Pengimbasan laser LIDAR atau 3D dikembangkan pada awal 1960-an untuk pengesanan kapal selam dari sebuah pesawat, dan model awal berjaya digunakan pada awal tahun 1970-an. Pada masa kini, kajian persekitaran sukar dibayangkan tanpa menggunakan teknik penginderaan jauh seperti Light Detection and Ranging (LIDAR) dan Pengesanan dan Pengukuran gelombang radio (RADAR) . Resolusi spatial dan progresif pengukuran, kemungkinan mengamati atmosfer pada keadaan ambien, dan potensi meliputi jarak ketinggian dari permukaan tanah hingga ketinggian lebih dari 100 km membentuk daya tarikan instrumen LIDAR.
Kepelbagaian proses interaksi radiasi yang dipancarkan dengan unsur atmosfera dapat digunakan dalam LIDAR untuk memungkinkan penentuan pemboleh ubah persekitaran dasar keadaan, seperti suhu, tekanan, kelembapan, dan angin, serta tinjauan geografi, sungai ketinggian katil, kajian periuk api, kepadatan hutan dan bukit, kajian di bawah laut (Bathymetry).
Bagaimana LIDAR Berfungsi?
Prinsip kerja sistem Deteksi Cahaya dan Ranging sangat mudah. Sensor LIDAR dipasang di pesawat atau helikopter. Ia menghasilkan kereta nadi Laser, yang dihantar ke permukaan / sasaran untuk mengukur masa dan masa yang diperlukan untuk kembali ke sumbernya. Pengiraan sebenar untuk mengukur sejauh mana perjalanan cahaya foton ke dan dari objek dikira oleh
Jarak = (Kelajuan Cahaya x Masa Penerbangan) / 2
Jarak yang tepat kemudian dihitung ke titik-titik di tanah dan ketinggian dapat ditentukan bersama dengan bangunan permukaan tanah, jalan, dan vegetasi dapat dicatat. Ketinggian ini digabungkan dengan fotografi udara digital untuk menghasilkan model ketinggian digital bumi.
Sistem Pengesanan dan Julat Cahaya
Instrumen laser menembakkan denyut cahaya laser yang cepat di permukaan, beberapa hingga 150,000 denyutan sesaat. Sensor pada instrumen mengukur jumlah masa yang diperlukan untuk setiap nadi untuk memantulkan kembali. Cahaya bergerak pada kelajuan yang tetap dan diketahui sehingga instrumen LIDAR dapat mengira jarak antara dirinya dan sasaran dengan ketepatan yang tinggi. Dengan mengulangi ini dalam proses yang cepat, instrumen akan membina 'peta' kompleks permukaan yang diukurnya.
Dengan Pengesanan dan Jangkauan Cahaya udara , data lain mesti dikumpulkan untuk memastikan ketepatan. Oleh kerana sensor bergerak tinggi, lokasi dan orientasi instrumen harus disertakan untuk menentukan kedudukan denyut laser pada saat penghantaran dan waktu kembali. Maklumat tambahan ini sangat penting untuk integriti data. Dengan Pengesanan dan Julat Cahaya berasaskan darat satu lokasi GPS dapat ditambahkan di setiap lokasi di mana instrumen disiapkan.
Jenis Sistem LIDAR
Berdasarkan Platform
- LIDAR berasaskan tanah
- LIDAR Udara
- LIDAR Spaceborne
Sistem LiDAR Berdasarkan Platform
Bade on Proses Fizikal
- LIDAR Pencari Jauh
- LIDAR DIAL
- LIDAR Doppler
Bade on Proses Penyerakan
- Saya
- Rayleigh
- Raman
- Pendarfluor
Komponen Utama Sistem LIDAR
Sebilangan besar sistem Pengesanan dan Pengukuran Cahaya menggunakan empat komponen utama
Komponen Sistem Pengesanan dan Julat Cahaya
Laser
The Laser dikategorikan mengikut panjang gelombang mereka. Sistem Pengesanan dan Jangkauan Cahaya Udara menggunakan laser Nd: YAG yang dipam dioda 1064nm sedangkan sistem Bathimetrik menggunakan laser Nd: YAG yang dipam diod dua kali ganda 532nm yang meresap ke dalam air dengan pelemahan yang lebih rendah daripada sistem udara (1064nm). Resolusi yang lebih baik dapat dicapai dengan denyutan yang lebih pendek dengan syarat pengesan penerima dan elektronik mempunyai lebar jalur yang mencukupi untuk menguruskan peningkatan aliran data.
Pengimbas dan Optik
Kecepatan di mana gambar dapat dikembangkan dipengaruhi oleh kecepatan di mana ia dapat diimbas ke dalam sistem. Pelbagai kaedah pengimbasan tersedia untuk resolusi yang berbeza seperti azimuth dan elevasi, pengimbas dwi paksi, cermin satah berayun ganda, dan cermin poligonal. Jenis optik menentukan julat dan resolusi yang dapat dikesan oleh sistem.
Photodetector Dan Penerima Elektronik
Alat fotodetektor adalah peranti yang membaca dan merekodkan isyarat terpencar ke sistem. Terdapat dua jenis teknologi fotodetektor utama, pengesan keadaan pepejal, seperti fotodioda longsor silikon dan photomultipliers.
Sistem Navigasi Dan Penentududukan / GPS
Apabila sensor Deteksi Cahaya dan Ranging dipasang pada satelit pesawat terbang atau kereta, perlu untuk menentukan kedudukan mutlak dan orientasi sensor untuk mengekalkan data yang dapat digunakan. Sistem Penentududukan Global (GPS) memberikan maklumat geografi yang tepat mengenai kedudukan sensor dan Unit Pengukuran Inersia (IMU) mencatat orientasi sensor yang tepat di lokasi tersebut. Kedua-dua peranti ini menyediakan kaedah untuk menerjemahkan data sensor ke titik statik untuk digunakan dalam berbagai sistem.
Sistem Navigasi Dan Penentududukan / GPS
Pemprosesan Data LIDAR
Mekanisme Deteksi Cahaya dan Ranging hanya mengumpulkan data ketinggian dan bersama dengan data Unit Pengukuran Inersia ditempatkan bersama pesawat dan unit GPS. Dengan bantuan sistem ini sensor Deteksi Cahaya Dan Ranging mengumpulkan titik data, lokasi data direkodkan bersama dengan sensor GPS. Data diperlukan untuk memproses waktu kembali untuk setiap denyut yang tersebar kembali ke sensor dan menghitung jarak berubah dari sensor, atau perubahan pada permukaan penutup tanah. Selepas tinjauan, data dimuat dan diproses menggunakan perisian komputer yang direka khas (LIDAR point Cloud Data Processing Software). Hasil akhir adalah tepat, garis bujur berdaftar secara geografi (X), garis lintang (Y), dan ketinggian (Z) untuk setiap titik data. Data pemetaan LIDAR terdiri dari pengukuran ketinggian permukaan dan dicapai melalui tinjauan topografi udara. Format fail yang digunakan untuk menangkap dan menyimpan data LIDAR adalah fail teks ringkas. Dengan menggunakan titik ketinggian data dapat digunakan untuk membuat peta topografi terperinci. Dengan titik data ini, mereka juga membenarkan penjanaan model ketinggian digital permukaan tanah.
Aplikasi Sistem LIDAR
Oseanografi
LIDAR digunakan untuk pengiraan pendarfluor fitoplankton dan biojisim di permukaan laut. Ia juga digunakan untuk mengukur kedalaman lautan (batimetri).
LiDAR dalam Oseanografi
DEM (Model Ketinggian Digital)
Ia mempunyai koordinat x, y, z. Nilai ketinggian boleh digunakan di mana-mana, di jalan raya, bangunan, jambatan dan lain-lain. Ini menjadikannya mudah untuk menangkap ketinggian, panjang, dan lebar permukaan.
Fizik Atmosfera
LIDAR digunakan untuk mengukur ketumpatan awan dan kepekatan oksigen, Co2, nitrogen, sulfur dan zarah-zarah gas lain di atmosfera tengah dan atas.
Ketenteraan
LIDAR selalu digunakan oleh tentera untuk memahami sempadan tanah di sekitarnya. Ia membuat peta resolusi tinggi untuk tujuan ketenteraan.
Meteorologi
LIDAR telah digunakan untuk kajian awan dan tingkah lakunya. LIDAR menggunakan panjang gelombang untuk menyerang zarah-zarah kecil di awan untuk memahami ketumpatan awan.
Tinjauan Sungai
Greenlight (532 nm) Lasar LIDAR digunakan untuk mengukur maklumat di bawah air yang diperlukan untuk memahami kedalaman, lebar sungai, kekuatan aliran dan banyak lagi. Untuk kejuruteraan sungai, data keratan rentasnya diekstrak dari data Light Detection And Ranging (DEM) untuk membuat model sungai, yang akan membuat peta pinggiran banjir.
Tinjauan Sungai Menggunakan LIDAR
Topografi Mikro
Light Detection And Ranging adalah teknologi yang sangat tepat dan jelas, yang menggunakan denyut laser untuk menyerang objek. Fotogrametri biasa atau teknologi tinjauan lain tidak dapat memberikan nilai ketinggian permukaan kanopi hutan. Tetapi LIDAR dapat menembusi objek dan mengesan nilai permukaan.
Adakah anda mendapat maklumat asas LIDAR dan Aplikasinya? Kami mengakui bahawa maklumat yang diberikan di atas menjelaskan asas konsep mekanisme Pengesanan Cahaya dan Ranging dengan gambar yang berkaitan dan pelbagai aplikasi masa nyata. Selanjutnya, keraguan mengenai konsep ini atau untuk melaksanakan projek elektronik, sila berikan cadangan dan komen anda mengenai artikel ini yang boleh anda tulis di bahagian komen di bawah. Inilah soalan untuk anda, Apakah jenis Pengesanan dan Julat Cahaya yang berbeza?
