Радар обнаружения дронов (лидар) быстро испускает лазерные импульсы в заданных направлениях и точно измеряет время их возврата, получая информацию о расстоянии и азимуте до целевых поверхностей и формируя на этой основе высокоточные трёхмерные пространственные данные. При установке лидара на платформу беспилотного летательного аппарата (БПЛА) крупномасштабную 3D-съёмку поверхности можно эффективно выполнять в одном комплексе, сочетая высокую точность и высокую мобильность.
1. Обзор технологии лидара
Лидар (Light Detection and Ranging) — активная технология дистанционного зондирования, которая использует для получения изображений лазерные лучи в диапазоне от ультрафиолетового до ближнего инфракрасного. Он может выполнять задачи съёмки, не полагаясь на внешние источники света. Например, ночью или при низкой освещённости оснащённые лидаром дроны всё ещё могут эффективно проводить наземные обследования, что делает их пригодными для таких применений, как мониторинг свалок и оценка последствий бедствий.
Являясь частью комплексного решения на базе БПЛА, лидар может в реальном времени передавать высокоточные 3D-данные, имеющие юридическую доказательственную силу. Данные такого типа широко применяются в городском управлении, экологической очистке и при ликвидации последствий аварий, помогая соответствующим службам значительно сокращать операционные расходы и повышать эффективность реагирования, а потенциальная экономическая выгода может достигать миллионов долларов.
2. Восемь основных сценариев применения лидара на БПЛА
1. Съёмка места происшествия и судебная экспертиза
Лидар на БПЛА может быстро построить высокоточную 3D-модель места происшествия. Полученные данные имеют юридическую силу, что значительно повышает эффективность расследования и достоверность доказательств.
2. Сельскохозяйственные и лесохозяйственные обследования
Традиционные лесные обследования часто неэффективны и дают приблизительные результаты. Лидар на БПЛА способен точно фиксировать высоту деревьев, степень растительного покрова, плотность леса и даже местоположение и высоту отдельных деревьев, полностью преодолевая ошибки и неэффективность традиционных методов. Кроме того, возможность активного излучения позволяет ему штатно работать без естественного света.
3. Планирование ирригации и ландшафта в сельском хозяйстве
На крупных сельскохозяйственных угодьях топографические 3D-данные являются основой планирования ирригационных систем. Например, рисовым полям требуются точные высотные отметки для сооружения земляных валов и каналов. Лидар на БПЛА может выполнить крупномасштабный сбор рельефа за один вылет, значительно повышая точность сельскохозяйственных работ и эффективность использования водных ресурсов.
4. Моделирование рельефа
По сравнению с традиционными методами съёмки лидар даёт существенные преимущества в стоимости и эффективности. Система создаёт подробные 3D-модели рельефа, принимая отражения лазера от различных объектов на поверхности (например, растительности и зданий), которые могут напрямую использоваться для инженерного планирования и наземных работ.
5. Осмотр линий электропередачи
На основе данных облака точек лидара можно извлечь информацию о расстоянии между проводами линий электропередачи, их провисании и окружающей обстановке (например, растительности и сооружениях), что позволяет провести комплексный структурный анализ и выявить риски в коридорах ЛЭП.
6. Топографическая и батиметрическая съёмка
Традиционные топографические и батиметрические съёмки часто опираются на авиационную технику, а это дорогостоящий и длительный процесс. Топографический лидар использует свет ближнего инфракрасного диапазона для съёмки суши, а батиметрический лидар — зелёный лазерный свет, который проникает в толщу воды и позволяет точно измерять рельеф речного и морского дна.
7. Археологические раскопки и картографирование объектов
Раньше съёмка крупных археологических объектов могла занимать годы. С помощью бортового лидара целые древние города можно за считаные минуты отснять в 3D высокого разрешения, что значительно продвигает оцифровку археологической документации и научные исследования.
8. Маркшейдерские работы и создание цифровой шахты
Условия на шахтах сложны, а традиционные методы съёмки неэффективны и дорогостоящи. С развитием «цифровых шахт» спрос на высокоточную 3D-информацию растёт. Благодаря высокому разрешению и бесконтактному способу измерений лидар стал идеальным инструментом для получения 3D-данных о поверхностях шахт и опасных зон, поддерживая работу цифровой шахты и управление безопасностью.
3. Заключение
Благодаря глубокой интеграции дронов и лидарных технологий различные отрасли смогли обеспечить более эффективный, точный и малозатратный сбор и анализ данных, непрерывно развивая инновационное применение съёмки и дистанционного зондирования в современных инженерных проектах и научных исследованиях.
Рекомендуемая литература
-
National Oceanic and Atmospheric Administration - What is Lidar? (Национальное управление океанических и атмосферных исследований — что такое лидар?) Национальное управление океанических и атмосферных исследований (NOAA) даёт авторитетное объяснение принципов работы и применений лидарной технологии, охватывающее такие практические сценарии, как съёмка и изучение океана.
-
U.S. Geological Survey – Lidar Base Specification v2.1 (PDF) (Геологическая служба США — базовая спецификация лидара v2.1, PDF) Геологическая служба США (USGS) предоставляет подробные стандарты и рекомендации по сбору и обработке лидарных данных, которые подходят для углублённого изучения отраслевых норм и применения данных.
-
NASA Operation IceBridge – NSIDC Data Portal (NASA — операция IceBridge, портал данных NSIDC) Национальный центр данных по снегу и льду (NSIDC) — назначенный NASA архив данных операции IceBridge; материалы авиационных съёмок этой миссии наглядно показывают ключевую роль лидара в науках о Земле, полярном мониторинге и глобальных экологических исследованиях.
Нужна противодроновая РЛС для вашего объекта?
РЛС низковысотного наблюдения серии CR обнаруживают дроны с ЭПР 0,01 м² на дальности 3–10 км и классифицируют цели по микродоплеровским признакам — каждая трасса выдаётся с классом цели и достоверностью.