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공중 리다 센서이산 반환 측정으로 알려진 레이저 펄스의 특정 지점을 캡처하거나 1 ns (약 15cm)와 같은 고정 된 간격으로 전체 파형이라고하는 전체 신호를 기록 할 수 있습니다. 전파 형 LIDAR는 대부분 임업에서 주로 사용되는 반면, 개별 반품 LIDAR에는 다양한 분야에서 광범위한 응용 프로그램이 있습니다. 이 기사에서는 주로 불연속 반환 Lidar와 그 용도에 대해 논의합니다. 이 장에서는 기본 구성 요소, 작동 방식, 정확성, 시스템 및 사용 가능한 리소스를 포함하여 Lidar에 대한 몇 가지 주요 주제를 다룹니다.
LIDAR의 기본 구성 요소
지상 기반 LIDAR 시스템은 일반적으로 파장이 500-600 nm 사이의 레이저를 사용하는 반면, 공기 중 LIDAR 시스템은 1000-1600 nm의 더 긴 파장을 가진 레이저를 사용합니다. 표준 공기 중 LIDAR 설정에는 레이저 스캐너, 거리 측정 거리 (범위 단위) 및 제어, 모니터링 및 기록을위한 시스템이 포함됩니다. 또한 차동 글로벌 포지셔닝 시스템 (DGP)과 관성 측정 장치 (IMU)가 포함되며, 종종 위치 및 방향 시스템으로 알려진 단일 시스템에 통합됩니다. 이 시스템은 정확한 위치 (경도, 위도 및 고도) 및 방향 (롤, 피치 및 제목) 데이터를 제공합니다.
지그재그, 평행 또는 타원형 경로를 포함하여 레이저가 영역을 스캔하는 패턴. 교정 데이터 및 장착 매개 변수와 함께 DGP 및 IMU 데이터의 조합을 통해 시스템은 수집 된 레이저 지점을 정확하게 처리 할 수 있습니다. 그런 다음이 지점은 1984 년 세계 지정 시스템 (WGS84) Datum을 사용하여 지리적 좌표 시스템에서 좌표 (X, Y, Z)로 할당됩니다.
얼마나 LIDAR원격 감지공장? 간단한 방법으로 설명하십시오
라이더 시스템은 대상 물체 또는 표면을 향해 빠른 레이저 펄스를 방출합니다.
레이저 펄스는 대상을 반사하고 LIDAR 센서로 돌아갑니다.
센서는 각 펄스가 대상과 뒤로 이동하는 데 걸리는 시간을 정확하게 측정합니다.
빛의 속도와 이동 시간을 사용하면 대상까지의 거리가 계산됩니다.
GPS 및 IMU 센서의 위치 및 방향 데이터와 결합하여 레이저 반사의 정확한 3D 좌표가 결정됩니다.
이로 인해 스캔 된 표면 또는 물체를 나타내는 밀도가 높은 3D 포인트 클라우드가 발생합니다.
LIDAR의 물리적 원리
LIDAR 시스템은 두 가지 유형의 레이저를 사용합니다 : 펄스와 연속파. 펄스 LIDAR 시스템은 짧은 빛 펄스를 보내고이 펄스가 대상으로 이동하고 수신기로 돌아가는 데 걸리는 시간을 측정하여 작동합니다. 이 왕복 시간 측정은 대상까지의 거리를 결정하는 데 도움이됩니다. 전송 된 광 신호 (AT)와 수신 된 광 신호 (AR)의 진폭이 표시되는 다이어그램에 예제가 표시됩니다. 이 시스템에 사용 된 기본 방정식에는 빛의 속도 (C) 및 대상까지의 거리 (R)가 포함되므로 시스템은 빛이 반환하는 데 걸리는 시간에 따라 거리를 계산할 수 있습니다.
Airborne Lidar를 사용한 이산 반품 및 전파 형 측정.
전형적인 공중 라이더 시스템.
검출기와 대상의 특성을 모두 고려한 LIDAR의 측정 프로세스는 표준 LIDAR 방정식으로 요약됩니다. 이 방정식은 레이더 방정식에서 적용되며 LIDAR 시스템이 거리를 계산하는 방법을 이해하는 데 기본적입니다. 전송 된 신호 (PT)의 전력과 수신 된 신호 (PR)의 전력 사이의 관계를 설명합니다. 기본적으로 방정식은 대상을 반사 한 후 전송 된 빛의 양이 수신기로 반환되는 양을 정량화하는 데 도움이되며, 이는 거리를 결정하고 정확한 맵을 만드는 데 중요합니다. 이 관계는 거리 및 대상 표면과의 상호 작용으로 인한 신호 감쇠와 같은 요소를 고려합니다.
LIDAR 원격 감지의 응용
LIDAR 원격 감지에는 다양한 분야에서 수많은 응용 프로그램이 있습니다.
고해상도 디지털 고도 모델 (DEMS)을 생성하기위한 지형 및 지형 매핑.
트리 캐노피 구조 및 바이오 매스를 연구하기위한 임업 및 식생지도.
침식 및 해수면 변화 모니터링을위한 해안 및 해안선 매핑.
건물 및 운송 네트워크를 포함한 도시 계획 및 인프라 모델링.
역사적 유적지와 유물의 고고학 및 문화 유산 문서.
표면 기능 및 모니터링 작업을위한 지질 및 광업 조사.
자율 차량 내비게이션 및 장애물 감지.
화성 표면 매핑과 같은 행성 탐사.
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라이더 자원 :
불완전한 LIDAR 데이터 소스 및 무료 소프트웨어의 불완전한 목록은 다음과 같습니다. LIDAR 데이터 소스 :
1.열린 지형http://www.opentopography.org
2.USGS Earth Explorerhttp://earthexplorer.usgs.gov
3.미국 대기업 상승 인벤토리https://coast.noaa.gov/ Inventory/
4.국립 해양 대기청 (NOAA)디지털 coasthttps : //www.coast.noaa.gov/dataviewer/#
5.wikipedia lidarhttps://en.wikipedia.org/wiki/national_lidar_dataset_(United_states)
6.LIDAR 온라인http://www.lidar-online.com
7.국가 생태 관측소 네트워크 - Neonhttp://www.neonscience.org/data-resources/get-data/airborne-data
8.스페인 북부의 리다 데이터http://b5m.gipuzkoa.net/url5000/en/g_22485/publi&consulta=hazlidar
9.영국의 LIDAR 데이터http://catalogue.ceda.ac.uk/ list/? return_obj = ob & id = 8049, 8042, 8051, 8053
무료 LIDAR 소프트웨어 :
1.Envi가 필요합니다. http://bcal.geology.isu.edu/ Envitools.shtml
2.Fugroviewer(Lidar 및 기타 래스터/벡터 데이터의 경우) http://www.fugroviewer.com/
3.퓨전/LDV(LIDAR 데이터 시각화, 변환 및 분석) http : // forsys.cfr.washington.edu/fusion/fusionlatest.html
4.LAS 도구(라스 파일을 읽고 쓰기위한 코드 및 소프트웨어) http : // www.cs.unc.edu/~isenburg/lastools/
5.lastility(라스 파일의 시각화 및 변환을위한 GUI 유틸리티 세트) http://home.iitk.ac.in/~blohani/lasutility/lasutility.html
6.리 블라스(LAS 형식 읽기/쓰기를위한 C/C ++ 라이브러리) http://www.liblas.org/
7.MCC-LIDAR(lidar에 대한 다중 규모의 곡률 분류) http : // sourceforge.net/projects/mcclidar/
8.화성 프리 뷰(LIDAR 데이터의 3D 시각화) http://www.merrick.com/geospatial/software-products/mars-software
9.전체 분석(lidarpoint 구름 및 파형 처리 및 시각화를위한 오픈 소스 소프트웨어) http://fullanalyze.sourceforge.net/
10.포인트 클라우드 매직 (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.빠른 지형 독자(Lidar Point Clouds의 시각화) http://appliedimagery.com/download/ 추가 Lidar 소프트웨어 도구는 http://opentopo.sdsc.edu/tools/listtools의 Open Popography TOLLEGISTRY 웹 페이지에서 찾을 수 있습니다.
감사의 말
- 이 기사는 2020 년 Vinícius Guimarães의 "Lidar Remote Sensing and Applications"의 연구를 통합했습니다. 전체 기사를 사용할 수 있습니다.여기.
- 이 포괄적 인 목록과 LIDAR 데이터 소스 및 무료 소프트웨어에 대한 자세한 설명은 원격 감지 및 지리적 분석 분야의 전문가 및 연구원을위한 필수 툴킷을 제공합니다.
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