Die Anwendung von Laser und Radar im Laser-Entfernungsmesser
Das Laser Xiyuantai Ranging Instrument Network ist eine aktive Fernerkundungstechnologie, die den Abstand zwischen dem Sensor und dem Zielobjekt mithilfe des vom Sensor emittierten Lasers (LiDAR) misst. Basierend auf den unterschiedlichen Erkennungszielen lässt sich diese Technologie in zwei Kategorien einteilen: Lufterkennung und Bodenerkennung. Das Ziel der luftgestützten Laserentfernung besteht darin, die physikalischen und chemischen Eigenschaften der Atmosphäre zu bestimmen, indem ein Laserstrahl in die Luft ausgesendet und die von Schwebeteilchen in der Luft reflektierten Echos empfangen werden. Das Hauptziel der Bodenlaserentfernung besteht darin, Oberflächeninformationen wie Geologie, Gelände, Geomorphologie und Landnutzungsstatus zu erhalten. Gemäß der Klassifizierung von Sensorplattformen kann die Laserentfernungsmessung in vier Kategorien unterteilt werden: satellitengestützt (satellitengestützt), luftgestützt (flugzeuggestützt), fahrzeuggestützt (fahrzeuggestützt) und Positionierung (Festpunktmessung).
Die Laser-Entfernungsmessungstechnologie begann in den 1960er Jahren und in den 1970er und 1980er Jahren war die Lasertechnologie zu einem wichtigen Bestandteil elektronischer Entfernungsmessgeräte geworden. LIDAR (Light Detection And Ranging) bezieht sich normalerweise auf luftgestützte Boden-Boden-Laserentfernungstechnologie, und in chinesischen Begriffen wird LiDAR üblicherweise als Bezeichnung für LIDAR verwendet. In den Vereinigten Staaten haben seit den 1970er Jahren mehrere Behörden, darunter die NASA, die NOAA und das Department of Defense Surveying and Mapping (DMA), mit der Entwicklung von LIDAR-Sensoren für Ozean- und Geländemessungen begonnen. In Europa hat die Forschung zur Laserentfernungsmessung fast zeitgleich mit den Vereinigten Staaten begonnen. Im Gegensatz zu den Vereinigten Staaten konzentrieren sie sich auf die Entwicklung von Laser-Entfernungsradarsystemen für Satellitenplattformen und konzentrieren sich mehr auf die Entwicklung und Forschung von luftgestützten Plattformen und den dazugehörigen Laserradarsystemen, und haben beachtliche Erfolge erzielt.
In den 1990er Jahren wurde die Stabilität und Zuverlässigkeit von LIDAR-Systemen mit der Entwicklung der luftgestützten GPS-Technologie und tragbaren Computersystemen erheblich verbessert und sie begannen nach und nach in Europa kommerzialisiert zu werden. Auch in Europa wurde entsprechende angewandte Forschung betrieben.
Im Vergleich zu anderen Fernerkundungstechnologien ist die Forschung zu LIDAR ein sehr neues Feld, sowohl hinsichtlich der Verbesserung der Genauigkeit und Qualität von LIDAR-Daten als auch der Bereicherung der Anwendungstechnologie von LIDAR-Daten. Im Gegensatz zur Fernerkundungs-Bildgebungstechnologie kann das LIDAR-System schnell dreidimensionale geografische Koordinateninformationen der Oberfläche und entsprechender Bodenobjekte (Bäume, Gebäude, Oberfläche usw.) erhalten, und seine dreidimensionalen Eigenschaften erfüllen die gängigen Forschungsanforderungen der heutigen digitalen Erde .
Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung von LIDAR-Sensoren, der allmählichen Zunahme der Oberflächenabtastdichte und der Zunahme der Anzahl rekonstruierbarer Wellen für einen einzelnen Laserstrahl werden LIDAR-Daten umfangreichere Oberflächen- und Objektinformationen liefern. Durch Filterung, Interpolation, Klassifizierung, Segmentierung und andere Verarbeitung des von LIDAR gesammelten Oberflächen-3D-Punktsatzes können verschiedene hochpräzise digitale 3D-Geländemodelle erhalten werden. Darüber hinaus können Oberflächenmerkmale klassifiziert und erkannt werden und eine digitale 3D-Rekonstruktion von Oberflächenmerkmalen wie Bäumen und Gebäuden erreicht werden. Es können 3D-Wald- und 3D-Stadtmodelle gezeichnet und eine virtuelle Realität konstruiert werden. Auf Basis der virtuellen Realität können detailliertere Bodenbeschaffenheitsanalysen durchgeführt werden, um das Waldgebiet und seine einzelnen Bäume zu analysieren
