Χρήσεις και εφαρμογές LiDAR
Σήμερα, θα απαριθμήσουμε 15 χρήσεις και εφαρμογές του LiDAR και θα επικεντρωθούμε στην απάντηση στις ακόλουθες ερωτήσεις:
Πώς χρησιμοποιούμε την τεχνολογία LiDAR σήμερα;
Ποιες είναι οι χρήσεις και οι εφαρμογές του lidar;
Σε τι διαφέρει από άλλους τύπους αισθητήρων;
Ας πάμε κατευθείαν στο θέμα.
1 Τοπογραφική χαρτογράφηση
Το Lidar εμφανίζει τη μορφή του εδάφους αποκαλύπτοντας ανεπαίσθητες υψομετρικές αλλαγές στο έδαφος. Το μεγαλύτερο πλεονέκτημά του είναι ότι είναι ένα υψηλής ταχύτητας"εργαλείο δειγματοληψίας". Το Lidar εκπέμπει εκατοντάδες χιλιάδες ή και εκατομμύρια παλμούς από τον αέρα στο έδαφος κάθε δευτερόλεπτο. Είναι αυτό το πυκνό νέφος σημείου που μας δίνει τη δυνατότητα να αποκτήσουμε την αληθινή τοπογραφία.
2 Έλεγχος ποιότητας κατασκευής
Η χρήση του LiDAR για σαρώσεις κτιρίων μπορεί να διασφαλίσει ότι το κτίριο ταιριάζει με το μοντέλο πληροφοριών κτιρίου (BIM).
Η σύγκριση του νέφους σημείου από τη σάρωση εδάφους με το σχέδιο BIM μπορεί να διασφαλίσει την ποιότητα της κατασκευής και να προχωρήσει όπως έχει προγραμματιστεί. Το μεγαλύτερο πλεονέκτημα του LiDAR είναι η σάρωση σε πραγματικό χρόνο, η οποία μπορεί να εντοπίσει ελαττώματα νωρίς στο έργο. Διαφορετικά, οποιαδήποτε ελαττωματική κατασκευή θα σπαταλήσει χρόνο και χρήμα.
3 Υποβρύχια τοπογραφική αποτύπωση
Συνήθως χρησιμοποιούμε ηχητικό ήχο (ή βυθόμετρο) για υποβρύχιες έρευνες. Το σόναρ χτυπάει και δέχεται ηχώ. Παρόμοια με το LiDAR, υπολογίζει την απόσταση μετρώντας τον χρόνο που έχει παρέλθει της ηχούς.
Ο ήχος βάθους lidar είναι διαφορετικός από τον αερομεταφερόμενο lidar στο ότι χρησιμοποιεί ένα πράσινο μήκος κύματος. Χρησιμοποιώντας αυτό το μήκος κύματος, η υποβρύχια τοπογραφία και η χαρτογράφηση μπορούν να μετρηθούν μέχρι τον πυθμένα.
Ομοίως, οι ποταμοί και οι βαθυμετρικές έρευνες μπορούν να χαρτογραφήσουν χερσαία και υδάτινα συστήματα.
4 Γεωργία Ακριβείας
Οι αγρότες επιλέγουν τη γεωργία ακριβείας επειδή μπορεί να μειώσει την ποσότητα λιπασμάτων που εφαρμόζεται στο χωράφι, η οποία είναι μόνο μία από τις πολλές εφαρμογές GIS στον γεωργικό τομέα.
Επειδή ο ψεκασμός στοχεύει σε συγκεκριμένες τοποθεσίες, οι αγρότες μπορούν να εξοικονομήσουν κόστος εισροών, οπότε πώς μπορούν οι αγρότες να δουν τα αποτελέσματά τους στη γεωργία ακριβείας; Συνδέοντας το LiDAR στο τρακτέρ, η βιομάζα, το ύψος και ο όγκος μπορούν να μετρηθούν με ακρίβεια.
5 Δασική χαρτογράφηση
Η απεικόνιση της δομής και του ύψους των δέντρων στο δάσος είναι ένας τομέας όπου οι εφαρμογές LiDAR είναι πραγματικά επιτυχημένες. Αλλά μπορεί πραγματικά το lidar"διεισδύσει στο" δέντρα;
Φανταστείτε ότι στέκεστε στη μέση του δάσους και κοιτάτε ψηλά. Μπορείτε να δείτε τον ήλιο; Εάν μπορείτε να δείτε το φως να περνάει, το ίδιο μπορεί και το LiDAR.
Όταν γνωρίζετε το ύψος του δέντρου και το ύψος του εδάφους, θα έχετε ένα πραγματικό κατακόρυφο προφίλ. Εάν θέλετε πραγματικά μια τρισδιάστατη δομή βλάστησης, το επίγειο LiDAR μπορεί επίσης να δημιουργήσει ένα ρεαλιστικό τρισδιάστατο μοντέλο.
Στην πραγματικότητα, το Earth Science Laser Altimeter System (GLAS) είναι το πρώτο όργανο μέτρησης λέιζερ (LiDAR) για τη χαρτογράφηση των δασών από το διάστημα.
6 αυτοκίνητα χωρίς οδηγό
Τα αυτοοδηγούμενα αυτοκίνητα χρησιμοποιούν αισθητήρες LiDAR 360° που είναι εγκατεστημένοι στο όχημα για να κατανοήσουν πλήρως το περιβάλλον. Για κάθε ενέργεια της τοποθέτησης του αυτοκινήτου, θα συνεχίσει να σαρώνει τα εμπόδια για να βελτιώσει την ασφάλεια.
7 Προειδοποίηση για πλημμύρα
Χρησιμοποιώντας το LiDAR για τη μέτρηση της επιφάνειας, οι υδρολόγοι μπορούν να κατασκευάσουν ψηφιακά υψομετρικά μοντέλα. Από εδώ, οι χρήστες μπορούν να χαρτογραφήσουν περιοχές που είναι επιρρεπείς σε πλημμύρες πριν εμφανιστούν πλημμύρες.
Από αυτή την άποψη, το lidar μπορεί να παρέχει ένα σύστημα προειδοποίησης πλημμύρας για την προστασία της ζωής και της περιουσίας των κατοίκων. Οι ασφαλιστικές εταιρείες μπορούν επίσης να χρησιμοποιήσουν αυτά τα δεδομένα για να χρεώσουν υψηλότερα ασφάλιστρα. Αυτή είναι μόνο μία από τις πολλές εφαρμογές GIS που χρησιμοποιούνται στον ασφαλιστικό κλάδο για την αξιολόγηση του κινδύνου.
8 Προσδιορίστε τη χρήση γης
Οι κωδικοί ταξινόμησης Lidar περιλαμβάνουν το έδαφος, τη βλάστηση (χαμηλή, μέση, υψηλή), τα κτίρια, τις εναέριες γραμμές, τους δρόμους, τους σιδηρόδρομους και το νερό, κ.λπ. Κάθε ορισμός ταξινόμησης προέρχεται από ανακλώμενους παλμούς λέιζερ. Ακόμη και μέσω της παρακολούθησης δεδομένων πολλών περιόδων, μπορούμε να κατανοήσουμε σταθερά τις δυναμικές αλλαγές του πλανήτη μας, συμπεριλαμβανομένης της κλιματικής αλλαγής.
9 Αποκατάσταση του τόπου του ατυχήματος
Σε ποινικές υποθέσεις, το lidar περιορίζει την αναζήτηση τάφων που αγνοούνται ή δεν έχουν σημειωθεί. Παρόμοια με την αρχαιολογία, το lidar μπορεί να εντοπίσει λεπτές τοπογραφικές ανωμαλίες στο έδαφος. Το LiDAR χρησιμοποιείται επίσης στην ανακατασκευή σκηνής εγκλήματος για τη σάρωση περιοχών εγκλήματος ή τροχαίου ατυχήματος.
10 Παρακολούθηση κλίσης
Για κατολισθήσεις, οι σαρώσεις lidar μπορούν να αναπαραστήσουν καλύτερα την επιφάνεια των περιοχών βλάστησης. Από τις σκιώδεις γεωμορφές, τις πλαγιές και τα περιγράμματα του εδάφους, μπορούν να εντοπιστούν κοινά μορφολογικά χαρακτηριστικά των κατολισθήσεων.
Σε αυτές τις λοφώδεις περιοχές με πυκνή βλάστηση, οι τοπογραφολόγοι μπορούν να δημιουργήσουν μια λίστα με τοποθεσίες επιρρεπείς σε κατολισθήσεις, οι οποίες μπορούν να προβλέψουν τα γεγονότα κατολισθήσεων και να αξιολογήσουν καλύτερα τους κινδύνους για την ασφάλεια.
11 Ατμοσφαιρική μέτρηση
Για την ατμοσφαιρική έρευνα, υπάρχουν διάφορες τεχνολογίες που έχουν αναπτυχθεί:
Doppler Lidar-Η τεχνολογία που χρησιμοποιεί φως για τη μέτρηση της ταχύτητας του ανέμου αντί για το ραντάρ Doppler.
Raman Lidar-μετρά τους υδρατμούς και τα αερολύματα.
Differential Absorption Lidar (DIAL)-μέτρηση όζοντος και υδρατμών.
Για τοπικά και παγκόσμια περιβαλλοντικά ζητήματα, η περιβαλλοντική τηλεπισκόπηση αντιμετωπίζει αυτούς τους τύπους αλλαγών στην ατμόσφαιρα.
12 Διαχείριση περιουσιακών στοιχείων
Η αστική διαχείριση χρησιμοποιεί το κινητό LiDAR για τη διαχείριση περιουσιακών στοιχείων και τη διασφάλιση της ασφάλειας και των προτύπων. Για παράδειγμα, τα πάντα, από τις συνθήκες του δρόμου, τις κατεστραμμένες γέφυρες, τις επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας, τις διαφημιστικές πινακίδες και τα σήματα των δρόμων.
Αφού συλλεχθούν τα δεδομένα, τα αποτελέσματα σάρωσης θα σταλούν στη γεωχωρική βάση δεδομένων. Με αυτόν τον τρόπο, κάθε στοιχείο υποδομής μπορεί να αποθηκευτεί, να αναλυθεί και να οπτικοποιηθεί - αυτή είναι η κύρια λειτουργία ενός συστήματος γεωγραφικών πληροφοριών (GIS).
13 Αποτύπωση και χαρτογράφηση παγωμένης ζώνης
Καθώς το LiDAR επεκτείνει το πεδίο εφαρμογής του σε διάφορα ερευνητικά πεδία, η μέτρηση του βάθους του χιονιού σε παγωμένες περιοχές έχει γίνει βασικός τομέας.
Επειδή το χιόνι έχει σημαντική ογκομετρική σκέδαση, το φως διαφορετικών μηκών κύματος μπορεί να διεισδύσει με επιτυχία στο βάθος σε διάφορους βαθμούς.
Μόλις βελτιωθεί η μοντελοποίηση αυτού του τύπου LiDAR, μπορεί να είναι πολύτιμο στην υδρολογία και την πρόβλεψη χιονοστιβάδων.
14 Επαυξημένη πραγματικότητα
Καθώς το LiDAR γίνεται όλο και πιο συνηθισμένο στα smartphone, η ενσωμάτωση στα παιχνίδια είναι πλέον πραγματικότητα. Για παράδειγμα, η τεχνολογία επαυξημένης πραγματικότητας σάς επιτρέπει να αλληλεπιδράτε με τον έξω κόσμο χρησιμοποιώντας την οθόνη του smartphone σας.
Το LiDAR προσθέτει ανίχνευση βάθους, αλλά αυτό δεν ισχύει μόνο για παιχνίδια. Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τη θέση πύργων μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας, ανεμογεννήτριες και ηλιακούς συλλέκτες.
15 Ηλεκτρική επιθεώρηση
Το LiDAR μπορεί να ανιχνεύσει την καταπάτηση δέντρων που μπορεί να προκαλέσει τη διακοπή του συστήματος της γραμμής μεταφοράς. Χρησιμοποιώντας την ταξινόμηση των δεδομένων lidar με πυκνά σημεία, μπορεί να διακρίνει τις εναέριες γραμμές και τη βλάστηση. Μπορεί επίσης να βοηθήσει στη μείωση του κινδύνου πτώσης δέντρων σε κοντινούς αγωγούς κοινής ωφελείας.
Περισσότερες χρήσεις και εφαρμογές LiDAR
Στρατιωτικός-Ο στρατός χρησιμοποιεί αερομεταφερόμενο LiDAR για να χαρτογραφήσει το πεδίο της μάχης και να δημιουργήσει ένα οπτικό πεδίο.
Σεληνιακό έδαφος-Lidar χρησιμοποιήθηκε ήδη από το 1971 για την εκτίμηση του ύψους της σεληνιακής επιφάνειας.
Γεωλογία—Οι γεωλόγοι το χρησιμοποιούν για να μετρήσουν και να χαρτογραφήσουν αλλαγές κλίσης, όψεων και υψομέτρου και να μελετήσουν την τοπογραφία.
Διάβρωση ακτών-Οι χρονικές μελέτες κατά μήκος της ακτογραμμής μπορούν να ποσοτικοποιήσουν την ποσότητα της διάβρωσης στην πλημμυρική πεδιάδα.
Τώρα, το LiDAR δεν χρησιμοποιείται μόνο για αυτόνομα οχήματα. Έχει αναπτυχθεί τόσο γρήγορα που το smartphone σας είναι εξοπλισμένο με αισθητήρες LiDAR.
