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LiDAR, kurz für Light Detection and Ranging, stellt einen Höhepunkt der Fernerkundungstechnologie dar. Es sendet Lichtstrahlen, typischerweise gepulste Laserstrahlen, aus und misst die Zeit, die diese Strahlen benötigen, um von Objekten reflektiert zu werden. Bei einer Ausbreitungsgeschwindigkeit von etwa 3×108LiDAR berechnet die Entfernung zu einem Objekt präzise mit einer Genauigkeit von 100 Metern pro Sekunde nach der Formel: Entfernung = Geschwindigkeit × Zeit. Dieses technologische Wunderwerk hat weltweit vielfältige Anwendungen gefunden und Bereiche revolutioniert, von autonomen Fahrzeugen bis hin zur Umweltüberwachung, von der Stadtplanung bis hin zu archäologischen Entdeckungen. Diese umfassende Untersuchung befasst sich mit10 wichtige Anwendungen von LiDAR, was seine tiefgreifende Wirkung in verschiedenen Sektoren verdeutlicht.
1. Automobil-LiDAR
LiDAR ist im Bereich des autonomen Fahrens unverzichtbar. Es erzeugt komplexe Umgebungskarten durch das Aussenden und Aufnehmen von Laserimpulsen. Diese Funktion ermöglicht es selbstfahrenden Fahrzeugen, andere Fahrzeuge, Fußgänger, Hindernisse und Verkehrsschilder in Echtzeit zu erkennen. Die von LiDAR erzeugten 3D-Bilder ermöglichen den Fahrzeugen die Navigation in komplexen Umgebungen und gewährleisten schnelle und sichere Entscheidungen. Im städtischen Umfeld ist LiDAR beispielsweise entscheidend, um stehende Fahrzeuge zu erkennen, Fußgängerbewegungen vorherzusehen und auch bei schwierigen Wetterbedingungen eine präzise Wahrnehmung zu gewährleisten.
→Lesen Sie mehr über die LiDAR-Anwendungen in Kraftfahrzeugen.
2. Fernerkundungskartierung
LiDAR verbessert die Genauigkeit und Effizienz der Geländekartierung erheblich. Von Flugzeugen oder Satelliten aus erfasst es schnell topografische Daten über große Gebiete. Diese Daten sind für die Stadtplanung, die Hochwasserrisikoanalyse und die Planung von Verkehrsinfrastrukturen von entscheidender Bedeutung. LiDAR unterstützt Ingenieure bei der Identifizierung von Geländeproblemen bei der Planung neuer Autobahnen und ermöglicht so die Entwicklung von Routen mit minimalen Umweltauswirkungen und maximaler Baueffizienz. Darüber hinaus kann LiDAR verborgene topografische Merkmale unter der Vegetation sichtbar machen, 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, Baumdichte und Geländeformen eingesetzt, die für die Waldbewirtschaftung und den Waldschutz von entscheidender Bedeutung sind. Die LiDAR-Datenanalyse hilft Experten, die Waldbiomasse abzuschätzen, den Zustand des Waldes zu überwachen und Brandrisiken einzuschätzen. 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 Temperaturmessung:
LiDAR ist besonders wichtig für die verteilte Temperaturmessung, ein entscheidender Aspekt in großen Industrieanlagen oder Energieübertragungsleitungen. DieDTS LiDARÜberwacht Temperaturverteilungen aus der Ferne und identifiziert potenzielle Hotspots, um Störungen oder Brände zu verhindern. Dadurch wird die industrielle Sicherheit gewährleistet und die Energieeffizienz verbessert.
5. Umweltforschung und -schutz:
LiDAR spielt eine entscheidende Rolle in der Umweltforschung und im Naturschutz. Es wird zur Überwachung und Analyse von Phänomenen wie dem Anstieg des Meeresspiegels, dem Abschmelzen von Gletschern und der Abholzung von Wäldern eingesetzt. Forscher nutzen LiDAR-Daten, um den Gletscherrückgang zu verfolgen und die Auswirkungen des Klimawandels auf Ökosysteme zu bewerten. LiDAR überwacht außerdem die Luftqualität in städtischen und landwirtschaftlichen Gebieten und trägt so zur Entwicklung effektiver Umweltpolitiken bei.
6. Stadtplanung und -management:
LiDAR ist ein leistungsstarkes Werkzeug in der Stadtplanung und im Stadtmanagement. Die Erfassung hochauflösender 3D-Daten ermöglicht Planern ein besseres Verständnis städtischer Raumstrukturen und unterstützt die Entwicklung neuer Wohngebiete, Einkaufszentren und öffentlicher Einrichtungen. LiDAR-Daten sind entscheidend für die Optimierung öffentlicher Verkehrswege, die Bewertung der Auswirkungen von Neubauten auf das Stadtbild und die Beurteilung von Infrastrukturschäden nach Katastrophen.
7. Archäologie:
Die LiDAR-Technologie hat die Archäologie revolutioniert und neue Möglichkeiten für die Entdeckung und Erforschung alter Zivilisationen eröffnet. Ihre Fähigkeit, dichte Vegetation zu durchdringen, hat zur Entdeckung verborgener Artefakte und Strukturen geführt. So hat LiDAR beispielsweise in den tropischen Regenwäldern Mittelamerikas Tausende bislang unbekannte Maya-Stätten freigelegt und so unser Wissen über diese antiken Gesellschaften erheblich erweitert.
8. Katastrophenmanagement und Notfallmaßnahmen:
LiDAR ist im Katastrophenmanagement und bei Notfallmaßnahmen von unschätzbarem Wert. Nach Ereignissen wie Überschwemmungen oder Erdbeben kann es Schäden schnell bewerten und so Rettungs- und Bergungsmaßnahmen unterstützen. LiDAR überwacht außerdem die Auswirkungen auf die Infrastruktur und unterstützt Reparatur- und Wiederaufbaumaßnahmen.
→Verwandter Artikel：Laseranwendung in Sicherheits-, Erkennungs- und Überwachungsanwendungen
9. Luft- und Weltraumforschung:
In der Luftfahrt wird LiDAR zur Atmosphärenforschung eingesetzt, um Parameter wie Wolkendicke, Luftschadstoffe und Windgeschwindigkeiten zu messen. In der Weltraumforschung rüstet es Sonden und Satelliten zur detaillierten Erfassung der Planetentopographie aus. Beispielsweise nutzen Marserkundungsmissionen LiDAR zur umfassenden Kartierung und geologischen Analyse der Marsoberfläche.
10. Militär und Verteidigung:
LiDAR ist in militärischen und verteidigungstechnischen Anwendungen für Aufklärung, Zielidentifizierung und Geländeanalyse von entscheidender Bedeutung. Es unterstützt die Navigation auf komplexen Schlachtfeldern, die Bedrohungserkennung und die taktische 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). Automatische 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 zu LiDAR-Anwendungen im Transportwesen: Merkmalsextraktion und geometrische Bewertung von Autobahnen.Journal of Transportation Engineering, Teil A: Systeme.
Veröffentlichungszeit: 10. Januar 2024