پارامترهای مهم اسکنر های لیزری

در جستجویی که در اینترنت داشتم به مقاله ای برخوردم که در مورد اسکنرهای لیزری هوایی بود. بد ندیدم حال که مطلب در این مورد به زبان فارسی کم است آن را ترجمه و تلخیص کرده در اختیار دوستان قرار دهم.

فن آوری اسکنرهای لیزری، انقلابی در دنیای اخذ اطلاعات زمینی پدید آورده است. این سیستمها بر اساس ارسال و دریافت امواج لیزری کار می­کنند. تا مدتها دقت این دستگاهها پایین بود و فقط برای کارهای کم دقت استفاده می­شد. ولی نسل دوم این سیستمها قادرند تا اطلاعات دقیقی در زمینه نقشه برداری از سطح زمین و تولید منحنی میزان، پوشش گیاهی و زیرساختهای شهری نظیر خطوط انتقال نیرو و .. در اختیار ما قرار دهند. امروزه در بازار انواع اسکنرهای لیزری وجود دارد. در ادامه خصوصیات مهم این سیستمها بررسی می شود که در خرید چنین دستگاههایی ممکن است مفید واقع شود.

یکی از اساسی ترین خصوصیات این دستگاهها نرخ پالس (pulse rate) آنهاست. هرچه این پارامتر بالاتر باشد تعداد نقاط بیشتری از یک منطقه مشخص برداشت می­شود. کارفرمایان معمولا این پارامتر را بر حسب تعداد نقطه در متر مربع بیان می کنند. ولی آنچه اهمیت دارد تعداد نقاطی است که واقعا به سطح زمین برخورد می کنند. در مورد پوشش گیاهی تنها وقتی می توان به تعداد مناسبی نقطه رسید که 5 نقطه یا بیشتر در یک متر مربع به سطح پوشش گیاهی برخورد نماید. برای نقشه برداری دقیق از سطح زمین یا عوارض باریکی نظیر خطوط انتقال برق به چگالی 20 نقطه در متر مربع نیازمندیم.

  دومین پارامتر سلامت چشم مردمی است که در زیر هواپیما قرار دارند.  بسیاری از دستگاهها اجازة استفاده در ارتفاعات پایین را به خاطر اثرات سوئی که بر چشمهای مردم می گذارند، ندارند. اسکنرهای لیزری کلاس 2 در هر ارتفاعی می توانند پرواز نمایند، به این ترتیب میتوان با این دستگاهها به هر دقت و چگالی دلخوه رسید و البته از دست ابرها نیز که مانعی مهم به شمار می روند فرار نمود.

دیگر پارامتر مهم تشخیص کامل شکل موج توسط  سیستم است. این مسئله در زمینهایی که توپوگرافی پیچیده ای دارند بسیار مهم می شود. شیبهای تند همیشه برای برخی اسکنرها ایجاد خطا می کنند. پردازش کامل موج همچنین امکان آنالیز دقیقتر موج را جهت تعیین دقیق موقعیت عوارضی که پالس به آنها برخورد می کند را فراهم می آورد. از این اطلاعات می توان برای مدل کردن دقیق زیرساختارها و پوششهای گیاهی بهره جست.

طول پالس (Pulse length) حداقل فاصله بین عوارض قابل تشخیص را معین می کند. در سیستمهای قدیمی تر این پارامتر بزرگتر بود و به همین خاطر ابهام بیشتری در اطلاعات کسب شده وجود داشت. یک طول پالس کوچکتر از 4 ns  می تواند اشیایی تا 0.6 متر را تشخیص دهد.

دیگر پارامتر مورد  اهمیت نحوه ارسال امواج است. ارسال امواج با الگوی مربعی و با توزیع زوج می تواند بهترین تنظیم برای رسیدن به بالاترین دقت جهت تولید DEM باشد. برخی از اسکنرها در طول یک خط چگالی مناسبی از نقاط را ایجاد می کنند ولی بین خطوط متوالی اسکن آنها فضای خالی قابل توجهی وجود دارد. در چنین حالاتی در پردازش فضای خالی بین خطوط درون یابی می شود. هرچه فضای بین خطوط بیشتر باشد احتمال خطا بالاتر می رود. الگوی برداشت مربعی نیاز به تکرار عملیات کالیبراسیون را نیز از بین می برد.

اگر به دستگاه یک دوربین عکسبرداری نیز اضافه شده باشد بسیار مفید خواهد بود. این دوربین می تواند به طور همزمان از منطقه مورد برداشت اسکنر عکس برداری نماید. به این طریق می توان از پرواز مجدد جلوگیری نمود و از منطقه مورد نظر عکسهای ترمیم شده (rectified imagery)  البته نه به دقت و کیفیت تصاویر اورتو، تهیه نمود. از این تصاویر برای دیجیتایز خطوط شکست یا عوارض خطی نیز می توان استفاده کرد.

اندازه نقطه نشانه روی زمین نیز از اهمیت به سزایی برخوردار می باشد. ترکیب میزان واگرایی موج لیزر و ارتفاع پرواز، اندازه نقطه نشانه روی زمین را تعیین می کند. اگر این مقدار بزرگ باشد خطای افقی بالایی را ایجاد می کند و اگر خیلی کوچک باشد میزان انعکاس از سطح زمین کم می شود. اگر ارتفاع پرواز 700 متر و واگرایی 0.5 mrad باشد، اندازه نقطه نشانه  چیزی بین 25 تا 50 سانتیمتر می شود که برای برداشت جزییات سطح زمین بسیار مناسب است.

مجموع این پارامترها و انتخاب صحیح آنها می تواند به شما در یک خرید یا انجام یک پروژه موفق کمک کند.