Was ist 3D LIDAR?
3D LIDAR (dreidimensionale Lichterkennung und -entfernung) ist eine Technologie, die Lichtimpulse aussendet, die von Objekten reflektiert werden und zum Ursprungsort zurückkehren. Programme innerhalb der Vorrichtung interpretieren zurückgegebene Signale als Punkte in einem bestimmten Raumbereich und wandeln diese Punkte in eine 3D-Darstellung um. Die 3D-LIDAR-Bildgebung wurde ursprünglich vom Militär implementiert und hat ein breites Anwendungsspektrum, einschließlich Anwendungen in den Bereichen Archäologie, Geographie und Strafverfolgung.
Die Komponenten eines 3D-LIDAR-Bildgebungssystems umfassen typischerweise einen Laser, einen Scanner, einen Fotodetektor und ein globales Positionierungsnavigationssystem oder GPS. Der Laser sendet jede Sekunde Tausende von Lichtstrahlimpulsen an einen Spiegel. Die Impulse wandern dann zu einem bestimmten Ort. Die verwendeten Lichtstrahlen liegen im Allgemeinen im ultravioletten, sichtbaren oder in der Nähe der infraroten Wellenlängen. Wenn Impulse ein Objekt berühren, werden sie in verschiedene Richtungen reflektiert - ein Vorgang, der als Rückstreuung bezeichnet wird. Viele Lichtimpulse oder die Punktwolke kehren zum 3D-Fernerkundungsgerät zurück, das auch als Fotodetektionsempfänger bezeichnet wird.
Das Gerät zeichnet in der Regel die Zeit auf, die jeder Impuls benötigt, um sich zu einem Objekt oder zu einem Ort zu bewegen, und zwar als bestimmten Punkt auf einer 3D-Achse, der Länge, Breite und Höhe darstellt. Der Scanner verwendet diese Informationen zusammen mit 3D-Visualisierungsprogrammen, um ein 3D-Bild zu erstellen. Je mehr Impulse ausgesendet werden, desto dichter und detaillierter wird das Bild. In der Regel verwenden die Industrien die 3D-LIDAR-Technologie, um Substanzen unterschiedlicher Größe zu erkennen, von Partikeln, die so klein wie Gase und Aerosole sind, bis hin zu festen Objekten oder weitem Gelände, abhängig von der Empfindlichkeit und den Einstellungen der betreffenden Geräte.
Mit 3D-LIDAR-Geräten, die in einem Flugzeug montiert sind, sind 3D-Bildkarten und Luftbild-Photogrammetrie möglich. Kommunen können 3D-Stadtmodelle verwenden, um aus Sicherheitsgründen oder zur Verbesserung des Tourismus genaue Darstellungen von Standorten für die Bauplanung zu erhalten. Mit animierten LIDAR-Programmen können Benutzer Bilder aus verschiedenen Winkeln oder mit unterschiedlichen Lichtintensitäten anzeigen. Wenn Lichtimpulse unter bestimmten Bedingungen durch Gebiete fließen, können topografische Umgebungsbilder überlagert werden, angefangen von der Landbildung über das Hinzufügen von Wasserspielen bis hin zu den Baumkronen in Wäldern.
Obwohl das Gerät in der Regel auf einem sich bewegenden Flugzeug oder Satelliten montiert ist, kann es auch an einem statischen Ort montiert und gedreht werden, um ein 360-Grad-Bild eines bestimmten Ortes zu erhalten. Die 3D-LIDAR-Technologie bestimmt auch die Geschwindigkeit sich bewegender Objekte. Strafverfolgungsbehörden verwenden Handheld-Geräte, die die Geschwindigkeit vorbeifahrender Fahrzeuge anhand der Zeit bestimmen, die der Lichtimpuls benötigt, um auf das Objekt zu treffen und zum Gerät zurückzukehren.