Telerilevamentu LiDAR: Principiu, Applicazione, Risorse Gratuite è Software

Sensori LiDAR aereipò catturà punti specifichi da un impulsu laser, cunnisciuti cum'è misurazioni di ritornu discretu, o registrà u signale cumpletu mentre torna, chjamatu forma d'onda cumpleta, à intervalli fissi cum'è 1 ns (chì copre circa 15 cm). U LiDAR à forma d'onda cumpleta hè principalmente adupratu in a silvicultura, mentre chì u LiDAR à ritornu discretu hà applicazioni più ampie in diversi campi. Questu articulu discute principalmente u LiDAR à ritornu discretu è i so usi. In questu capitulu, copriremu parechji temi chjave nantu à u LiDAR, cumpresi i so cumpunenti basi, cumu funziona, a so precisione, i sistemi è e risorse dispunibili.

Cumponenti basi di LiDAR

I sistemi LiDAR terrestri utilizanu tipicamente laser cù lunghezze d'onda trà 500 è 600 nm, mentre chì i sistemi LiDAR aerei utilizanu laser cù lunghezze d'onda più lunghe, chì varianu da 1000 à 1600 nm. Una cunfigurazione LiDAR aerea standard include un scanner laser, un'unità per misurà a distanza (unità di misurazione di a distanza) è sistemi per u cuntrollu, u monitoraghju è a registrazione. Include ancu un Sistema di Posizionamentu Globale Differenziale (DGPS) è un'Unità di Misurazione Inerziale (IMU), spessu integrati in un unicu sistema cunnisciutu cum'è sistema di pusizione è orientazione. Stu sistema furnisce dati precisi di lucalizazione (longitudine, latitudine è altitudine) è orientazione (rollu, beccheggio è prua).

 I mudelli in i quali u laser scansiona a zona ponu varià, cumpresi percorsi zigzag, paralleli o ellittici. A cumbinazione di dati DGPS è IMU, inseme cù i dati di calibrazione è i parametri di muntatura, permette à u sistema di processà accuratamente i punti laser raccolti. À questi punti sò poi assignate coordinate (x, y, z) in un sistema di coordinate geografiche utilizendu u datum di u Sistema Geodeticu Mundiale di u 1984 (WGS84).

Cumu LiDARTeledetezioneOpereSpiegate in modu simplice

Un sistema LiDAR emette impulsi laser rapidi versu un oggettu o una superficia di destinazione.

L'impulsi laser si riflettenu nantu à u bersagliu è tornanu à u sensore LiDAR.

U sensore misura precisamente u tempu chì ci vole à ogni impulsu per andà à u bersagliu è vultà.

Aduprendu a velocità di a luce è u tempu di viaghju, a distanza finu à u bersagliu hè calculata.

Cumbinate cù i dati di pusizione è d'orientazione da i sensori GPS è IMU, sò determinate e coordinate 3D precise di e riflessioni laser.

Questu dà cum'è risultatu una densa nuvola di punti 3D chì rapprisenta a superficia o l'ughjettu scansionatu.

Principiu fisicu di LiDAR

I sistemi LiDAR utilizanu dui tipi di laser: à onda pulsata è à onda cuntinua. I sistemi LiDAR pulsati funzionanu mandendu un cortu impulsu di luce è dopu misurendu u tempu chì ci vole à questu impulsu per ghjunghje à u bersagliu è vultà à u ricevitore. Sta misurazione di u tempu di andata è ritornu aiuta à determinà a distanza da u bersagliu. Un esempiu hè mostratu in un diagramma induve sò visualizate l'ampiezza di u signale luminosu trasmessu (AT) è di u signale luminosu ricevutu (AR). L'equazione basica aduprata in questu sistema implica a velocità di a luce (c) è a distanza da u bersagliu (R), chì permette à u sistema di calculà a distanza in basa à u tempu chì ci vole à a luce per vultà.