Airborne LiDARはどのような用途に使えるのでしょうか?
特にAIや機械学習の普及に伴い、Airborne LiDARのユースケースや有効な活用方法は広がっています。 しかし、原理的には、広い範囲の体積データや3次元データを必要とし、上空から見ることができるアプリケーションであれば、どのようなものでも適しています: 都市計画 農作物マッピング 変化検出 トランスミッションラインマッピング 氾濫原測量 河川・海岸のモニタリング
特にAIや機械学習の普及に伴い、Airborne LiDARのユースケースや有効な活用方法は広がっています。 しかし、原理的には、広い範囲の体積データや3次元データを必要とし、上空から見ることができるアプリケーションであれば、どのようなものでも適しています: 都市計画 農作物マッピング 変化検出 トランスミッションラインマッピング 氾濫原測量 河川・海岸のモニタリング
最新のエアボーンLiDARシステムの多くは、同時に画像を収集するカメラシステムを搭載しています: ベクターオリエンテッドな画像を作成する 真のオルソグラフィックイメージを作成する 点群に色をつける
慣性計測システム(INS)は、レーザースキャナーでデータを取り込む際に、システムの位置や向きをうまく調整することができ、正確な最終出力を得るために必要不可欠です。 INSは、GNSS受信機と慣性運動ユニット(IMU)からのデータを組み合わせて、一般にSBET(Smoothed Best Estimate of Trajectory)と呼ばれる軌道の高精度な推定を行います。 一般的には、最近のGNSS基地局技術を活用した差分処理になります。
レーザースキャナーは、時間差でレーザーパルスを照射し、反射して戻ってくるパルスを測定する高度なシステムです。 この情報をもとに、経過時間や位相のずれ、戻ってくる光量の強弱を検出します。 このシステムでは通常、レーザー光源は固定され、スキャン動作は回転または振動するミラーによって行われます。 また、ファイバーアレイを使用して、走査パターンを生成することも可能です。 先進の航空レーザーは、各出射パルスから複数のリターンを得ることができ、さらに処理するための「フルウェーブフォーム」リターンも可能です。 このプロセスで収集された結果データは、特徴や景観の豊かな3Dモデルを作成するために使用することができます。 ただし、最後のパルスリターンが必ずしも地上からのものであるとは限らないので、グランドトゥルースデータによる検証が必要であることには注意が必要です。
現在販売されているLiDARシステムには、Leica CityMapper 2、Teledyne Optech Galaxy T-2000、RIEGL VQ-1560-IIなどがあり、これらはそれぞれ最大400万パルス/秒、7500メートルという驚くべき速度と高さで機能することができる。 さらに、1パルスあたり複数のリターンを捕捉したり、全波形をデジタル化することで無制限にリターンを収集することも可能です。 小型UAV用に設計されたシステムも急速に進歩しており、毎秒数十万点のポイントを生成し、適切な高度と速度で飛行させれば、1平方メートルあたり数百点を記録することができます。 このようなシステムは、一般的に「システム」と呼ばれる部品の組み合わせで構成されており、具体的な内容は異なる場合がありますが、通常、レーザースキャナー、慣性航法装置(INS)、カメラなどが含まれます。
レーザーは光パルスを発生させ、それをミラーに投影し、最終的に「ターゲット」(通常は地上の物体)に到達させる。 レーザーが物体に衝突するまで下降すると、反射してシステムに戻ってきます。 光速を一定とする数式によって、出発点からの距離を求めることができるようになります。 この測定によって、エンティティの高さ(Zデータポイントとも呼ばれる)を知ることができます。 さらに詳細な経度・緯度(X・Yデータポイント)を知るために、全地球測位システムも併用されています。 また、慣性計測ユニットを搭載することで、ピッチ、ヨー、ロールの寸法に関するデジタル位置情報を私たちに届けてくれます。 近年のLiDAR技術の進歩により、飛行機やヘリコプターで数千フィート上空から、またUAVで地上から、高速にデータを取得することが可能になりました。 特に、危険な場所や近寄れない場所など、従来の方法では不可能な場所の測量に有効です。 また、レーザーが人体に影響を与えないため、関係者の健康や安全を損なうことなく空中調査を行うことができるのもメリットです。
Airborne LiDAR(Light Detection and Ranging)は、LiDAR技術を使ってDigital Surface Modelsを作成するための3次元データを高速かつ正確に取得する方法です。 カメラを内蔵し、RGB画像にLiDARデータを加えることで、レーザーで特徴物や地面までの距離を計測するアクティブセンサーによる地面の情報を総合的に評価することができます。 エアボーンLiDARは、非常に詳細で、地理参照された正確な点群データを提供します。 従来の地図製品だけでなく、このデータを使ってデジタル標高モデル(DEM)やデジタル地形モデル(DTM)などの貴重な情報を抽出することができます。 [...]