Laser- ja tutkasovellukset laseretäisyysmittareissa
Laseretäisyysmittauslaiteverkko on aktiivinen kaukokartoitustekniikka, joka mittaa anturin ja kohteen välistä etäisyyttä anturin lähettämän laserin (lidar) avulla. Tämä tekniikka voidaan jakaa kahteen luokkaan: ilman havaitsemiseen ja maan havaitsemiseen eri tunnistuskohteiden mukaan. Ilmassa tapahtuvan laseretäisyysmittauksen tarkoituksena on saattaa päätökseen ilmakehän fysikaalisten ja kemiallisten ominaisuuksien määritys lähettämällä lasersäde ilmaan ja vastaanottamalla ilmassa suspendoituneiden hiukkasten heijastamia kaikuja. Maalasermittauksen päätavoite on saada pintainformaatiota, kuten geologiaa, topografiaa, maanmuotoa ja maankäytön tilaa. Sensoreihin asennettujen alustojen luokituksen mukaan laseretäisyys voidaan jakaa neljään luokkaan: avaruudessa (satelliittiasennettavissa), ilmassa (lentokoneen asennettuna), ajoneuvoon asennettuna (autoon asennettuna) ja paikannukseen (kiinteän pisteen mittaus).
Laseretäisyystekniikka alkoi 1960-luvulla, ja 1970- ja 1980-luvuilla laserteknologiasta oli tullut tärkeä osa elektronisia etäisyyslaitteita. LIDAR (Light Detection And Ranging) tarkoittaa yleensä ilmassa olevaa maa-maa-laseretäisyystekniikkaa, ja kiinalainen termi lidar viittaa LIDARiin. Yhdysvalloissa useat virastot, kuten NASA, National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) ja Department of Defense Mapping (DMA), ovat 1970-luvulta lähtien alkaneet kehittää LIDAR-tyyppisiä antureita. Valtameren ja maaston mittauksiin. Euroopassa laseretäisyyden tutkimus alkoi lähes samaan aikaan Yhdysvaltojen kanssa. Toisin kuin Yhdysvallat, ne ovat sitoutuneet kehittämään satelliittialustan laseretäisyystutkajärjestelmiä ja keskittyvät enemmän lentoalustojen ja vastaavien lidar-järjestelmien kehittämiseen. ja saavutti huomattavan menestyksen.
1990-luvulle mennessä lentokoneen GPS-tekniikan ja kannettavien tietokonejärjestelmien kehittyessä LIDAR-järjestelmän vakaus ja nopeus ovat parantuneet huomattavasti, ja sitä on vähitellen alettu kaupallistaa Euroopassa. Laajenna välittömästi Eurooppaan.
Verrattuna muihin kaukokartoitusteknologioihin LIDARin liittyvä tutkimus on aivan uusi ala, ja tutkimus LIDAR-tiedon tarkkuuden ja laadun parantamiseksi sekä LIDAR-datan sovellusteknologian rikastamiseksi on varsin aktiivista. Kaukokartoituskuvatekniikasta poiketen LIDAR-järjestelmä pystyy nopeasti hankkimaan pinnan ja vastaavien pinnalla olevien kohteiden (puut, rakennukset, maaperä jne.) kolmiulotteiset maantieteelliset koordinaattitiedot, ja sen kolmiulotteiset ominaisuudet vastaavat nykypäivän digitaalisen maan valtavirran tutkimustarpeet.
LIDAR-anturien jatkuvan kehittymisen, pintanäytteenottopisteiden tiheyden asteittaisen kasvun ja yhden lasersäteen palautettavien aaltojen määrän lisääntymisen myötä LIDAR-tiedot tarjoavat enemmän pinta- ja ominaisuustietoja. Suodattamalla, interpoloimalla, luokittelemalla ja segmentoimalla LIDARin keräämiä 3D-pintapistejoukkoja voidaan saada erilaisia erittäin tarkkoja 3D-digitaalisia maamalleja, ja myös pintaobjekteja voidaan luokitella ja tunnistaa sekä pintaobjekteja, kuten puita, puita, 3D. rakennusten digitaalinen rekonstruointi jne. ja jopa 3D-metsän piirtäminen, 3D-kaupunkimallit ja virtuaalitodellisuuden rakentaminen. Virtuaalitodellisuuden pohjalta voidaan tehdä yksityiskohtaisempi maa-objektianalyysi metsämaan ja sen yksittäisten seisovien puiden parametrien arvioimiseksi hienometsätalouden ja maatalouden toiminnan ja hoidon toteuttamiseksi; sitä voidaan käyttää kaupunkisuunnittelussa, kaupunkiympäristössä ja kaupunkiilmastossa. Suorita simulaatioanalyysi ääni-, valo- ja ympäristösaasteiden arvioinnin ja hallinnan toteuttamiseksi.
