کاربرد لیزر و رادار در مسافت یاب لیزری

کاربرد لیزر و رادار در مسافت یاب لیزری

Laser Xiyuantai Ranging Instrument Network یک فناوری سنجش از راه دور فعال است که فاصله بین سنسور و جسم مورد نظر را از طریق لیزر ساطع شده توسط حسگر (LiDAR) اندازه گیری می کند. این فناوری را می توان بر اساس اهداف شناسایی مختلف به دو دسته تقسیم کرد: تشخیص هوا و تشخیص زمین. هدف از محدوده لیزری هوا، تعیین خواص فیزیکی و شیمیایی اتمسفر با انتشار یک پرتو لیزر در هوا و دریافت پژواک منعکس شده توسط ذرات معلق در هوا است. هدف اصلی محدوده لیزری زمینی به دست آوردن اطلاعات سطحی مانند زمین شناسی، زمین، ژئومورفولوژی و وضعیت کاربری زمین است. با توجه به طبقه بندی سکوهای حسگر، برد لیزر را می توان به چهار دسته تقسیم کرد: ماهواره ای (مبتنی بر ماهواره)، هوابرد (بر اساس هواپیما)، مبتنی بر وسیله نقلیه (مبتنی بر وسیله نقلیه) و موقعیت یابی (اندازه گیری نقطه ثابت).

فناوری محدوده لیزری در دهه 1960 آغاز شد و در دهه 1970 و 1980، فناوری لیزر به یک جزء مهم تجهیزات محدوده الکترونیکی تبدیل شد. LIDAR (Light Detection And Ranging) معمولاً به فناوری برد لیزر زمین به زمین از هوا اطلاق می شود و در اصطلاح چینی، LiDAR معمولاً برای اشاره به LIDAR استفاده می شود. در ایالات متحده، از دهه 1970، آژانس های متعددی از جمله ناسا، NOAA، و وزارت نقشه برداری و نقشه برداری دفاعی (DMA) شروع به توسعه حسگرهای نوع LIDAR برای اندازه گیری اقیانوس ها و زمین کرده اند. در اروپا، تحقیقات در مورد محدوده لیزری تقریباً همزمان با ایالات متحده آغاز شده است. برخلاف ایالات متحده، آنها متعهد به توسعه سیستم‌های راداری برد لیزری سکوی ماهواره‌ای هستند و بیشتر بر توسعه و تحقیق سکوهای هوابرد و سیستم‌های رادار لیزری منطبق با آن‌ها تمرکز می‌کنند و به موفقیت‌های قابل توجهی دست یافته‌اند.

در دهه 1990، با توسعه فناوری GPS هوابرد و سیستم های کامپیوتری قابل حمل، پایداری و قابلیت اطمینان سیستم های LIDAR بسیار بهبود یافته بود و به تدریج شروع به تجاری سازی آنها در اروپا شد. تحقیقات کاربردی مربوطه نیز در اروپا انجام شد.

در مقایسه با سایر فناوری‌های سنجش از راه دور، تحقیق روی LIDAR یک زمینه بسیار جدید است، هم در بهبود دقت و کیفیت داده‌های LIDAR و هم غنی‌سازی فناوری کاربردی داده‌های LIDAR. برخلاف فناوری تصویربرداری سنجش از دور، سیستم LIDAR می‌تواند به سرعت اطلاعات مختصات جغرافیایی سه‌بعدی سطح و اشیاء زمینی مربوطه (درختان، ساختمان‌ها، سطح و غیره) را به دست آورد و ویژگی‌های سه بعدی آن نیازهای تحقیقاتی اصلی زمین دیجیتال امروزی را برآورده می‌کند. .

با پیشرفت مداوم حسگرهای LIDAR، افزایش تدریجی تراکم نمونه برداری از سطح و افزایش تعداد امواج قابل بازیابی برای یک پرتو لیزر، داده های LIDAR اطلاعات سطح و اشیاء غنی تری را ارائه می دهند. با فیلتر کردن، درون یابی، طبقه بندی، تقسیم بندی و سایر پردازش ها بر روی مجموعه نقاط سه بعدی سطح جمع آوری شده توسط LIDAR، می توان مدل های مختلف زمین دیجیتال سه بعدی با دقت بالا را به دست آورد. ویژگی‌های سطح را می‌توان طبقه‌بندی و شناسایی کرد و بازسازی دیجیتالی سه بعدی ویژگی‌های سطحی مانند درختان و ساختمان‌ها را می‌توان به دست آورد. می توان مدل های سه بعدی جنگل و شهر سه بعدی را ترسیم کرد و واقعیت مجازی ساخت. بر اساس واقعیت مجازی، تجزیه و تحلیل ویژگی های زمین با جزئیات بیشتری را می توان برای تجزیه و تحلیل زمین های جنگلی و درختان منفرد آن انجام داد