無(wú)人機LiDAR激光雷達探測與測量

無(wú)人機LiDAR激光雷達探測與測量

LiDAR激光探測與測量，也就是激光雷達。是一種遙感技術(shù)，它使用快速激光脈沖來(lái)繪制地球表面的地圖。LiDAR 在用于創(chuàng )建用于各種業(yè)務(wù)應用程序的高分辨率數字表面、地形和高程模型時(shí)非常有用。

在過(guò)去的十年中，無(wú)人機在農業(yè)環(huán)境測繪的監測領(lǐng)域發(fā)展迅速，而無(wú)人機激光雷達掃描系統使得無(wú)人機在測繪監測領(lǐng)域的市場(chǎng)更為廣闊。

LiDAR 系統，可以收集和映射對象的詳細信息和的 3D 模型：例如，植物、樹(shù)木、建筑物、堤防等基礎設施和地表。

光探測和測距 (LiDAR) 的工作原理是將激光脈沖快速連續地發(fā)送到一系列準確定義的方向。測量每個(gè)激光脈沖從目標反射并返回到 LiDAR 掃描儀所需的傳播時(shí)間，可以重建掃描儀周?chē)砻娴木嚯x和方向。將 LiDAR 掃描儀連接到像無(wú)人機這樣的移動(dòng)平臺上，可以在無(wú)人機平臺向前移動(dòng)時(shí)對更大的表面積進(jìn)行 3D 映射。

激光雷(LiDAR)搭載無(wú)人機的應用領(lǐng)域

1.事故現場(chǎng)

LiDAR 是一種主動(dòng)系統，它使用紫外光、近紅外光對不需要外部光的物體進(jìn)行成像以進(jìn)行有效映射。例如，在夜間監測洲際堆積時(shí)，可以輕松部署配備 LiDAR 無(wú)人機，單次通過(guò)現場(chǎng)。

作為基于無(wú)人機的解決方案，可以即時(shí)返回具有可見(jiàn)細節的準確信息，然后可以作為證據在法庭上接受。在地面，清障人員和環(huán)衛人員可以快速開(kāi)始清理過(guò)程，通過(guò)解放通勤者和減少事故人員的開(kāi)支，節省數千甚至數百萬(wàn)美元。

2. 農林調查

森林規模龐大，管理這些廣闊的地區可能會(huì )讓人不知所措。評估森林清單的傳統方法既耗時(shí)又低效——有時(shí)僅僅是大面積的粗略估計。使用配備 LiDAR 無(wú)人機，林務(wù)員可以測量樹(shù)冠高度、覆蓋范圍、樹(shù)木密度，甚至可以測量單個(gè)樹(shù)木的位置和高度。

這消除了傳統方法的不準確性和低，激光雷達的額外好處是即使在人眼不能進(jìn)行這些測量時(shí)也能進(jìn)行這些測量，因為它們不依賴(lài)自然光進(jìn)行操作。

LiDAR 可以測量樹(shù)冠高度和樹(shù)木密度

3. 農業(yè)和園林綠化

在大型農場(chǎng)中，景觀(guān) 3D 制圖已成為實(shí)施有效灌溉系統的關(guān)鍵。例如，在大型水稻種植園，農民需要建造堤壩，這需要準確了解地形，堤壩系統才能發(fā)揮作用。配備 LiDAR 無(wú)人機可以一次性收集數據。

4. 地形建模

與傳統地面測量方法相比，LiDAR 可顯著(zhù)節省成本。通過(guò)使用一種檢測遠處物體（例如樹(shù)葉、灌木、樹(shù)木甚至草）的方法，LiDAR 可以通過(guò)分析從物體表面反射的脈沖激光來(lái)確定它們的位置、速度和其他特征。提供了地面操作員可以工作的地形地形輪廓的 3D 模型。

5.電力線(xiàn)檢查

可以從點(diǎn)云中提取有關(guān)電力線(xiàn)和極間距離的詳細信息。這使測量員能夠分析電力線(xiàn)走廊的詳細結構，包括植被、道路和房屋，并識別潛在風(fēng)險。

6.地形和水深測量

地形和水深測量通常覆蓋大面積地形，通常使用飛機和直升機進(jìn)行。地形激光雷達使用近紅外激光繪制陸地地圖，而測深激光雷達則使用透水綠光來(lái)測量海底和河床。

7. 考古

過(guò)去，大型歷史遺址的傳統測量方法需要數年才能完成，而現在借助新的 LiDAR 技術(shù)，整個(gè)城市可以在幾分鐘內以 3D 方式繪制出來(lái)。

8. 礦山測量

由于礦山地形復雜，采用全站儀和GPS等傳統的測量手段進(jìn)行高精度測繪工作往往費時(shí)費力。特別是隨著(zhù)數字礦山概念的提出，礦山管理對空間三維信息的需求也顯得更加迫切，三維可視化的管理模式已經(jīng)成為數字礦山的主要內容之一，而目前常規的測量方式所獲取的數據很難滿(mǎn)足三維數字礦山的需要。近年來(lái)快速發(fā)展的三維激光掃描技術(shù)為解決復雜的礦山地形測量和數字礦山建設提供了新的技術(shù)手段。激光雷達技術(shù)具有高分辨率、高采樣率以及非接觸測量的優(yōu)勢，非常適合用于獲取礦山的復雜表面和高危區域的空間三維信息。

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