LIDAR Technology

M

Mohammed Kamal Seyam

Guest
تعد تقنية (LiDAR) من أبرز تقنيات الاستشعار عن بعد (Remote Sensing) التي تستخدم في العديد من المجالات المهمة التي افادة البشرية في العديد من القضايا المهمة.



سوف نتطرق اليوم في هذا التقرير الى هذه التقنية وسنتعرف على مفاهيمها الأساسية وسوف نقوم بعمل جولة عن تقنية LiDARحيث سنتعرف على استخدمتاها واهم تطبيقاتها وسوف نقوم بعرض مكونات نظام LiDARوالية عمل هذه التقنية بكل تفاصيل مع إعطاء بعض الأمثلة عن الية عمالها.




​




الأشجار مهمة جداً للبشر وتغطي ما يقرب ثلث سطح الأرض (29.5%) أي ما يقارب 9.5مليار فدان، استخدمت تقنيةLiDAR في البداية لإنتاج خرائط الارتفاع عن سطح الأرض وكانت عالية الدقة، كانت تأخذ تفاصيل كبيرة جداً من المناطق التي يتم مساحها ، ثم بدأت تقنية LiDAR بعدها بقياس ارتفاع الأشجار وكثافة الغطاء النباتي والعديد من الاستخدامات التي سيتم التطرق اليها لاحقاً.






تعريف تقنية LiDAR ​


هي تقنية من تقنيات الاستشعار عن بعد النشط (Active remote sensing) تقوم بالكشف عن ارتفاع الأشياء الموجودة على سطح الأرض مثل (تضاريس، غابات، مباني ...) من خلال اشعة الليزر.



ويمكن الحصول على بيانات LiDAR بطرق مختلفة وهي:


  1. الأرض: من خلال جهاز مثبت به ليزر
  2. الفضاء: من خلال الأقمار الصناعية
  3. الطائرة: وتعد الأكثر شيوعاً من غيرها، حيث ان بياناتها مجانية ومتاحة للجميع من خلال المرصد البيئي الأمريكي (NOAA)


​

استخدامات تقنية LiDAR​


لتقنية LiDARالعديد من التطبيقات ومنها:


  • دراسة القضايا البيئية واسعة النطاق:


مثل


  • تأثير الحرائق في الغابة
  • معرفة عدد الأشجار، والحياة النباتية
​


    • تقدير مكان وجود أنواع معينة من الحياة البرية
    • قياس ارتفاع الأشجار
    • معرفة كثافة الغطاء النباتي والحيواني لمناطق شاسعة
    ​


  • التغير التاريخ لمنطقة جغرافية معينة وقياس وتحديد التغيرات التي حدثت
​
​



  • إيجاد الارتفاع عن سطح الأرض (التضاريس)
​



​



مكونات تقنية LiDAR​
​




​




  • وحدة LiDAR (LiDAR unit)


تقوم بعملية المسح الأرضي من خلال الليزر اثناء تحليق الطائرة، يستخدم نظام الليزر الضواء الأخضر او القريب من الاشعة تحت الحمراء، لان هذا الموجات الضوئية تنعكس بقوة على الغطاء النباتي.




​


  • مستقبل GPS

​


يقوم GPSبتحديد الارتفاع (z) والموقع الجغرافي لطائرة (x,y)، وكذلك يقوم بتحديد مكان انعكاسات تقنية LiDAR على الأرض.






  • نظام القياس للقصور الذاتي (IMU)
​


يقوم بتتبع ميل الطائرة في السماء وهذا الامر مهم جداً لأجراء حسابات دقيقة للارتفاع.





  • جهاز كمبيوتر
​

يقوم بتسجيل معلومات الارتفاع التي يقوم بجمها LiDAR اثناء مسحه لسطح الأرض.





الية عمل تقنية LiDAR​



  • يقوم الليزر في تقنية LiDARبإرسال طاقة ضوئية نحو الأرض بما يسمى (pulse)، ثم تعود الطاقة الضوئية المنعكسة ويتم تسجلها من خلال المستشعر الخاص بتقنية LiDAR(return)، وهذا ما يعرف بتقنيات الاستشعار عن بعد النشط (Active remote sensing)




​
  • يقوم نظام LiDAR بتسجيل وقت انتقال الطاقة الضوئية الى الأرض وتم الرجوع على المستشعر،​
ويحسب المسافة بين (pulse)و (return).
​



  • لإيجاد ارتفاع النقاط على الأرض نقوم بمعرفة ارتفاع الطائرة باستخدام GPS ثم طرح المسافة التي يقطعها الضواء الى الأرض




​


عند حساب الارتفاع يجب مراعاة التالي​





  • اهتزاز الطائرة اثناء تحليقها بسبب الإضرابات في وحدة قياس القصور الذاتي (IMU) بحيث يمكن حسبها عند حساب الارتفاع








  • قيام جهاز LiDAR بمسح الأرض من جنب الى اخر لتغطية مسافة أكبر من الأرض عند الطياران وهنا يقوم النظام بحساب زاوية الشعاع عند حساب الارتفاع.

​




مخطط عن الية عمل تقنية LiDAR​


​

​




​

متابعة القراءة...
 
يجب تسجيل الدخول أو التسجيل كي تتمكن من الرد هنا.
أعلى