چگونگی افزایش تراکم نقطه ای سیستم لیدار شما

سیستم لیدار ایده آل برای نقشه برداری هوایی

دلیل اصلی تغییر نقشه برداران از سیستم فتوگرامتری به سیستم نقشه برداری لیدار، بدست آوردن ابر نقاط زیر درختان، شاخ و برگ و نواحی سایه است. این سوال ایجاد می شود: چگونه می توان تراکم ابر نقاط تولید شده توسط یک سیستم لیدار را در این نواحی افزایش داد؟

اولین عامل افزایش تراکم نقاط، تعداد پرتوهای لیزر سنسور سیستم لیدار است. پرتوهای بیشتر، تراکم نقطه ای بالاتر. همچنین، اسکنرهای لیدار مانند Velodyne HDL-32E و VLP-32C، با ۳۲ پرتو لیزر، و تحت همان شرایط، تراکم نقاط سنسور لیدار را با سیستم لیدار VLP-16 که دارای ۱۶ پرتو می باشد دو برابر خواهد شد. بازگشت های چندگانه همچنین امکان جدا سازی زمین ساده را از ویژگی های سطح فراهم خواهد کرد. ستسورهای فعلی لیدار ارائه شده با سیستم لیدار Geo-MMS می توانند حداکثر دو بازکشت، آخرین و قوی را ثبت کنند. بازگشت بازتاب قوی از سطح (نواحی سایه) و آخرین بازگشت همانطور که در زیر نیز نشان داده شده است، پس از نفوذ از شاخ و برگ درختان به زمین ساده خورده و باز می گردد.

شکل۱: ثبت زمین ساده با سیستم لیدار Geo-MMS در زیر شاخ و برگ درختان

دو پارامتر اضافی تحت کنترل ما به طور مستقیم بر تراکم نقاط تاثیر می گذارد ۱) ارتفاع پرواز و ۲) سرعت پلت فرم. به عنوان مثالی از تاثیر ارتفاع پرواز بر تراکم نقاط، اسکنر لیدار VLP-16 را در نظر گرفته و سرعت ثابت را ۵ متر بر ثانیه فرض کنید. در این مطالعه، همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است، تراکم نقاط از ۲۳۰ نقطه بر متر مربع در یک ارتفاع ۴۰ متری به ۴۶۰ نقطه بر متر مربع در ۲۰ متر افزایش یافته است:

شکل ۲: افزایش تراکم نقاط از ۲۳۰ نقطه بر متر مربع در ارتفاع ۴۰ متری به ۴۶۰ نقطه بر متر مربع در ارتفاع ۲۰ متری نشان داده شده است

به عنوان یک مثال از تاثیر سرعت پلت فرم بر تراکم نقاط، فرض کنید که ارتفاع ثابت ۴۰ متر است، تراکم نقاط از ۲۳۰ نقطه بر متر مربع در سرعت ۵ متر بر ثانیه به ۴۶۰ نقطه بر متر مربع در سرعت ۲٫۵ متر بر ثانیه افزایش خواهد یافت.

بنابراین تراکم نقطه ای مورد نظر بین ارتفاع پرواز و سرعت پرواز است. همانطور که در جدول زیر نشان داده شده است:

جدول سرعت پرواز پهپاد — جدول سرعت پرواز و ارتفاع پرواز

جدول همچنین نشان می دهد که برای یک تراکم نقطه داده شده به عنوان مثال ۴۶۰ نقطه بر متر مربع، شما می توانید پرواز در ۲۰ متر AGL در سرعت ۵ متر بر ثانیه یا پرواز در ۴۰ متر AGL در سرعت ۲٫۵ متر بر ثانیه انتخاب کنید. توجه داشته باشید که در مورد اول، مدت پرواز برای مساحت ۵۰۰ متر در ۵۰۰ متر تقریبا ۷ دقیقه و در مورد دوم به ۱۶ دقیقه افزایش خواهد یافت.

بعدا، ما در حال جمع آوری داده در مناطق با شاخ و برگ زیاد هستیم. در این مطالعات، از یک عامل اضافی برای افزایش تراکم نقاط – فرکانس لیدار یا RPM (چرخش در دقیقه) استفاده می شود. تنظیم مستقیم RPM به طور مستقیم بر توان تفکیک ابر نقاط و غیر مستقیم تراکم نقاط تاثیر می گذارد. شکل زیر نشان دهنده تاثیر تنظیمات RPM بر تراکم نقاط است.

تاثیر تنظیم RPM بر روی تراکم نقاط نشان می دهد.

به طور خلاصه، کلید در افزایش تراکم نقاط برای مناطق با سایه زیاد درختان در کنترل ۳ پارامتر ماموریت پرواز قرار دارد: ۱) ارتفاع پرواز، جایی که ارتفاع کمتر باشد، تراکم بین نقاط بالا خواهد بود، ۲) سرعت پرواز، پرواز کمتر تراکم بیشتر بین نقاط، ۳) تنظیم RPM لیدار، جایی که RPM زیاد باشد، تراکم بین نقاط بیشتر خواهد بود. کنترل کردن با دقت این پارامترها، احتمال نفوذ از برگ و شاخ درختان و بازگشت از زمین زیر شاخه های درختان، افزایش خواهد یافت. شکل زیر نمونه های جمع آوری شده با لیدار Geo-MMS (VLP-16) در ۳۰ متر AGL، سرعت ۳ متر بر ثانیه و RPM 1200 را نشان می دهد.

شکل ۵: داده های نمونه جمع آوری شده با لیدار (Geo-MMS (VLP-16 در ۳۰ متر AGL، سرعت ۳ متر بر ثانیه و RPM 1200.

تمام این پارامترها در برنامه ریزی ماموریت پرواز برای نواحی داده شده بسیار مهم هستند. به همین دلیل، Geodetics شامل ابزارهای برنامه ریزی ماموریت پرواز با محصولات Geo-MMS خود است. اطلاعات بیشتر در مورد این ابزار را می توانید از سایت Geodetics پیدا کنید.

منبع: www.geodetics.com