Wie kann LiDAR durch Bäume hindurchsehen?

Verstehen, wie LiDAR durch Bäume hindurch sieht

Einführung in LiDAR

LiDAR steht für Light Detection and Ranging und ist eine Fernerkundungsmethode, die Licht in Form eines gepulsten Lasers verwendet, um variable Entfernungen zur Erde zu messen. Diese Technologie erzeugt präzise, ​​dreidimensionale Informationen über die Form der Erde und ihre Oberflächeneigenschaften.

Funktionsprinzip

LiDAR funktioniert, indem es Laserimpulse in Richtung Boden aussendet. Wenn diese Impulse auf die Oberfläche treffen, dringen einige von ihnen durch Lücken in der Vegetation und erreichen den Boden darunter. Das LiDAR-System misst dann die Zeit, die jeder Impuls benötigt, um zum Sensor zurückzuprallen. Diese Zeit, die als „Flugzeit“ bezeichnet wird, wird verwendet, um die Entfernung zu berechnen, die jeder Impuls zurückgelegt hat.

Wie LiDAR durch Bäume sieht

• Mehrere Rückgaben: LiDAR-Systeme können mehrere Rückgaben aufzeichnen. Wenn ein Laserimpuls auf einen Baum trifft, wird er möglicherweise nicht vollständig absorbiert oder reflektiert. Stattdessen können Teile des Impulses weiter nach unten wandern und schließlich den Boden erreichen. Der Sensor zeichnet dann mehrere Reflexionen aus verschiedenen Höhen auf, darunter von der Baumkrone, von Ästen und vom Boden.
• Hohe Impulsrate: Moderne LiDAR-Systeme senden Tausende von Impulsen pro Sekunde aus. Diese hohe Impulsrate erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass einige Impulse ihren Weg durch dichtes Laubwerk bis zum Boden finden.
• Punktwolkendichte: Die Dichte der Punktwolke, also einer Sammlung von Datenpunkten, die vom LiDAR generiert werden, spielt eine entscheidende Rolle. Eine höhere Dichte bedeutet mehr Datenpunkte und eine größere Chance, die Bodenoberfläche unter der Vegetation zu erfassen.

Anwendungen

Das Durchsehen von Bäumen ist insbesondere in folgenden Anwendungen nützlich:

• Forstwirtschaftliche Bewirtschaftung und Planung
• Topografische Kartierung in Waldgebieten
• Archäologie, um verborgene Strukturen unter Walddächern zu entdecken
• Stadt- und Landplanung

Abschluss

Die Fähigkeit von LiDAR, durch Bäume hindurchzusehen, beruht auf der Verwendung mehrerer Rückläufe, hoher Pulsraten und dichter Punktwolken. Diese Fähigkeit macht es zu einem unschätzbar wertvollen Werkzeug in verschiedenen Bereichen, da es detaillierte und genaue 3D-Darstellungen der Erdoberfläche liefert, selbst in dicht bewachsenen Gebieten.