Lidar – Wikipedia, wolna encyklopedia

Ten artykuł wymaga uzupełnienia informacji.

Artykuł należy uzupełnić o istotne informacje: zastosowanie w astronomii, biologii, wojskowości i in..
Dokładniejsze informacje o tym, co należy poprawić, być może znajdują się w dyskusji tego artykułu.
Po wyeliminowaniu niedoskonałości należy usunąć szablon {{Dopracować}} z tego artykułu.

Ten artykuł dotyczy instrumentu meteorologicznego. Zobacz też: Lidar (program telewizyjny).

Lidar (od angielskiego akronimu LIDAR, utworzonego od wyrażenia: Light Detection and Ranging) – metoda pomiaru odległości poprzez oświetlanie celu światłem laserowym i pomiar odbicia za pomocą czujnika. Różnice w czasie powrotu wiązki lasera oraz zmiana długości fali mogą być następnie wykorzystane do tworzenia trójwymiarowego modelu. Ma zastosowania naziemne, lotnicze i mobilne.

Lidar jest połączeniem lasera z teleskopem. Laser wysyła poprzez specjalny układ optyczny bardzo krótkie i dokładnie odmierzone, ale silne impulsy światła o konkretnej długości fali i w określonym kierunku. Światło to ulega po drodze rozproszeniu, które jest obserwowane za pomocą teleskopu, znajdującego się w tym samym urządzeniu, a następnie rejestrowane za pomocą czułego detektora – fotodiody lub fotopowielacza, a także kamer CCD i CMOS – który bada natężenie zaobserwowanego rozproszonego światła. Otrzymane dane są następnie analizowane komputerowo.

W lidarze stosowane są m.in.: impulsowy laser ekscimerowy, laser azotowy, laser barwnikowy oraz YAG:Nd^[1].

Fotogrametria wykorzystuje lidar do skanowania terenu z samolotu, satelity lub drona. W trakcie przelotu rejestruje się prostokątny pas terenu w płaszczyźnie poprzecznej do kierunku lotu. Wyznaczanie powierzchni terenu wykonuje się z samolotu o znanej pozycji, wyznaczonej przez GPS i INS (Inertial Navigation System). Stosuje się dwa rodzaje systemów laserowych:

• Laser impulsowy (dużo częściej wykorzystywany), w którym do obliczenia odległości mierzony jest czas pomiędzy wysłaniem a odbiorem impulsu laserowego. Kolejny impuls jest wysyłany po odbiorze poprzedniego.
• Laser CW (continuous wave) o ciągłej emisji światła, w których mierzone są różnice faz pomiędzy impulsem wysłanym i odbieranym.

Wśród zalet lidaru dla tworzenia numerycznego modelu terenu można wyróżnić:

• niezależność od warunków oświetlenia;
• znaczną niezależność od pogody z wyjątkiem mgły i dużego zachmurzenia;
• wysoką dokładność 0,15–0,25 m;
• krótki czas opracowania danych i niewysoki koszt.

Wśród wad natomiast:

• pochłanianie impulsów laserowych przez chmury, mgłę, wodę, asfalt i smołę;
• dużą objętość zbiorów danych.

Pochłanianie i rozpraszanie fal lidaru przez aerozole atmosferyczne jest z kolei zaletą z punktu widzenia meteorologii.

W meteorologii lidar służy do badania składników i rozkładu przestrzennego chmur, wyznaczania przejrzystości, wilgotności i gęstości powietrza, badania koncentracji zanieczyszczeń w atmosferze i detekcji bądź teledetekcji ich składu, wykrywania obszarów o odmiennej temperaturze, pomiaru ruchów powietrza na dużych odległościach oraz obserwacji aerozoli^[1].

W archeologii lidar wykorzystywany jest do bezinwazyjnego wyszukiwania i weryfikacji stanowisk i obiektów archeologicznych. Pozwala m.in. wykrywać obiekty na terenach zalesionych, niewidocznych pod pokrywą roślinności.

Skaning laserowy jest także jedną z najnowocześniejszych technik pozyskiwania danych dla numerycznego modelu terenu. Wśród jego zastosowań można wymienić:

• projektowanie przebiegu tras drogowych, kolejowych, rurociągów;
• rejestracja linii wysokiego napięcia i wykrywanie kolizji z koronami drzew;
• generowanie numerycznego modelu pokrycia terenu dla terenów leśnych (planowanie dróg, systemów odwadniających);
• mapy powodziowe;
• generowanie numerycznego modelu pokrycia terenu dla terenów zabudowanych, generowanie modeli 3D dla miast (planowanie położenia anten, rozprzestrzenianie się hałasu i zanieczyszczeń);
• rejestracja i ocena zniszczeń po katastrofach: huragany, trzęsienia ziemi, powodzie;
• pomiar powierzchni zaśnieżonych i pokrytych lodem, monitorowanie lodowców;
• pomiar terenów podmokłych;
• pomiar mas ziemnych (hałdy, wysypiska śmieci);
• pozyskiwanie parametrów roślinności: wysokość drzew, średnica koron, gęstość zalesienia, określenie biomasy, granic lasów;
• pomiary hydrograficzne do głębokości 70 m;
• wykrywanie i weryfikacja stanowisk i obiektów archeologicznych.

• dalmierz laserowy
• kolidar
• lotniczy skaning laserowy
• radar
• sonar
• Starfire Optical Range