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LiDAR steht für Light Detection and Ranging und stellt einen Höhepunkt der Fernerkundungstechnologie dar. Es sendet Lichtstrahlen aus, typischerweise in Form von gepulsten Lasern, und misst die Zeit, die diese Strahlen benötigen, um von Objekten zurückgestrahlt zu werden. Ausbreitung mit Lichtgeschwindigkeit, etwa 3×108Meter pro Sekunde berechnet LiDAR die Entfernung zu einem Objekt präzise anhand der Formel: Entfernung = Geschwindigkeit × Zeit. Dieses technologische Wunderwerk hat weltweit vielfältige Anwendungen gefunden und Bereiche revolutioniert, von autonomen Fahrzeugen bis zur Umweltüberwachung und von der Stadtplanung bis zu archäologischen Entdeckungen. Diese umfassende Untersuchung befasst sich mit10 Schlüsselanwendungen von LiDAR, was seine tiefgreifenden Auswirkungen auf verschiedene Sektoren verdeutlicht.
1. Automobil-LiDAR
LiDAR ist im Bereich des autonomen Fahrens unverzichtbar. Durch die Aussendung und Erfassung von Laserimpulsen werden komplexe Umgebungskarten erstellt. Diese Funktionalität ermöglicht es selbstfahrenden Fahrzeugen, andere Fahrzeuge, Fußgänger, Hindernisse und Verkehrszeichen in Echtzeit zu erkennen. Die von LiDAR erzeugten 3D-Bilder ermöglichen es diesen Fahrzeugen, durch komplexe Umgebungen zu navigieren und so eine schnelle und sichere Entscheidungsfindung zu gewährleisten. In städtischen Umgebungen beispielsweise ist LiDAR von entscheidender Bedeutung, um stehende Fahrzeuge zu erkennen, Fußgängerbewegungen zu antizipieren und bei schwierigen Wetterbedingungen eine genaue Wahrnehmung aufrechtzuerhalten.
→Lesen Sie mehr über die LiDAR-Anwendungen in Kraftfahrzeugen.
2. Fernerkundungskartierung
LiDAR verbessert die Genauigkeit und Effizienz der Geländekartierung erheblich. Mithilfe von Flugzeugen oder Satelliten werden schnell topografische Daten über große Gebiete erfasst. Diese Daten sind für die Stadtplanung, die Hochwasserrisikoanalyse und die Gestaltung der Verkehrsinfrastruktur von entscheidender Bedeutung. LiDAR unterstützt Ingenieure bei der Identifizierung von Geländeproblemen bei der Planung neuer Autobahnen und führt so zu Routen, die die Umweltbelastung minimieren und die Baueffizienz maximieren. Darüber hinaus kann LiDAR versteckte topografische Merkmale unter der Vegetation aufdecken, was sich bei archäologischen und geologischen Erkundungen als unschätzbar wertvoll erweist.
→Lesen Sie mehr über die LiDAR-Anwendungen in der Fernerkundungskartierung
3. Forst- und Landwirtschaft:
In der Forstwirtschaft wird LiDAR zur Messung von Baumhöhe, -dichte und Landschaftsmerkmalen verwendet, die für die Waldbewirtschaftung und -erhaltung unerlässlich sind. Mithilfe der LiDAR-Datenanalyse können Experten die Waldbiomasse abschätzen, die Waldgesundheit überwachen und Brandrisiken einschätzen. In der Landwirtschaft unterstützt LiDAR Landwirte bei der Überwachung des Pflanzenwachstums und der Bodenfeuchtigkeit, der Optimierung von Bewässerungspraktiken und der Steigerung der Ernteerträge.
4. Verteilte Temperaturerfassung:
LiDAR ist besonders wichtig bei der verteilten Temperaturmessung, einem entscheidenden Aspekt in großen Industrieanlagen oder Energieübertragungsleitungen. DerDTS LiDARÜberwacht Temperaturverteilungen aus der Ferne und identifiziert potenzielle Hotspots, um Störungen oder Bränden vorzubeugen und so die Arbeitssicherheit zu gewährleisten und die Energieeffizienz zu verbessern.
5. Umweltforschung und -schutz:
LiDAR spielt eine entscheidende Rolle bei Umweltforschungs- und Naturschutzbemühungen. Es dient der Überwachung und Analyse von Phänomenen wie dem Anstieg des Meeresspiegels, dem Abschmelzen von Gletschern und der Entwaldung. Forscher nutzen LiDAR-Daten, um die Gletscherrückgangsraten zu verfolgen und die Auswirkungen des Klimawandels auf Ökosysteme zu bewerten. LiDAR überwacht auch die Luftqualität in städtischen und landwirtschaftlichen Umgebungen und trägt so zur Entwicklung wirksamer Umweltpolitiken bei.
6. Stadtplanung und -management:
LiDAR ist ein leistungsstarkes Werkzeug in der Stadtplanung und -verwaltung. Die Erfassung hochauflösender 3D-Daten ermöglicht Planern ein besseres Verständnis städtischer Raumstrukturen und hilft so bei der Entwicklung neuer Wohngebiete, Gewerbezentren und öffentlicher Einrichtungen. LiDAR-Daten sind von entscheidender Bedeutung für die Optimierung öffentlicher Verkehrswege, die Bewertung der Auswirkungen von Neubauten auf das Stadtbild und die Bewertung von Infrastrukturschäden nach Katastrophen.
7. Archäologie:
Die LiDAR-Technologie hat das Gebiet der Archäologie verändert und neue Möglichkeiten für die Entdeckung und Erforschung antiker Zivilisationen eröffnet. Seine Fähigkeit, dichte Vegetation zu durchdringen, hat zur Entdeckung verborgener Artefakte und Strukturen geführt. In den tropischen Regenwäldern Mittelamerikas hat LiDAR beispielsweise Tausende bisher unbekannte Maya-Stätten entdeckt und so unser Wissen über diese alten Gesellschaften erheblich erweitert.
8. Katastrophenmanagement und Notfallmaßnahmen:
LiDAR ist im Katastrophenmanagement und bei Notfalleinsätzen von unschätzbarem Wert. Nach Ereignissen wie Überschwemmungen oder Erdbeben bewertet es schnell Schäden und unterstützt so Rettungs- und Bergungsbemühungen. LiDAR überwacht auch die Auswirkungen auf die Infrastruktur und unterstützt Reparatur- und Wiederaufbauinitiativen.
→ Verwandter Artikel:Laseranwendung zur sicheren Absicherung, Erkennung und Überwachung
9. Luft- und Weltraumforschung:
In der Luftfahrt wird LiDAR zur Atmosphärenforschung eingesetzt und misst Parameter wie Wolkendicke, Luftschadstoffe und Windgeschwindigkeiten. In der Weltraumforschung rüstet es Sonden und Satelliten für detaillierte Untersuchungen der Planetentopographie aus. Beispielsweise nutzen Mars-Erkundungsmissionen LiDAR für eine umfassende Kartierung und geologische Analyse der Marsoberfläche.
10. Militär und Verteidigung:
LiDAR ist in Militär- und Verteidigungsanwendungen für Aufklärung, Zielidentifizierung und Geländeanalyse von entscheidender Bedeutung. Es hilft bei der Navigation über komplexe Schlachtfelder, bei der Erkennung von Bedrohungen und bei der taktischen Planung. Mit LiDAR ausgestattete Drohnen führen präzise Aufklärungsmissionen durch und liefern wichtige Informationen.
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Referenz
Bilik, I. (2023). Vergleichende Analyse von Radar- und Lidar-Technologien für Automobilanwendungen.IEEE-Transaktionen zu intelligenten Transportsystemen.
Gargoum, S. & El-Basyouny, K. (2017). Automatisierte Extraktion von Straßenmerkmalen mithilfe von LiDAR-Daten: Ein Überblick über LiDAR-Anwendungen im Transportwesen.Internationale IEEE-Konferenz zu Transportinformationen und -sicherheit.
Gargoum, S. & El Basyouny, K. (2019). Eine Literatursynthese von LiDAR-Anwendungen im Transportwesen: Merkmalsextraktion und geometrische Bewertungen von Autobahnen.Journal of Transportation Engineering, Teil A: Systeme.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 10. Januar 2024