无人机激光雷达:改变人们观察世界的颠覆性技术

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自然资源保护

LiDAR有助于为保护工作制作准确的地图,美国许多州已经进行了密集的数据收集工作,以更好地了解自然资源,从而更好地开展保护工作。

例如,美国爱荷华州自然资源部利用LiDAR数据来通报他们的地理信息系统(GIS),这是一个关于该州所有自然资源的信息库。

林业也是使用了LiDAR测量树冠层高度、生物量测量以及叶片面积的一个领域。

水资源保护是利用地激光雷达数据来绘制涵洞、冲积平原,流域以及淹没地区(即今后可能发生洪涝和干旱的地区)地图的另一个领域。

“LiDAR数据,包括轮廓图、数字高程模型、山体阴影投影图等衍生品都有助于广泛的自然资源保护。”-明尼苏达大学水资源中心

此外,还能通过LiDAR进行沙丘监测以及其他相关自然资源监测;甚至有一些国家公园开始使用无人机对沙丘运动进行绘制和建模,从而实现相关调查。

无人驾驶汽车

激光雷达可以侦测道路上的黄线,从而引导车辆行进路线;自适应巡航控制系统(ACC)也使用了激光雷达技术,从而帮助车辆实现巡航控制,在前面有车辆时减速,而在没有任何车辆的时候进行加速。

摄影测量法vs激光雷达技术

当谈及测绘时,对于摄影测量法和激光雷达技术的比较价值一直有着持续的争论。

事实是,没有一个正确的答案;这只不过是关于具体应用的问题而已。对于某些用例而言,使用摄影测量法更好;而对于其他应用而言,使用激光雷达技术则更佳。

摄影测量是通过对照片进行测量,从而记录表面单个点的具体位置,进而形成3D绘图。

摄影测量一直是一个耗时的过程,但是由于可以通过一次飞行就能对单个地点拍摄成千长航拍图片,而且已经开发出了将所有这些图片融合成一张3D图片的新技术,无人机已经从根本上改变了一切。

那么你知道何时该使用LiDAR,何时该使用摄影测量法吗?

大体上来说,一般规则是,摄影测量法适用于对那些没有被树覆盖或其他障碍所阻挡的大型场所的测量;而激光雷达技术则适用于较小受阻的场所。

在以下情况下使用激光雷达技术:

在给树冠、矿场输送机以及其他障碍物进行绘图时,很难通过摄影测量技术为物体阻挡地面的区域构建高程模型。

对需要更准确细节的细长物体进行建模时,如传输线、管道、具有尖锐特征的物体(比如 屋脊边缘)或岩石场等,诸如SfM算法和DIM等替代绘图方法具有比LiDAR更低的“一致性”。

在以下情况下应使用摄影测量法:

对裸露的矿场、地球工程项目以及其他不被树木、建筑物或设备遮挡的地方进行绘图时,而无人机更便宜、更轻、更快。如果您要进行的建模不需要使用LiDAR技术,则将相机捆绑到您的UAV将为您节省成本。

对于一个小型地图项目而言,摄影测量数据就能满足所有需求。

小结:

尽管如此,一般建议是,如果使用了LiDAR技术,还应该使用摄影测量技术。这样做的理由是,LiDAR是两个选项中成本更高的选项,并且由于摄影测量将提供额外的有用数据,那么则可以同时使用这两种技术。

不过,新的LiDAR技术可能会改变其中的一些思路。毕竟,随着无人机激光雷达技术变得更廉价、可用性更大,其普及率也将不断提高。

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