LiDAR є одним із найшвидших та найефективніших способів точного вимірювання висоти земної поверхні та розташованих на ній об’єктів. У статті представлено кілька прикладів використання LiDAR у різних галузях і сферах діяльності. Протягом найближчих років застосування цієї технології лише зростатиме, і вона стане звичним методом вимірювання природних та антропогенних ландшафтів.
Такі об’єкти, як будівлі, штучні берегові укріплення та дороги, значно впливають на рух води та поширення повеней. Для вирішення задач, пов’язаних із топографією місцевості та виявленням особливих характеристик, необхідні вхідні дані з високою роздільною здатністю. На приклад, за останні десятиліття багато регіонів Великої Британії стикалися з частими міськими повенями, тому є нагальна потреба в удосконаленні методів моделювання, щоб врахувати вплив якості вхідних даних на результати. Різниця навіть у кілька десятків сантиметрів може суттєво вплинути на оцінку збитків у міських зонах. Завдяки LiDAR ця галузь отримала можливість створювати набагато точніші моделі прогнозування повеней.
Точні дані про рельєф місцевості, висоту та густоту дерев є надзвичайно важливими для фахівців з охорони за лісами, лісників та менеджерів з управління природними ресурсами. LiDAR вирізняється своєю здатністю вимірювати вертикальну структуру лісових пологів та окремих крон дерев. Окрім картування ґрунту під лісовими масивами, LiDAR може оцінювати щільність і висоту основи лісового покриву. Ці показники використовуються для визначення ємності дерев для моделей прогнозування пожеж. LiDAR-зйомка дозволяє проводити великомасштабні дослідження з економічною ефективністю, яка раніше була недоступною. Ще одне важливе застосування LiDAR — це оцінка висоти дерев для визначення площі кореневих систем, що є корисним для страховиків при оцінці нерухомості. Знання про близькість дерев до будівель, надземних ліній електропередач та іншої інфраструктури стає дедалі важливішим. LiDAR також все частіше використовується для виявлення прогалин у лісових коридорах, що значно знижує витрати порівняно з традиційними методами обстеження.
Міське планування, або урбаністика, — це дисципліна, яка займається плануванням використання земель та аналізом різних аспектів розвитку муніципалітетів і громад. LiDAR-дані в поєднанні з цифровими ортофотопланами дозволяють створювати високодеталізовані цифрові моделі поверхні, а також тривимірні моделі міст. Завдяки спеціалізованому програмному забезпеченню можна генерувати оцінкові моделі будівель на основі первинних даних LiDAR. Ця технологія забезпечує швидке моделювання великих територій. Сьогодні точні цифрові моделі потрібні для різних цілей, таких як телекомунікації (для обчислення прямої видимості), планування у випадку стихійних лих, моделювання забруднення повітря та шуму, а також розробка інфраструктурних проєктів. Використовуючи LiDAR у поєднанні з ГІС, можна виявляти нові ділянки та будівлі, що раніше не були відображені на картах. Наприклад, міська рада м. Слау використовувала LiDAR для оновлення даних і виявила значну кількість невідомих раніше нових будівель і прибудов. Така інформація є критично важливою для аварійних служб, будівельних інспекцій та оцінки впливу на інфраструктуру. LiDAR також дозволяє інженерам за допомогою ГІС моделювати різні сценарії для оцінки оптимальних рішень щодо будівництва нових доріг або житлових кварталів.
Антропогенний ландшафт складається з мережі маршрутів, включаючи транспортні шляхи та інженерні комунікації, що формують коридори крізь населені пункти. Ці коридори потребують спеціалізованого управління, і для багатьох фахівців LiDAR високої щільності став ключовим джерелом даних для цього. Картографування транспортних коридорів, яке підтримує інженерне планування та моніторинг змін у дорожніх мережах, вимагає високої просторової роздільної здатності та точності при масштабних інженерних роботах. Дані аеро LiDAR дозволяють зібрати велику кількість інформації на великих площах, а наземний LiDAR додає деталізацію на вибраних ділянках. Це забезпечує максимально ефективний процес зйомки для конкретних територій.
Обстеження ліній електропередач також регулярно проводяться за допомогою LiDAR, що дозволяє точно оцінити перекриття рослинністю і потенційні пошкодження. Дуже висока щільність LiDAR дозволяє виявляти окремі лінії електропередач, опори, що може бути використано для вимірювання провисання ліній (контактної мережі) і навіть окремих ізоляторів.
Об’ємні вимірювання та розвідка LiDAR використовується для обстеження земельних ділянок на предмет їхньої придатності для видобутку корисних копалин та розробки кар’єрів, а також для точного визначення впливу на навколишнє середовище. Висока точність LiDAR також означає, що можна провести швидке обстеження, яке дасть точні об’ємні вимірювання існуючих кар’єрів і відходів з точністю до декількох сантиметрів. Цей же метод можна використовувати для вимірювання запасів вугілля та інших подібних матеріалів.
LiDAR стає все більш популярним інструментом в археології, зокрема для планування польових робіт, картографування об’єктів, прихованих під лісовим покривом, та огляду великих археологічних ділянок, які важко ідентифікувати з землі. Ця технологія дозволяє створювати високоточні цифрові моделі рельєфу (ЦМР) археологічних об’єктів, що виявляють мікротопографію, приховану рослинністю. Отримані дані можуть бути інтегровані в геоінформаційні системи (ГІС) для подальшого аналізу та інтерпретації. Завдяки здатності LiDAR проникати крізь густу рослинність, відкриваються об’єкти, які не можна було побачити традиційними геопросторовими методами або під час польових досліджень. У Великій Британії використання LiDAR призвело до виявлення численних нових археологічних знахідок, таких як римські дороги, фортифікації залізного віку та навіть об’єкти новітньої історії, зокрема табори військовополонених і окопи.
Раніше карти створювалися на основі аерофотозйомки та наземних вимірювань, проте з появою LiDAR, що забезпечує високу точність і роздільну здатність, його активно використовують для картографування. Класифіковані дані LiDAR допомагають ідентифікувати дороги, будівлі та рослинність, полегшуючи подальше створення карт. Завдяки тривимірним даним LiDAR особливо підходить для картографування складного рельєфу, наприклад, гірських територій, водно-болотних угідь та інших важкодоступних місцевостей. Крім того, LiDAR дозволяє створювати високоточні контурні карти та карти заглиблених об’єктів, таких як трубопроводи.
Відновлювана енергетика є відносно новим сектором, який активно використовує можливості LiDAR. Планування вітрових електростанцій часто здійснюється із застосуванням LiDAR, що дозволяє не тільки змоделювати майбутні установки, але й продемонструвати їхній вплив на довкілля для залучення громадськості. Завдяки даним про рельєф, рослинність та забудову, LiDAR допомагає точно розрахувати потоки вітру та оптимально розмістити турбіни для максимальної ефективності. Також сонячна енергетика почала активно використовувати LiDAR для визначення форми, нахилу та орієнтації дахів у містах, що дозволяє точно оцінити корисну площу для встановлення панелей, враховуючи затінення від дерев і будівель. Отримані дані, разом із інформацією про рівень сонячної радіації, дозволяють розрахувати потенціал сонячної енергії та оцінити рентабельність інвестицій, забезпечуючи економічно вигідну оцінку сонячного потенціалу міста.
LiDAR дозволяє виконувати точне картографування берегової лінії, що забезпечує глибоке розуміння взаємодії суші та моря. Ця технологія дає можливість створювати моментальні знімки узбережжя у різні часові періоди. Зіставлення кількох наборів даних, зібраних протягом багатьох років, дозволяє отримати важливу інформацію про процеси ерозії узбережжя та накопичення осадів. Таке моделювання змін берегової лінії є ключовим етапом у плануванні захисних споруд і прибережної інфраструктури. Крім того, висока деталізація, зокрема піщаних дюн і солончаків, робить цю технологію важливим інструментом для екологічного моніторингу та управління узбережжям.
Як було зазначено раніше, LiDAR фіксує всі об’єкти на поверхні землі, що дозволяє використовувати його для моделювання затінення. Це корисно як для сонячної енергетики, так і для планування нових забудов, щоб оцінити вплив затінення.
Джерело: автор James Eddy