Fernerkundung mit LiDAR

Fernerkundung mit LiDAR

LiDAR-Laserlösungen in der Fernerkundung

Einführung

Seit den späten 1960er und frühen 1970er Jahren wurden die meisten traditionellen Luftbildsysteme durch luft- und raumgestützte elektrooptische und elektronische Sensorsysteme ersetzt. Während die traditionelle Luftbildfotografie primär im sichtbaren Lichtspektrum arbeitet, erzeugen moderne luft- und bodengestützte Fernerkundungssysteme digitale Daten, die den sichtbaren Lichtbereich, das reflektierte Infrarot, das thermische Infrarot und den Mikrowellenbereich abdecken. Traditionelle visuelle Interpretationsmethoden in der Luftbildanalyse sind nach wie vor hilfreich. Die Fernerkundung umfasst jedoch ein breiteres Anwendungsspektrum, darunter zusätzliche Aktivitäten wie die theoretische Modellierung von Objekteigenschaften, spektrale Messungen von Objekten und die digitale Bildanalyse zur Informationsgewinnung.

Fernerkundung, die alle Aspekte berührungsloser Detektionsverfahren über große Entfernungen umfasst, ist eine Methode, die Elektromagnetismus nutzt, um die Eigenschaften eines Objekts zu erfassen, aufzuzeichnen und zu messen. Die Definition wurde erstmals in den 1950er Jahren vorgeschlagen. Im Bereich der Fernerkundung und Kartierung werden zwei Erfassungsmodi unterschieden: aktive und passive Fernerkundung. Lidar ist ein aktives Verfahren, bei dem das System mithilfe seiner eigenen Energie Licht auf das Objekt aussendet und das reflektierte Licht detektiert.

 Aktive Lidar-Sensorik und Anwendung

Lidar (Light Detection and Ranging) ist eine Technologie, die Entfernungen anhand der Laufzeit von Lasersignalen misst. Manchmal werden die Begriffe Airborne LiDAR und Airborne Laser Scanning, Mapping oder LiDAR synonym verwendet.

Dies ist ein typisches Flussdiagramm, das die Hauptschritte der Punktdatenverarbeitung bei der LiDAR-Nutzung veranschaulicht. Nach der Erfassung der (x, y, z)-Koordinaten kann die Sortierung dieser Punkte die Effizienz der Datendarstellung und -verarbeitung verbessern. Neben der geometrischen Verarbeitung der LiDAR-Punkte sind auch die Intensitätsinformationen aus dem LiDAR-Feedback nützlich.

Lidar-Flussdiagramm
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In allen Fernerkundungs- und Kartierungsanwendungen bietet LiDAR den entscheidenden Vorteil, präzisere Messungen unabhängig von Sonnenlicht und anderen Wettereinflüssen zu ermöglichen. Ein typisches Fernerkundungssystem besteht aus zwei Komponenten: einem Laser-Entfernungsmesser und einem Positionssensor. Dieser kann die geografische Umgebung direkt und ohne geometrische Verzerrung in 3D erfassen, da keine Bildgebung erfolgt (die 3D-Welt wird in der 2D-Ebene abgebildet).

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