|2019-09-05| Teledetekcja, Sprzęt Rewolucja nadchodzi Tytuł nie jest precyzyjny. Rewolucja w lotniczym skanowaniu laserowym nie nadchodzi, tylko już nadeszła – pisze we wrześniowym wydaniu GEODETY prof. Zdzisław Kurczyński. Mowa tu o skanerach jednofotonowych i skanerach Geigera. Technologia ta – znana w sektorze militarnym od 15-20 lat – do zastosowań cywilnych przeniknęła jakieś 3 lata temu. W przeciwieństwie do „tradycyjnych” skanerów, które można obecnie uznać za technikę dojrzałą, nowe skanery są dopiero w fazie rozwoju i nie powiedziały jeszcze ostatniego słowa. Ideą tego artykułu jest przybliżenie podstaw działania skanerów jednofotonowych – SPL (Single Photon LiDAR) oraz skanerów Geigera – GmL (Geiger Mode LiDAR), ich możliwości, a także krytyczne wskazanie zalet oraz ograniczeń. Nie będzie to łatwe, bo zdania specjalistów na temat tych technologii są raczej podzielone i niejednoznaczne, a doniesienia w literaturze nadal niezbyt liczne. Mimo to spróbuję dokonać oceny perspektyw rozwoju nowatorskich rozwiązań i ich możliwego miejsca na rynku skanerów lotniczych i szerzej – na rynku geoproduktów 3D. • Klasyka, czyli skanery wielofotonowe Lotniczy skaner laserowy – LiDAR (Light Detection and Ranging), często określany też jako ALS (Airborne Laser Scanner), posiada pojedynczą diodę laserową emitującą krótkie (rzędu kilku nanosekund), silne impulsy energii. Dioda laserowa emituje energię w zakresie blis­kiej podczerwieni (długość fali 1064 nm lub 1550 nm) albo rzadziej – w zakresie zielonym (532 nm). Promień lasera skierowany jest na powierzchnię terenu poprzez optyczny układ przeczesujący (skanujący), np. wirujący pryzmat o posrebrzonych (lustrzanych) powierzchniach. Układ ten kieruje kolejno impulsy laserowe poprzecznie do kierunku lotu. W miarę ruchu samolotu ich ślad terenowy tworzy poprzeczne linie, kryjąc pas terenu równolegle do kierunku lotu. Każdy impuls laserowy dociera do terenu, odbija się i rozprasza. Niewielka część tej energii wraca do układu optycznego skanera i jest rejestrowana przez tzw. foto­diodę lawinową – APD (Ava­lanche Photo Diode). Tu następuje zamiana odebranej energii na sygnał elektryczny, który w przetworniku analogowo-cyfrowym ADC (Analog to Digital Converter) uzys­kuje postać cyfrową. Dioda zamienia padającą energię świetlną na proporcjonalny do niej prąd (wykorzystywana tu jest liniowa charakterystyka diody), stąd skanery tego typu określane są jako liniowe (linear LiDAR). Próg aktywizacji diody jest tak ustawiany, aby reagowała na powracający sygnał wyróżniający się z poziomu szumu tła. Dolna granica czułoś­ci dla długości fali 1064 nm odpowiada sygnałowi równemu około 250 fotonom energii [Ullrich, Pfennigbauer, 2016]. Powracające sygnały mają zwykle energię znacznie większą, odpowiadającą dziesiątkom tysięcy fotonów, stąd mówi się, że są to skanery wielo­fotonowe – MPL (Multi-Photon LiDAR). Czas między emisją sygnału a jego powrotem jest podstawą pomiaru odleg­łości (jak w impulsowym dalmierzu laserowym). Współpracujący z dalmierzem system pozycjonowania GPS mierzy trajektorię, a INS (inercyjny system nawigacyjny) – kąty nachylenia platformy skanującej, co pozwala okreś­lić... Pełna treść artykułu we wrześniowym wydaniu miesięcznika GEODETA • Zamów wersję papierową • Zamów wersję cyfrową Redakcja

«« powrót

Udostępnij:

   

więcej wiadomości Teledetekcja

KOMENTARZE Komentarze są wyłącznie opiniami osób je zamieszczających i nie odzwierciedlają stanowiska redakcji Geoforum. Zabrania się zamieszczania linków i adresów stron internetowych, reklam oraz tekstów wulgarnych, oszczerczych, rasistowskich, szerzących nienawiść, zawierających groźby i innych, które mogą być sprzeczne z prawem. W przypadku niezachowania powyższych reguł oraz elementarnych zasad kultury wypowiedzi administrator zastrzega sobie prawo do kasowania całych wpisów. Użytkownik portalu Geoforum.pl ponosi wyłączną odpowiedzialność za zamieszczane przez siebie komentarze, w szczególności jest odpowiedzialny za ewentualne naruszenie praw lub dóbr osób trzecich oraz szkody wynikłe z tego tytułu.