Технология ЛиДАР (LiDAR)

LiDAR (Light Detection and Ranging) — это технология дистанционного зондирования, использующая лазерные импульсы для измерения расстояний до объектов.

Принцип работы

Основные компоненты

1. Лазерный излучатель — генерирует импульсы света
2. Сканирующая система — направляет лазерный луч в разные точки
3. Приемник — фиксирует отраженный сигнал
4. GPS/INS — определяет точное положение и ориентацию датчика
5. Компьютер — обрабатывает полученные данные

Процесс сканирования

graph LR
    A[Лазерный импульс] --> B[Отражение от объекта]
    B --> C[Приемник сигнала]
    C --> D[Вычисление расстояния]
    D --> E[3D координаты точки]

1. Лазер испускает короткий световой импульс
2. Импульс отражается от объекта (дерева, земли)
3. Приемник фиксирует отраженный сигнал
4. Система вычисляет расстояние по времени прохождения
5. С учетом положения датчика определяются 3D координаты точки

Виды ЛиДАР-съемки

Воздушное лазерное сканирование (ALS)

Использование: Съемка с самолета или вертолета

Преимущества:

• Покрытие больших территорий
• Высокая производительность
• Стандартизированные методики

Применение: Инвентаризация обширных лесных массивов

Мобильное лазерное сканирование (MLS)

Использование: Съемка с наземного транспорта

Преимущества:

• Детальные данные о придорожной растительности
• Высокая плотность точек
• Экономичность для линейных объектов

Применение: Обследование лесных дорог и просек

Наземное лазерное сканирование (TLS)

Использование: Стационарная установка на земле

Преимущества:

• Максимальная детализация
• Точные данные о структуре древостоя
• Подробная информация о подлеске

Применение: Научные исследования, детальное обследование пробных площадей

Беспилотное лазерное сканирование (ULS)

Использование: Съемка с БПЛА (дронов)

Преимущества:

• Гибкость в планировании съемки
• Доступность труднодоступных участков
• Оптимальное соотношение цена/качество
• Возможность многократных облетов

Применение: Мониторинг лесов, локальная инвентаризация

Преимущества ЛиДАР в лесном хозяйстве

По сравнению с наземной таксацией

Параметр	Традиционная таксация	ЛиДАР
Скорость	5-10 га/день	1000+ га/день
Точность высоты	±1-2 м	±0.1-0.3 м
Доступность	Ограничена проходимостью	Любая местность
Безопасность	Риски для персонала	Безопасна
Объективность	Зависит от таксатора	Стандартизирована

По сравнению с аэрофотосъемкой

• 3D информация — не только 2D изображение, но и высота объектов
• Проникновение сквозь кроны — информация о нижних ярусах и земле
• Независимость от освещения — работа в любое время суток
• Измерение высот — прямые измерения, а не интерпретация

Характеристики ЛиДАР-данных

Плотность точек

Определение: Количество точек на единицу площади (точек/м²)

Типичные значения для лесного хозяйства:

• Низкая плотность: 1-5 точек/м² (базовая инвентаризация)
• Средняя плотность: 5-20 точек/м² (стандартная таксация)
• Высокая плотность: 20-100+ точек/м² (детальный анализ)

Точность измерений

Вертикальная точность:

• Открытая местность: ±5-15 см
• Лесной покров: ±15-30 см

Горизонтальная точность:

• Открытая местность: ±15-30 см
• Лесной покров: ±30-60 см

Что дальше?

Теперь, когда вы понимаете, как работает ЛиДАР, переходите к следующему разделу, чтобы узнать, что представляют собой облака точек — основной продукт ЛиДАР-съемки.