Lidar Teknolojisi günümüzde mimarlık, arkeoloji, şehir planlaması, petrol ve doğal gaz aramaları, haritalandırma, otonom otomobiller, orman ve su altı araştırma alanlarında kullanılmaktadır. Lidar basitçe özetlenecek olursa başlıca kullanım alanı yüzey topoğrafyası çıkarmaktır. Lidar bunu ışığın 1 periyottaki salınımını ölçerek yapar bu frekans değişimi bize yüzey hakkında bilgi verir.
Lidar Nasıl Çalışır
Örneğin bir futbol topunu sizden 30 metre uzakta ki bir duvara yere paralel olarak attığınızı varsayalım topun size geri dönme süresi de 6 saniye olsun, sonra bu topu duvar yönüne random metre yaklaşarak aynı kuvvetle tekrar atalım, bu sefer süre 2 saniye kısalarak 4 saniyede size gelsin, bu değişimden çıkan sonuç sizin 10 metre duvara yaklaştığınızdır.
Şimdi bunu yerine göre tanecik yerine göre dalga olan ışık için düşünelim sabit irtifada uçuş yapan bir uçağın huzmesine entegre edilmiş lidar sensörü elektrik alanı manyetik alanına kutuplanmış ışık (Lazer) ile yüzeyi tarar sonuç olarak bina çatısına düşen ve yola düşen ışığın periyodu da futbol topunun hareketinde olduğu gibi aynı değildir. Bu süre değişimi ile yüzey topoğrafyası çıkartılmış olur. Bu lidar tipi 3 lidar ölçüm yönteminden biri olan airborne tipidir.
Futbol topu örneği de sabit bir yerde olduğu için terressitial denilebilir tek fark sabit bir yerden futbol topu değil lazer gönderilmesi. Bir diğer yöntem ise Google’ın map aracınında kullandığı mobile karadan gezdirilebilen lidar tipidir. Ayrıca bu tarz lidar ölçümlerine seviye 3 ve 4 sürücüsüz araçları da dahil edebiliriz en gelişmiş sürücüz araçların lidar kullanmadan yapılması en azından şimdilik imkansız gözüküyor.
Anlaşıldığı üzere bu şekilde ;
- Havadan (Airborne)
- Yerden(Terressitial)
- Mobil(Mobile), olmak üzere 3 tip lidar ölçümü vardır
Peki Lidar bu ölçümleri yaparken temel olarak hangi komponentlerden oluşur?
Genelde yüzey temelli LİDAR sistemleri 500-600 nm dalga boyuna sahip lazer kullanır. Airborne LİDAR sistemleri ise 1000-1600 nm arasında dalga boyuna sahip lazerlerle işlem yapar. Tipik Lidar cihazı lazer tarayıcı, veri dizme ünitesi (ranging unit), ekran, kayıt ünitesi, enlem, boylam irtifa ayarlaması için ise diferrential global positioning system (DGPS), İnertial measurement unit (IMU) kullanılmaktadır. Temelde kullanılan bu komponentler sayesinde Lidar 1 nanosaniye de 15 cm3 lik alanı ±cm mertebesinde doğrulukla bize verir. Ek olarakta en çok kullanılan gps tekniğinde bile hata payları şuan ±4.5 metre iken lidarda yanıksamalar aynı şekilde ± cm mertebesindedir.
Peki ne bu işin fiziksel yorumu nedir?
M: mesafe
c:ışık hızı
t: uçuş süresi
AT transfer edilen ışığın genliği, AR kaydedilen ışığın genliği ise mesafe aşağıdaki gibi hesaplanabilir (Wehr and Lohr 1999): M=1/2*c*t
Toplam uçuş farkı ise ∆M=1/2*c*∆t İle hesaplanabilir.
İşin dedektör hesabında ise atmosfer yoğunluğu optik çapı gibi değişkenlerin olduğu hesaplar yatmaktadır. (Wagner et al. 2006) çalışmasında bulabilirsiniz bir diğer hesap olarakda (Mallet and Bretar 2009) ın çalışmasını inceleyebilirsiniz.
Merak edenler için ücretsiz lidar görüntüsü inceleyeceğiniz birkaç site;
- BCAL LiDAR Tools (Open source tools for visualization, processing, and analysis of LiDAR data. Requires ENVI.) bcal.boisestate.edu/tools/lidar
- FugroViewer (for LiDAR and other raster/vector data) fugroviewer.com
- FUSION/LDV (LiDAR data visualization, conversion, and analysis) forsys.cfr.washington.edu/fusion/fusionlatest.html
- LAS Tools (Code and software for reading and writing LAS files) cs.unc.edu/~isenburg/lastools