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हवाई लिडार सेंसरLiDAR या तो लेज़र पल्स से विशिष्ट बिंदुओं को कैप्चर कर सकता है, जिसे डिस्क्रीट रिटर्न मेज़रमेंट कहा जाता है, या पूरे सिग्नल को उसके वापस आने पर रिकॉर्ड कर सकता है, जिसे फुल-वेवफॉर्म कहा जाता है, 1 ns (जो लगभग 15 cm को कवर करता है) जैसे निश्चित अंतराल पर। फुल-वेवफॉर्म LiDAR का उपयोग मुख्य रूप से वानिकी में किया जाता है, जबकि डिस्क्रीट रिटर्न LiDAR के विभिन्न क्षेत्रों में व्यापक अनुप्रयोग हैं। यह लेख मुख्य रूप से डिस्क्रीट रिटर्न LiDAR और इसके उपयोगों पर चर्चा करता है। इस अध्याय में, हम LiDAR के बारे में कई प्रमुख विषयों को शामिल करेंगे, जिनमें इसके मूल घटक, यह कैसे काम करता है, इसकी सटीकता, सिस्टम और उपलब्ध संसाधन शामिल हैं।
लिडार के बुनियादी घटक
ग्राउंड-बेस्ड लिडार सिस्टम आमतौर पर 500-600 एनएम तरंगदैर्ध्य वाले लेजर का उपयोग करते हैं, जबकि एयरबोर्न लिडार सिस्टम 1000-1600 एनएम तरंगदैर्ध्य वाले लेजर का उपयोग करते हैं। एक मानक एयरबोर्न लिडार सेटअप में एक लेजर स्कैनर, दूरी मापने की इकाई (रेंजिंग यूनिट), और नियंत्रण, निगरानी और रिकॉर्डिंग के लिए सिस्टम शामिल होते हैं। इसमें एक डिफरेंशियल ग्लोबल पोजिशनिंग सिस्टम (डीजीपीएस) और एक इनर्टियल मेजरमेंट यूनिट (आईएमयू) भी शामिल होती है, जिन्हें अक्सर एक ही सिस्टम में एकीकृत किया जाता है जिसे पोजिशन और ओरिएंटेशन सिस्टम के रूप में जाना जाता है। यह सिस्टम सटीक स्थान (देशांतर, अक्षांश और ऊंचाई) और अभिविन्यास (रोल, पिच और हेडिंग) डेटा प्रदान करता है।
लेजर द्वारा क्षेत्र को स्कैन करने के तरीके अलग-अलग हो सकते हैं, जिनमें ज़िगज़ैग, समानांतर या अंडाकार पथ शामिल हैं। DGPS और IMU डेटा, कैलिब्रेशन डेटा और माउंटिंग पैरामीटर के संयोजन से सिस्टम एकत्रित लेजर बिंदुओं को सटीक रूप से संसाधित कर पाता है। फिर इन बिंदुओं को 1984 के विश्व भूगणितीय प्रणाली (WGS84) के आधार पर भौगोलिक निर्देशांक प्रणाली में निर्देशांक (x, y, z) दिए जाते हैं।
लिडार कैसे काम करता हैरिमोट सेंसिंगकाम करता हैसरल शब्दों में समझाइए
एक लिडार प्रणाली लक्ष्य वस्तु या सतह की ओर तीव्र लेजर स्पंदन उत्सर्जित करती है।
लेजर की किरणें लक्ष्य से टकराकर परावर्तित होती हैं और लिडार सेंसर पर वापस लौट आती हैं।
यह सेंसर प्रत्येक स्पंदन को लक्ष्य तक जाने और वापस आने में लगने वाले समय को सटीक रूप से मापता है।
प्रकाश की गति और यात्रा समय का उपयोग करके, लक्ष्य तक की दूरी की गणना की जाती है।
जीपीएस और आईएमयू सेंसर से प्राप्त स्थिति और अभिविन्यास डेटा के साथ संयुक्त रूप से, लेजर परावर्तन के सटीक 3डी निर्देशांक निर्धारित किए जाते हैं।
इसके परिणामस्वरूप स्कैन की गई सतह या वस्तु को दर्शाने वाला एक सघन 3डी पॉइंट क्लाउड बनता है।
लिडार का भौतिक सिद्धांत
लिडार सिस्टम दो प्रकार के लेज़रों का उपयोग करते हैं: स्पंदित और सतत तरंग। स्पंदित लिडार सिस्टम एक छोटी प्रकाश तरंग भेजकर और फिर इस तरंग को लक्ष्य तक जाने और रिसीवर तक वापस आने में लगने वाले समय को मापकर काम करते हैं। इस राउंड-ट्रिप समय के मापन से लक्ष्य की दूरी निर्धारित करने में मदद मिलती है। एक उदाहरण आरेख में दिखाया गया है जहाँ प्रेषित प्रकाश संकेत (AT) और प्राप्त प्रकाश संकेत (AR) दोनों के आयाम प्रदर्शित किए गए हैं। इस सिस्टम में प्रयुक्त मूल समीकरण में प्रकाश की गति (c) और लक्ष्य की दूरी (R) शामिल हैं, जिससे सिस्टम प्रकाश के वापस आने में लगने वाले समय के आधार पर दूरी की गणना कर सकता है।
हवाई लिडार का उपयोग करके असतत प्रतिध्वनि और पूर्ण-तरंगरूप माप।
एक विशिष्ट हवाई लिडार प्रणाली।
LiDAR में मापन प्रक्रिया, जिसमें डिटेक्टर और लक्ष्य दोनों की विशेषताओं को ध्यान में रखा जाता है, को मानक LiDAR समीकरण द्वारा संक्षेप में प्रस्तुत किया गया है। यह समीकरण रडार समीकरण से लिया गया है और LiDAR प्रणालियों द्वारा दूरियों की गणना को समझने में मूलभूत है। यह प्रेषित सिग्नल की शक्ति (Pt) और प्राप्त सिग्नल की शक्ति (Pr) के बीच संबंध को दर्शाता है। संक्षेप में, यह समीकरण यह निर्धारित करने में सहायक है कि लक्ष्य से परावर्तित होने के बाद प्रेषित प्रकाश का कितना भाग रिसीवर तक वापस आता है, जो दूरियों का निर्धारण करने और सटीक मानचित्र बनाने के लिए महत्वपूर्ण है। यह संबंध दूरी के कारण सिग्नल क्षीणन और लक्ष्य सतह के साथ अंतःक्रिया जैसे कारकों को ध्यान में रखता है।
लिडार रिमोट सेंसिंग के अनुप्रयोग
लिडार रिमोट सेंसिंग के विभिन्न क्षेत्रों में कई अनुप्रयोग हैं:
उच्च-रिज़ॉल्यूशन डिजिटल एलिवेशन मॉडल (डीईएम) बनाने के लिए भूभाग और स्थलाकृतिक मानचित्रण।
वृक्षों की छतरी संरचना और बायोमास का अध्ययन करने के लिए वानिकी और वनस्पति मानचित्रण।
अपरदन और समुद्र स्तर में परिवर्तन की निगरानी के लिए तटीय और तटरेखा मानचित्रण।
शहरी नियोजन और अवसंरचना मॉडलिंग, जिसमें भवन और परिवहन नेटवर्क शामिल हैं।
ऐतिहासिक स्थलों और कलाकृतियों का पुरातत्व और सांस्कृतिक विरासत प्रलेखन।
सतही विशेषताओं का मानचित्रण करने और संचालन की निगरानी के लिए भूवैज्ञानिक और खनन सर्वेक्षण।
स्वायत्त वाहन नेविगेशन और बाधा पहचान।
ग्रहों की खोज, जैसे मंगल ग्रह की सतह का मानचित्रण करना।
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लिडार संसाधन:
नीचे LiDAR डेटा स्रोतों और मुफ्त सॉफ़्टवेयर की एक अपूर्ण सूची दी गई है।
1.खुली स्थलाकृतिhttp://www.opentopography.org
2.यूएसजीएस अर्थ एक्सप्लोररhttp://earthexplorer.usgs.gov
3.संयुक्त राज्य अमेरिका अंतर-एजेंसी ऊंचाई सूचीhttps://coast.noaa.gov/ inventory/
4.राष्ट्रीय महासागरीय और वायुमंडलीय प्रशासन (एनओएए)डिजिटल कोस्ट https://www.coast.noaa.gov/dataviewer/#
5विकिपीडिया लिडारhttps://en.wikipedia.org/wiki/National_Lidar_Dataset_(United_States)
6.लिडार ऑनलाइनhttp://www.lidar-online.com
7.राष्ट्रीय पारिस्थितिक वेधशाला नेटवर्क—NEONhttp://www.neonscience.org/data-resources/get-data/airborne-data
8.उत्तरी स्पेन के लिए लिडार डेटाhttp://b5m.gipuzkoa.net/url5000/en/G_22485/PUBLI&consulta=HAZLIDAR
9.यूनाइटेड किंगडम के लिए लिडार डेटाhttp://catalogue.ceda.ac.uk/ list/?return_obj=ob&id=8049, 8042, 8051, 8053
फ्री लिडार सॉफ्टवेयर:
1.ENVI की आवश्यकता हैhttp://bcal.geology.isu.edu/ Envitools.shtml
2.फुग्रोव्यूअर(लिडार और अन्य रास्टर/वेक्टर डेटा के लिए) http://www.fugroviewer.com/
3.फ्यूजन/एलडीवी(LiDAR डेटा का दृश्यीकरण, रूपांतरण और विश्लेषण) http://forsys.cfr.washington.edu/fusion/fusionlatest.html
4.एलएएस टूल्स(LAS फ़ाइलों को पढ़ने और लिखने के लिए कोड और सॉफ़्टवेयर) http://www.cs.unc.edu/~isenburg/lastools/
5.LASUtility(LAS फ़ाइलों के दृश्यीकरण और रूपांतरण के लिए GUI उपयोगिताओं का एक सेट) http://home.iitk.ac.in/~blohani/LASUtility/LASUtility.html
6.लिबलास(LAS प्रारूप को पढ़ने/लिखने के लिए C/C++ लाइब्रेरी) http://www.liblas.org/
7.एमसीसी-लीडार(लिडार के लिए बहु-स्तरीय वक्रता वर्गीकरण) http://sourceforge.net/projects/mcclidar/
8.मार्स फ्रीव्यू(LiDAR डेटा का 3D विज़ुअलाइज़ेशन) http://www.merrick.com/Geospatial/Software-Products/MARS-Software
9.पूर्ण विश्लेषण(लिडार पॉइंट क्लाउड और वेवफॉर्म को प्रोसेस करने और विज़ुअलाइज़ करने के लिए ओपन सोर्स सॉफ़्टवेयर) http://fullanalyze.sourceforge.net/
10.पॉइंट क्लाउड मैजिक (A set of software tools for LiDAR point cloud visualiza-tion, editing, filtering, 3D building modeling, and statistical analysis in forestry/ vegetation applications. Contact Dr. Cheng Wang at wangcheng@radi.ac.cn)
11।त्वरित भूभाग पाठक(लीडार पॉइंट क्लाउड का विज़ुअलाइज़ेशन) http://appliedimagery.com/download/ अतिरिक्त लीडार सॉफ़्टवेयर उपकरण ओपन टोपोग्राफी टूल रजिस्ट्री वेबपेज http://opentopo.sdsc.edu/tools/listTools पर पाए जा सकते हैं।
स्वीकृतियाँ
- यह लेख विनीसियस गुइमारेस द्वारा लिखित "लिडार रिमोट सेंसिंग एंड एप्लीकेशंस" (2020) के शोध को समाहित करता है। पूरा लेख उपलब्ध है।यहाँ।
- लिडार डेटा स्रोतों और मुफ्त सॉफ्टवेयर की यह व्यापक सूची और विस्तृत विवरण रिमोट सेंसिंग और भौगोलिक विश्लेषण के क्षेत्र में पेशेवरों और शोधकर्ताओं के लिए एक आवश्यक टूलकिट प्रदान करता है।
अस्वीकरण:
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पोस्ट करने का समय: 16 अप्रैल 2024