวลาไป-กลับนี้จะช่วยกำหนดระยะทางไปยังเป้าหมาย ตัวอย่างจะแสดงในแผนภาพที่แสดงแอมพลิจูดของทั้งสัญญาณแสงที่ส่ง (AT) และสัญญาณแสงที่ได้รับ (AR) สมการพื้นฐานที่ใช้ในระบบนี้เกี่ยวข้องกับความเร็วแสง (c) และระยะทางถึงเป้าหมาย (R) ทำให้ระบบสามารถคำนวณระยะทางตามระยะเวลาที่แสงกลับมา

การวัดการส่งกลับแบบไม่ต่อเนื่องและรูปคลื่นเต็มรูปแบบโดยใช้ LiDAR ในอากาศ

ระบบ LiDAR ในอากาศทั่วไป

กระบวนการวัดค่าใน LiDAR ซึ่งพิจารณาทั้งตัวตรวจจับและคุณลักษณะของเป้าหมาย สรุปโดยสมการ LiDAR มาตรฐาน สมการนี้ดัดแปลงมาจากสมการเรดาร์และเป็นพื้นฐานในการทำความเข้าใจวิธีที่ระบบ LiDAR คำนวณระยะทาง อธิบายความสัมพันธ์ระหว่างกำลังของสัญญาณที่ส่ง (Pt) และกำลังของสัญญาณที่ได้รับ (Pr) โดยพื้นฐานแล้ว สมการนี้จะช่วยในการหาปริมาณว่าแสงที่ส่งผ่านจะถูกส่งกลับไปยังตัวรับมากน้อยเพียงใดหลังจากสะท้อนออกจากเป้าหมาย ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการกำหนดระยะทางและสร้างแผนที่ที่แม่นยำ ความสัมพันธ์นี้คำนึงถึงปัจจัยต่างๆ เช่น การลดทอนสัญญาณเนื่องจากระยะทางและการโต้ตอบกับพื้นผิวเป้าหมาย

การประยุกต์ใช้การสำรวจระยะไกล LiDAR

การรับรู้ระยะไกล LiDAR มีแอปพลิเคชันมากมายในสาขาต่างๆ:
map การทำแผนที่ภูมิประเทศและภูมิประเทศสำหรับการสร้างแบบจำลองระดับความสูงดิจิทัล (DEM) ที่มีความละเอียดสูง
 การทำแผนที่ป่าไม้และพืชพรรณเพื่อศึกษาโครงสร้างทรงพุ่มของต้นไม้และชีวมวล
 การทำแผนที่ชายฝั่งและแนวชายฝั่งเพื่อติดตามการกัดเซาะและการเปลี่ยนแปลงระดับน้ำทะเล
การวางผังเมืองและการสร้างแบบจำลองโครงสร้างพื้นฐาน รวมถึงอาคารและเครือข่ายการคมนาคม
 เอกสารทางโบราณคดีและมรดกทางวัฒนธรรมของสถานที่ทางประวัติศาสตร์และสิ่งประดิษฐ์
 การสำรวจทางธรณีวิทยาและเหมืองแร่เพื่อทำแผนที่ลักษณะพื้นผิวและติดตามการปฏิบัติงาน
 ระบบนำทางรถยนต์อัตโนมัติและการตรวจจับสิ่งกีดขวาง
 การสำรวจดาวเคราะห์ เช่น การทำแผนที่พื้นผิวดาวอังคาร

ต้องการกงสุลฟรีใช่ไหม

Lumispot นำเสนอการประกันคุณภาพและบริการหลังการขายระดับแนวหน้า โดยได้รับการรับรองโดยระบบคุณภาพระดับประเทศ เฉพาะอุตสาหกรรม FDA และ CE การตอบสนองของลูกค้าอย่างรวดเร็วและการสนับสนุนหลังการขายเชิงรุก

รู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับเรา

ติดต่อเรา

ทรัพยากร LiDAR:

รายการแหล่งข้อมูล LiDAR และซอฟต์แวร์ฟรีที่ไม่สมบูรณ์มีระบุไว้ด้านล่างแหล่งข้อมูล LiDAR:
1.เปิดภูมิประเทศhttp://www.opentopography.org
2.USGS เอิร์ธ เอ็กซ์พลอเรอร์http://earthexplorer.usgs.gov
3.สินค้าคงคลังระดับความสูงระหว่างหน่วยงานของสหรัฐอเมริกาhttps://coast.noaa.gov/ สินค้าคงคลัง/
4.การบริหารมหาสมุทรและบรรยากาศแห่งชาติ (NOAA)ชายฝั่งดิจิทัลhttps://www.coast.noaa.gov/dataviewer/#
5.วิกิพีเดีย LiDARhttps://en.wikipedia.org/wiki/National_Lidar_Dataset_(United_States)
6.ไลดาร์ออนไลน์http://www.lidar-online.com
7.เครือข่ายหอดูดาวนิเวศวิทยาแห่งชาติ - NEONhttp://www.neonscience.org/data-resources/get-data/airborne-data
8.ข้อมูล LiDAR สำหรับสเปนตอนเหนือhttp://b5m.gipuzkoa.net/url5000/en/G_22485/PUBLI&consulta=HAZLIDAR
9.ข้อมูล LiDAR สำหรับสหราชอาณาจักรhttp://catalogue.ceda.ac.uk/ list/?return_obj=ob&id=8049, 8042, 8051, 8053

ซอฟต์แวร์ LiDAR ฟรี:

1.ต้องใช้ ENVI- http://bcal.geology.isu.edu/ Envitools.shtml
2.ฟูโกรวิวเวอร์(สำหรับ LiDAR และข้อมูลแรสเตอร์/เวกเตอร์อื่น ๆ ) http://www.fugroviewer.com/
3.ฟิวชั่น/แอลดีวี(การแสดงภาพข้อมูล LiDAR การแปลง และการวิเคราะห์) http:// forsys.cfr.washington.edu/fusion/fusionlatest.html
4.เครื่องมือลาส(โค้ดและซอฟต์แวร์สำหรับการอ่านและเขียนไฟล์ LAS) http:// www.cs.unc.edu/~isenburg/lastools/
5.LASUยูทิลิตี้(ชุดยูทิลิตี้ GUI สำหรับการแสดงภาพและการแปลงไฟล์ LAS) http://home.iitk.ac.in/~blohani/LASUtility/LASUtility.html
6.ลิบลาส(ไลบรารี C/C++ สำหรับการอ่าน/เขียนรูปแบบ LAS) http://www.liblas.org/
7.MCC-LiDAR(การจำแนกประเภทความโค้งหลายระดับสำหรับ LiDAR) http:// sourceforge.net/projects/mcclidar/
8.มาร์ส ฟรีวิว(การแสดงภาพ 3 มิติของข้อมูล LiDAR) http://www.merrick.com/Geospatial/Software-Products/MARS-Software
9.วิเคราะห์เต็มรูปแบบ(ซอฟต์แวร์โอเพ่นซอร์สสำหรับการประมวลผลและการแสดงภาพเมฆ LiDARpoint และรูปคลื่น) http://fullanalyze.sourceforge.net/
10.พอยต์คลาวด์เมจิก (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.เครื่องอ่านภูมิประเทศด่วน(การแสดงภาพเมฆพอยต์ LiDAR) http://appliedimagery.com/download/ สามารถดูเครื่องมือซอฟต์แวร์ LiDAR เพิ่มเติมได้จากหน้าเว็บ Open Topography ToolRegistry ที่ http://opentopo.sdsc.edu/tools/listTools

รับทราบ

บทความนี้รวมงานวิจัยจาก "LiDAR Remote Sensing and Applications" โดย Vinícius Guimarães, 2020 มีบทความฉบับเต็มให้เลือกที่นี่.
รายการที่ครอบคลุมและคำอธิบายโดยละเอียดของแหล่งข้อมูล LiDAR และซอฟต์แวร์ฟรีนี้เป็นชุดเครื่องมือที่จำเป็นสำหรับมืออาชีพและนักวิจัยในสาขาการสำรวจระยะไกลและการวิเคราะห์ทางภูมิศาสตร์

ข้อสงวนสิทธิ์:

เราขอประกาศในที่นี้ว่าภาพบางภาพที่แสดงบนเว็บไซต์ของเราถูกรวบรวมจากอินเทอร์เน็ตเพื่อวัตถุประสงค์ในการส่งเสริมการศึกษาและการแบ่งปันข้อมูล เราเคารพสิทธิในทรัพย์สินทางปัญญาของผู้สร้างต้นฉบับทั้งหมด การใช้ภาพเหล่านี้ไม่ได้มีวัตถุประสงค์เพื่อผลประโยชน์ทางการค้า
หากคุณเชื่อว่าเนื้อหาใด ๆ ที่ใช้ละเมิดลิขสิทธิ์ของคุณ โปรดติดต่อเรา เราเต็มใจอย่างยิ่งที่จะใช้มาตรการที่เหมาะสม รวมถึงการลบรูปภาพหรือระบุแหล่งที่มาที่เหมาะสม เพื่อให้มั่นใจว่าเป็นไปตามกฎหมายและข้อบังคับด้านทรัพย์สินทางปัญญา เป้าหมายของเราคือการรักษาแพลตฟอร์มที่เต็มไปด้วยเนื้อหา ยุติธรรม และเคารพสิทธิ์ในทรัพย์สินทางปัญญาของผู้อื่น
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.