Zastosowanie systemu LIDAR staje się popularnym rozwiązaniem jako metoda badania terenu oraz obiektów znajdujących się na jego podłożu. Umożliwia stworzenie modelu 3D na którym można wyodrębniać dane obiekty. Pozwala zajrzeć co się znajduje pod drzewami jak i między gałęziami. W tym artykule dowiesz w jaki sposób system LIDAR jest pomocny w rolnictwie precyzyjnym oraz poznasz jego historię.
Jak działa LIDAR?
Czujniki LiDAR (Light Detection and Raning) poprzez silne impulsy o określonej długości fali umożliwia dokładne zmierzenie i ukazanie zmiennych terenu poprzez model powierzchni. Charakteryzuje się większą precyzją niż fotogrametria i pozwala na dokładne wymiarowanie. Jest to metoda teledetekcyjna wykorzystująca pulsujący laser skierowany w punkty pomiarowe znajdujące się na ziemi. Takie rozwiązanie przypomina sonar, który wykorzystuje fale dźwiękowe czy radar – fale radiowe. System LIDAR aktywnie emituje energię świetlną w kierunku ziemi, która odbija się i wraca do czujnika zbierając informację, ilość odbić wynosi od 1 do 5. Im większa liczba odbić tym dokładniejszy pomiar. System liczy czas w jakim światło przebywa swoją drogę dzięki czemu określana jest odległość od podłoża oczywiście z uwzględnieniem kąta z jakim obszar jest skanowany.
Otrzymane informację dają dokładny obraz 3D zawierający dane o powierzchni ziemi oraz obiektach znajdujących się na niej. Materiał zawiera dane wysokościowe, które są niezbędne przy tworzeniu map o wysokiej rozdzielczości i modeli 3D obiektów.
Technologia LiDAR sięga lat 60. XX wieku.
W 1960 roku powstał pierwszy laser, wtedy jeszcze nie znano do końca jego możliwości. Kiedy w 1967 roku zmierzono nim odległość między Ziemią a księżycem, rozpoczęto szukać zastosowania w innych dziedzinach życia. W 1975 znaleziono je w oceanografii natomiast w roku 1993 kiedy to wykonano pierwszy lotniczy skaner do badania lądów otworzyły się nowe perspektywy.
Tempo rozwoju i udoskonalania czujników w ciągu ostatnich kilku lat było ogromne dzięki czemu wzrosła popularność tego rozwiązania. W nadchodzących latach zobaczymy jak większość czujników lidarowych przenosi się z samolotów do dronów (UAV), który jest bardziej przystępną i precyzyjną opcją. Dzięki jego zastosowaniu koszt przelotu pomiarowego spada a dokładność pomiarów która jest uzależniona od stabilności sprzętu w trakcie lotu jest wyższa. Czujnik lidar zamontowany na UAV wraz z oprogramowaniem LIDAR może szybko przetwarzać obrazy chmur punktów tworzących obraz 3D co daje dokładny materiał do analizy terenu.
Gdzie stosowany jest LiDAR?
LiDAR dokładnie mierzy miejsce występowania roślinności, gęstość roślinności i ukształtowanie terenu pod nią. Można go używać do generowania modeli 3D konstrukcji sztucznych, w tym budynków, mostów, a nawet dobrze zdefiniowanych fasad architektonicznych.
System LIDAR znalazł swoje zastosowanie sektorze rolnym gdzie obejmuje analizę wydajności, obliczanie biomasy oraz przy szacowaniu wielkości plonów. Wszyscy wiemy, że gospodarstwa nie są jednolite. Naturalna zmienność gleby, poziomu wilgoci i mikroklimatu wynika z cech krajobrazu. LIDAR pozwala nam obserwować, mierzyć i mapować zmiany w nachyleniu i wysokości oraz wykorzystywać wyniki do modyfikowania praktyk zarządzania gospodarstwem. W sadownictwie pozwala określić ilość owoców do zbioru jak i wielkości upraw gdzie można policzyć łodygi roślin dzięki czemu wyniki są dokładniejsze niż w fotogrametrii. Tworzenie map erozji gleby która jest dużym wyzwaniem dla Rolników oraz map wysokościowych co pozwala precyzyjnie nawozić pole nie doprowadzając do kumulacji środków w jednym miejscu powodując długotrwałą utratę wydajności i wzrost kosztów.
Technologia ta znalazła zastosowanie również w:
- Archeologii
- Leśnictwie
- Mapowaniu korytarzy: kontrola linii energetycznej, torów kolejowych i rurociągów.
- Górnictwie
- Topografii
- Monitorowaniu placu budowy.
- Inspekcjach budowlane i konstrukcyjne.
- Planowaniu przestrzennym
- Pomiarach terenów
- Oceanografii
