Lidar Teknolojisi

LIDAR Nedir?

LiDAR, dünya yüzeyindeki bir nesnenin tam mesafesini ölçmek için kullanılan popüler bir uzaktan algılama yöntemidir. Amerikan Jeoloji Enstitüsü’ne göre LiDAR, bir nesnenin dünya yüzeyine olan değişken mesafelerini hesaplamak için atımlı bir lazer kullamaktadır. Bu ışık atımları dünya yüzeyi ve hedef nesne hakkında hassas 3 boyutlu bilgiler üretmektedir. Bir LiDAR cihazının üç ana bileşeni vardır; tarayıcı, lazer ve GPS alıcısı. Veri toplama ve analizinde hayati bir rol oynayan diğer unsurlar ise fotodedektör ve optiktir. LiDAR verilerini elde etmek için çoğunlukla helikopterler, insansız hava araçları ve uçaklar kullanılmaktadır.

LIDAR Sistemlerinin Türleri

LiDAR sistemleri, işlevselliğine bağlı olarak iki türe ayrılır – Havadan LiDAR ve Yersel LiDAR.

Havadan LIDAR: Havadan (Airborne) LiDAR, veri toplamak için bir helikopter veya drone üzerine kurulur. Havadan LiDAR, etkinleştirildiği anda zemin yüzeyine doğru ışık yayar ve nesneye çarptıktan hemen sonra sensöre geri dönerek kat ettiği mesafenin kesin ölçümünü verir. Havadan LiDAR kendi içinde iki türe ayrılır – Topolojik LiDAR ve Batimetrik LiDAR.
Yersel LIDAR: Havadan Lidar’dan farklı olarak, Yersel LiDAR, doğru veri noktalarını toplamak için yer yüzeyindeki hareketli araçlara veya tripodlara kurulur. Bunlar, yolları gözlemlemek, alt yapıyı analiz etmek ve hatta binaların içinden ve dışından nokta bulutlarını toplamak için oldukça yaygın bir şekilde kullanılır. Yersel LiDAR sistemlerinin iki türü vardır – Mobil LiDAR ve Statik LiDAR.

LIDAR Teknolojisinin Avantajları

LIDAR, temel olarak aşağıdaki faktörlerden dolayı bir dizi endüstri için oldukça avantajlı bir ölçüm sistemidir.

LIDAR saniyede bir milyon nokta verisi toplayabilir, bu da onu olağanüstü hızlı bir ölçme yöntemi haline getirmektedir. Bina içi taramaları ortalama üç dakika sürmekte, büyük ölçekli ölçümlerin tamamlanması ise bir saatten az sürede tamamlanabilmektedir. Bu da LIDAR’ı mevcuttaki en hızlı ölçüm yöntemlerinden biri yapmaktadır.

LIDAR sistemleri, noktalar arasında çok küçük bir boşluk bırakarak son derece yoğun verileri toplamaktadır. Bu da sonuçların son derece hassas düzeyde doğru olduğu anlamına gelir.

LIDAR ile arazi ölçümüne gelince, aralarından seçim yapabileceğiniz çok sayıda seçenek vardır. LIDAR sistemleri, bir uygulamanın ihtiyaçlarına göre çeşitli platformlara monte edilebilir. Küçük ölçekli ölçümler için sabit bir tripod yeterli olabilirken, daha geniş alanların ölçümü için uçaklara, helikopterlere veya insansız hava araçlarına ihtiyaç duyulmaktadır. LIDAR verileri, ölçüm aracı olarak ışığı kullandığı için günün veya gecenin herhangi bir saatinde toplanabilme imkanına sahiptir.

LIDAR sistemleri diğer sistemlere göre daha hızlı çalışır ve uzaktan çalıştırılabilir, bu da onları operatör olarak çalışan insanların uzun süre kalması için güvensiz olabilecek yerlerde iyi bir seçim haline getirmektedir. Hava araçlarına monte edilebilmeleri de, insanların normalde erişemeyeceği kadar tehlikeli olan alanları araştırmak için kullanılmalarına olanak tanır.

LIDAR Teknolojisinin Kullanım Alanları

LIDAR teknolojisi günümüzde birçok alanda etkili olarak kullanılmaktadır. Bunlardan bazıları aşağıdaki gibidir.

Haritacılık

LIDAR’ın haritacılıkta kullanımı oldukça kapsamlıdır. Haritacılık alanındaki LIDAR uygulamalarına dair bazı örnekler şunlardır:

Dijital Yükseklik Modeli: Bir arazinin yüzeyinin 3B temsilini oluşturmak için dijital yükseklik modelleri (DEM’ler) kullanılır. LiDAR’dan önce, her ikisi de nispeten yavaş olan zemin araştırmalarına veya fotogrametriye güvenilirdi. LiDAR kullanımı bu süreci daha hızlı ve kolay hale getirmiştir.
Haritalama: LiDAR, yüksek çözünürlüğü ve doğruluğu ile haritaların oluşturulmasında kullanılmaktadır. 3B yetenekleri, dağ topografyası gibi arazi modellerinin haritalanmasının yanı sıra yüksek çözünürlüklü kontur haritaları üretmede de tercih edilmesine neden olmaktadır.
Yersel tarama: Yersel lazer tarama uygulamalarında LiDAR, bir nesnenin tüm ayrıntılarını ve koordinat bilgilerini içeren üç boyutlu bir nokta bulutu oluşturmak için kullanılır. Taranan yüzeyden metrekare başına yüzlerce nokta bulutu üretilir. Bu nokta bulutları, mimari ve mühendislik projeleri için doğru vektör verileri üretmeyi mümkün kılar.
Havadan tarama: Havadan lazer tarama, altyapı ve inşaat mühendisliği araştırmalarından tarım, ormancılık, madencilik ve taş ocakçılığına kadar birçok uygulamaya alanına sahiptir. LIDAR önceden yalnızca uçaklar veya helikopterlerle çalıştırılıyordu. Bununla birlikte, üreticiler artık kompakt, hafif versiyonlar geliştirmeye başladılar. UAV LiDAR, son 10 yılın en merakla beklenen teknolojilerinden biri oldu, haritacıların verileri yakalama yöntemini değiştirdi ve maliyetleri önemli ölçüde düşürdü.

Madencilik

LIDAR, madenlerde ve taş ocaklarında temel bir ölçme aracı olarak kullanılmaktadır. Doğaları gereği, madenler ve taş ocakları genellikle sınırlı erişime, engebeli araziye ve sınırlı ışığa sahip bölgelerdedir. Sonuç olarak, lidar ile geleneksel ölçme yöntemleri karşılaştırıldığında, geleneksel ölçme yöntemleri büyük ölçüde pratik değildir. LIDAR, taş ocakları ve madenler için uygulanabilecek kapsamlı bir çözüm sunarak doğru ve etkili sonuçlar üretir. Madencilik endüstrisindeki bazı LIDAR uygulamaları şunlardır:

Petrol ve Gaz Arama: Diferansiyel Absorpsiyon LiDAR (DIAL), halen geliştirilmekte olan yeni bir petrol ve gaz arama yöntemi sunmaktadır. LiDAR haritalama, gazları ve parçacıkları tespit etmek için kullanılmasının yanı sıra, arazinin doğru bir 3B modelini sağlayarak projenin çevresel etkilerini en aza indirir.
Maden Ocakları: LiDAR ayrıca taş ocaklarında da kullanılmaktadır. Çevre araziyi araştırmak ve projenin çevresel etkilerini ölçmek için kullanılabilir. LiDAR’ı kullanarak, mevcut taş ocağı sahaları birkaç santimetreye kadar hassas bir şekilde ölçülebilir.
Cevher Hacimlerinin Hesaplanması: LiDAR, cevher hacimlerini hesaplamak için, yer yüzeyinin altında ne olduğuna dair veri toplamak için kullanılabilir. Bu tür alanların taranması en çok İHA’lar ile yapılır.

Ulaşım

LIDAR, ulaşım alanında da kullanılmaya başlanmıştır. Bu alandaki kullanımlarına dair bazı örnekler aşağıdaki gibidir.

Ulaşım Planlaması: LiDAR’ın yüksek çözünürlüğü ve haritalama doğruluğu, onu ulaşım ve karayolu ağlarının planlanması için ideal bir çözüm haline getirmektedir. Hava ve kara tabanlı LiDAR, ince ayrıntıların yanı sıra geniş alanlarda veri yakalamak için de birlikte kullanılabilir.
Yol Tasarımı: LiDAR verileri, nihai yol tasarımını haritalamak için kullanılabilir, bu da herhangi bir tasarım kusurundan arınmış stabil bir yol oluşturmaya yardımcı olur ve yeni yol yapımı ve bakımının olumsuz etkilerini en aza indirir. Bu da özellikle engebeli araziye sahip yüksek riskli alanlarda çok ciddi bir avantaj olarak karşımıza çıkmaktadır.
Park Yeri Bulma: LiDAR teknolojisi, otonom araçlarda bir otoparktaki uygun park alanlarını bulmak için kullanılabilir. Park alanlarının sınırlı olduğu ve aracın daha küçük bir park alanına sığması gerektiği durumlarda, bir LiDAR sensörü aracı güvenli bir şekilde yönlendirebilir.