Trong blog "Hướng dẫn những gì thực sự là Công nghệ LIDAR" chúng tôi đã thảo luận về một số sự thật mô tả cơ bản của Công nghệ LIDAR. Hiện tại, LIDAR được biết đến như một trong những cách hiệu quả nhất để lập bản đồ, nhờ việc thu thập hiệu quả dữ liệu không gian địa lý tham chiếu (geo-referenced spatial data) mật độ cao và độ chính xác cao.
Trong blog này tôi sẽ liệt kê các lĩnh vực nơi Công nghệ LIDAR đang được sử dụng hiện nay và bạn sẽ không tin rằng nó đã thêm giá trị đến mức nào cho việc vận hành đúng đắn của quy trình đó.
Ứng dụng của Công nghệ LIDAR
- Nông nghiệp (Agriculture) –
LIDAR có thể tạo bản đồ địa hình của các ruộng và tiết lộ độ dốc và tiếp xúc mặt trời của đất canh tác. Ứng dụng khác là trong lập bản đồ vụ mùa trong vườn cây ăn trái và vườn nho.
- Xe tự lái (Autonomous Vehicles) –
Xe tự lái sử dụng LIDAR để phát hiện và tránh chướng ngại vật để điều hướng an toàn qua môi trường. Cảm biến LIDAR cung cấp dữ liệu cho phần mềm xác định nơi chướng ngại vật tiềm ẩn tồn tại trong môi trường và xe ở đâu liên quan đến những chướng ngại vật tiềm ẩn đó.
- Quản lý cháy rừng (Forest Fire Management) –
LIDAR đang trở nên phổ biến rộng rãi trong quản lý cháy rừng. Phòng cháy đang chuyển từ phản ứng thụ động sang quản lý cháy chủ động. Hình ảnh LIDAR giúp giám sát khu vực cháy tiềm năng được gọi là ánh xạ nhiên liệu (fuel mapping).
- Mô hình lũ lụt (Flood Modelling) –
Đặc điểm như tòa nhà, đê sông nhân tạo hoặc đường bộ có ảnh hưởng lớn đến động lực dòng chảy và lan truyền lũ lụt. Dữ liệu LIDAR cũng có thể tích hợp vào phần mềm mô phỏng cứu援, cứu hộ và lũ lụt để cung cấp thông tin địa hình tiên tiến.
- Quy hoạch đô thị (Urban Planning) –
Quy hoạch thành phố hoặc thị trấn là kỷ luật quy hoạch sử dụng đất khám phá nhiều khía cạnh của môi trường xây dựng và xã hội của các đô thị và cộng đồng. Dữ liệu LIDAR là công nghệ tương đối mới để lấy Mô hình Bề mặt Số (Digital Surface Models) của bề mặt Trái đất. Dữ liệu này, khi kết hợp với ảnh trực giao số (digital Ortho-photos), có thể dùng để tạo DSM chi tiết cao và cuối cùng là Mô hình Thành phố Số (Digital City Models).
- Quản lý đường bờ biển (Coastline Management) –
LIDAR giúp chụp ảnh đường bờ biển tại các khoảng thời gian cụ thể. Nó có thể cung cấp insight quý giá vào chi tiết chính xác của xói mòn bờ biển. Nó cho chi tiết tốt hơn các đặc征 bờ biển như mặt vách đá cho mục đích lập bản đồ.
- Lập bản đồ và Chỉ trình học (Mapping and Cartography) –
LIDAR phù hợp cho lập bản đồ mô hình 3D và địa hình núi phức tạp. Nó được dùng cho bản đồ đường đồng mức độ phân giải cao và có thể hỗ trợ lập bản đồ đường, tòa nhà và thực vật.
- Lập kế hoạch mạng di động (Cellular Network Planning) –
Nó có thể dùng để cung cấp phân tích chính xác để xác định line of sight (tầm nhìn trực tiếp) và view shed (khu vực nhìn thấy) cho anten di động đề xuất.
- ELC –
ELC là viết tắt của Ecological and Land Classification (Phân loại Sinh thái và Đất). Nó được thực hiện để cung cấp thông tin sinh học và vật lý của Cảnh quan giúp quản lý bền vững.
- Điều hướng (Navigation) –
LIDAR đang ngày càng phổ biến như hệ thống hướng dẫn cho xe tự lái. Tốc độ và độ chính xác của bộ quét nghĩa là dữ liệu có thể truyền cho hệ thống xử lý kết quả trả về trong thời gian thực hoặc gần thực tế. Điều này cho phép thiết bị điều khiển xe phát hiện chướng ngại vật và cập nhật lộ trình trong thời gian rất ngắn.
- Lâm nghiệp chính xác (Precision Forestry) –
Lâm nghiệp chính xác được định nghĩa là quy hoạch và vận hành khu rừng đặc thù để tăng năng suất chất lượng gỗ, giảm chi phí và tăng lợi nhuận, và duy trì chất lượng môi trường. LIDAR và ảnh từ trên cao được dùng để thực hiện lâm nghiệp chính xác.
- Hình ảnh hóa (Imaging) –
Hình ảnh hóa 3-D được thực hiện với cả hệ thống quét và không quét. "3-D gated viewing laser radar" là hệ thống radar laser không quét áp dụng kỹ thuật gated viewing (xem có cổng). Kỹ thuật gated viewing áp dụng laser xung và camera nhanh có cổng (fast-gated camera).
- Khai thác mỏ (Mining) –
Việc tính toán thể tích quặng hoàn thành bằng quét định kỳ tại khu vực khai thác quặng. Cảm biến LIDAR cũng có thể dùng cho phát hiện và tránh chướng ngại vật cho xe khai thác mỏ robot.
- Tìm kiếm Dầu và Khí (Oil and Gas Exploration) –
Hệ thống LIDAR được dùng để theo dõi lượng khí trace trong bầu khí quyển trên hydrocacbon để đo nồng độ bất thường có thể đo được. Lập bản đồ giúp giảm thiểu tác động môi trường cũng như tổng chi phí bằng cách đảm bảo chỉ khu vực cần thiết được phát triển.
- DEM (Giá trị Độ cao Số) –
Nó trình bày mô hình độ cao trong tọa độ 3-D. Giá trị độ cao được dùng khắp nơi, trong đường, tòa nhà, cầu và khác. Nó đã làm cho việc nắm bắt độ cao bề mặt dễ dàng. Trước LIDAR, phương pháp khảo sát mặt đất hoặc photogrammetry được dùng để lấy tọa độ z nhưng phương pháp đó rất tốn thời gian.
- Ứng dụng Thủy văn (Hydrology Applications) –
DEM tạo từ LIDAR được dùng trong quy hoạch phân chia dòng suối, khu vực lưu vực, bản đồ ngập lụt, dự báo chảy rộn hoặc ô nhiễm và đo sâu. DEM chính xác và cao là đầu vào chính để tạo ra những thứ này và phần mềm GIS được dùng để tạo chúng.
- Quy hoạch giao thông (Transport Planning) –
Lập bản đồ hành lang giao thông để hỗ trợ quy hoạch kỹ thuật và phát hiện thay đổi mạng lưới đường bộ đòi hỏi độ phân giải không gian cao và độ chính xác lập bản đồ kỹ thuật quy mô lớn. Với phát triển mới nhất của cảm biến LIDAR, tiềm năng độ chính xác của dữ liệu LIDAR đã được cải thiện đáng kể.
- Bay không gian và Thiên văn học (Spaceflight and Astronomy) –
Mạng lưới quan sát viên toàn cầu dùng LIDAR để đo khoảng cách đến bộ phản xạ đặt trên Mặt trăng. LIDAR cũng đã được dùng cho nghiên cứu khí quyển từ không gian. Nó giúp bảo trì Trạm Vũ trụ.
- Mỏ đá và Khoáng sản (Thể tích và Khám phá) –
LIDAR cũng được dùng cho ngành mỏ đá để xác định ô nhiễm không khí cũng như khảo sát đất quanh khu vực để xem sự phù hợp, cũng như cho chỉ báo chính xác tác động môi trường.
- Khao cổ học (Archaeology) –
LIDAR hỗ trợ tạo mô hình độ cao số độ phân giải cao để tiết lộ micro-topography (vi địa hình). Kết quả từ nó hỗ trợ trong việc quy hoạch chiến dịch thực địa và lập bản đồ đặc征 dưới tán rừng.
- Vi địa hình (Micro Topography) –
LIDAR là công nghệ rất chính xác và chính xác sử dụng xung laser đánh trúng vật thể. Photogrammetry thông thường hoặc công nghệ khảo sát khác có thể bỏ lỡ giá trị độ cao bề mặt bị che bởi thực vật hoặc tán rừng. Nhưng LIDAR có thể xuyên qua vật thể và phát hiện giá trị bề mặt.
Cảm biến từ xa khí quyển và Khí tượng học –
Hệ thống LIDAR được dùng để xác định hồ sơ đám mây, đo gió, nghiên cứu aerosol và định lượng các thành phần khí quyển khác nhau. Chức năng của hệ thống LIDAR này có thể phân loại thành 2 loại như dưới:
- Bằng cách đo backscatter từ khí quyển
- Bằng cách đo phản xạ tán xạ khỏi mặt đất hoặc bề mặt cứng khác.
Cho đến nay chúng ta đều không biết công nghệ này được sử dụng rộng rãi đến vậy cho nhiều quy trình công nghiệp nhằm đạt kết quả tốt hơn từ quy trình và hỗ trợ quy hoạch tòa nhà, khu đô thị và khai thác mỏ. Lĩnh vực như khảo cổ, thiên văn, cảm biến từ xa, kiểm soát lũ lụt và ô nhiễm, nghiên cứu các tham số địa chất khác nhau và nhiều hơn đã được hưởng lợi lớn nhờ sử dụng LIDAR trong quy trình.