Vad är en laser scanner
Laserskanning
Laserskanning existerar enstaka mätmetod likt använder enstaka laserstråle på grund av för att mäta avståndet mellan mätinstrumentet samt en mätobjekt. Laserstrålen skannar alternativt sveper ovan en förbestämt zon samt kunna på det sättet mäta avståndet mot en stort antal punkter inom området.
uppgifter ifrån laserskanning existerar 3D-koordinatmätningar från ljusreflektioner ifrån marken samt andra objekt. Mätningarna förmå göras tillsammans numeriskt värde olika principer: Time-of-flight alternativt continuous wave. tillsammans med time-of-flight-principen skickar lasern ut ett kreditkort puls från ljus samt mäter tiden detta tar på grund av ljuset för att anlända tillbaka.
Avståndet är kapabel bestämmas genom för att ljushastigheten existerar känd. tillsammans continuous wave-principen skickar lasern ut kontinuerligt fasmodulerat ljus samt mäter fasen hos detta reflekterade ljuset. Avståndet är kapabel bestämmas genom för att fasen hos ljusen fungerar likt en fingeravtryck till den period detta sändes ut.
Terrester samt flygburen laserskanning
[redigera | redigera wikitext]Laserskanning på grund av skildring från kartor samt ritningar tillsammans med mera delas in inom terrester laserskanning, vilket görs tillsammans en instrument stående vid marken, samt flygburen laserskanning, likt görs ifrån luftfarkost alternativt helikopter.
Terrester laserskanning
[redigera | redigera wikitext]Terrester laserskanning används bland annat på grund av bygg- samt terrängmätning, var man ställer upp ett laserskanner såsom egen mäter in avstånd samt position från objekt inom omgivningen samt skapar ett tredimensionell mätdatabas. Databasen brukar ofta visualiseras liksom en punktmoln var varenda individuella inmätta punkter representeras från enstaka punkt.
inom regel äger man tillsammans med instrumentet fotograferat dess omgivning inom samband tillsammans laserskanningen, varvid punkterna inom punktmolnet är kapabel färgläggas. Ofta förmå man sedan inom den programvara såsom används röra sig runt inom punktmolnet samt även ofta mäta inom detta. Ur databasen kunna man sedan framställa ritningar kartor tillsammans med mera.
Flygburen laserskanning
[redigera | redigera wikitext]Flygburen laserskanning används till för att ifrån luften mäta in terrängens variationer inom höjd samt objekt genom olika variationer inom reflexionen. Positionen samt orienteringen hos laserskannern mäts tillsammans GPS samt tröghetsnavigering, samt positionen hos varenda reflektion kunna bestämmas ifrån avståndet samt riktningen på grund av den utsända laserpulsen.
Laserskanningen orienteras mot stödpunkter vid marken liksom identifieras nära efterbearbetning. angående flygplanet existerar utrustat tillsammans med GPS-baserat navigeringssystem såsom samlar in GPS-rådata, kunna denna användas till för att utveckla orienteringen.[1]
Den vanligaste typen från laserdata existerar diskreta laserreturer (dvs.
punkter), vilket innebär för att laserskannersystemet mäter den starkaste reflektionen alternativt dem starkaste reflektionerna till varenda skickad puls. Punkttätheten (dvs. antalet laserreturer per ytenhet) beror vid flyghöjd, hastighet, maximal vinkel på grund av den utsända laserstrålen samt hur flera pulsande per kort tid liksom laserskannersystemet sänder ut.
Det besitter vid senare kalenderår blivit allt vanligare för att man genom flygburen laserskanning, ofta ifrån helikopter, tar fram den höjdinformation liksom sedan används inom kommunala kartor samt nära projektering från vägar tillsammans mera. nära laserskanning ifrån helikopter tar man dessutom ofta fram ortofoton.
inom landet arbetar Lantmäteriet tillsammans för att ersätta den nationella höjddatabasen tillsammans information ifrån laserskanning ifrån flygplan, den sålunda kallade Nationella höjdmodellen.[2][3][4]
Flygburen laserskanning på grund av skogliga skattningar
[redigera | redigera wikitext]De senaste år äger flygburen laserskanning börjat användas till skoglig genomgång.
Laserskanningen mäter både mark samt vegetation samt på det sättet förmå skogens höjd samt täthet bestämmas. Skogsskattningarna förmå göras tillsammans således kallade areabaserade metoder alternativt genom för att känna igen enskilda växt inom laserdata.
Areabaserade metoder
[redigera | redigera wikitext]Areabaserade metoder ger skattningar från skogliga variabler till vissa bestämda ytenheter, t.ex.
10x10 meter stora rasterceller. dem skogliga variablerna existerar inom detta fall medelvärden samt summor, t.ex. virkesförråd per hektar alternativt medelstamdiameter. Resultatet förmå presenteras såsom ett landskapsbild tillsammans skattade värden. Metoderna bygger vid korrelationen mellan skogliga variabler samt variabler såsom förmå beräknas ifrån laserdata inom rastercellerna.
Den grundytevägda medelhöjden inom skogen existerar t.ex. korrelerad tillsammans med maxvärdet från höjden ovan marken på grund av laserreturerna. andra laservariabler förmå existera andelen returer ovan enstaka viss höjd, såsom säger något angående tätheten vid skogen, alternativt percentiler från höjden ovan marken. enstaka percentil existerar detta värde nedanför vilken enstaka viss andel från mätningarna hamnar.
Skogliga variabler förmå skattas inom all detta laserskannade området genom för att producera modeller var fältmätta värden står liksom beroende från laservariablerna. på grund av för att ta fram modellerna behövs referensdata, dvs. skogliga variabler mätta inom fält, t.ex. inom provytor. enstaka vanlig teknik existerar multipel regression, ett parametrisk teknik likt beskriver sambanden tillsammans ett matematisk modell.
Ibland används istället icke-parametriska metoder var sambanden ej behöver följa enstaka matematisk modell. modell vid icke-parametriska metoder existerar Random Forests, kNN samt k Most Similar Neighbours. Areabaserade metoder bygger vid starka samband mellan skogliga variabler samt laservariabler samt fungerar tillsammans nedsänkt punkttäthet (ca 0,5 punkter/m2), dock kräver många fältdata.
likt tumregel behövs minimalt 30 provytor på grund av multipel regression ifall skogen ej existerar alltför heterogen. till icke-parametriska metoder behövs inom storleksordningen minimalt 100 provytor. till för att täcka in mer varierad skogsområde behövs fler provytor.
Lantmäteriet skannade beneath 2009–2015 kurera land utom fjällen tillsammans nedsänkt punkttäthet (0,5 punkter/m2).
detta huvudsakliga syftet fanns för att producera enstaka fräsch nationell höjdmodell på grund av marken, dock laserdata existerar dessutom mot nytta till skogsbruket. Skogsstyrelsen besitter tillsammans tillsammans med Sveriges Lantbruksuniversitet (SLU) tagit fram skattningar från skogliga grunddata tillsammans hjälp från uppgifter ifrån den nationella laserskanningen baserat vid en regeringsuppdrag.
Resultatet existerar ett rasterkarta till kurera landet tillsammans 12,5×12,5 m2 pixlar alternativt rasterceller. varenda rastercell innehåller ett skattning från virkesförråd, biomassa, grundyta, medeldiameter, samt medelhöjd. Referensdata besitter varit provytor ifrån Riksskogstaxeringen. SLU utvecklar även metoder till för att sammanföra satellitbilder tillsammans laserdata.
Optiska satellitbilder bidrar inom detta sammanhanget främst tillsammans med resultat ifall trädslag, medan laserdata ger noggranna skattningar från medelhöjd samt virkesförråd. dem numeriskt värde datakällorna kompletterar varandra samt kombinationen ger förbättrad påverkan än varenda datakälla till sig.
Enskilda träd-metoder
[redigera | redigera wikitext]Med täta laserdata (> 5 punkter/m2) förmå även enskilda träd urskiljas.
tillsammans hjälp från automatiserade metoder liknande bildanalys är kapabel träden ringas in, således kallad segmentering. Detta görs ofta genom för att ursprunglig producera enstaka ytmodell, sedan känna igen höjder inom ytmodellen samt avgränsa området omkring varenda höjdpunkt mot ett trädkrona, en således kallat parti. Enskilda trädmetoder utnyttjar mer från 3D-informationen inom laserdata samt ger mer data än areabaserade metoder, dock kräver högre punkttäthet samt mer avancerade algoritmer.
en vanligt sätt för att producera enstaka ytmodell existerar för att utgå ifrån dem högsta laserreturerna inom små rasterceller, t. ex. 0,5× 0,5 m2. Detta ger enstaka ytmodell var trädtopparna syns på grund av enstaka massiv sektion från träden. ett nyare teknik existerar för att justera 3d mallar från trädtoppar inom struktur från ellipsoider direkt mot laserdata samt producera enstaka ytmodell var ”höjden” utgörs från korrelationen, dvs.
hur väl mallen passar inom varenda rastercell. Fördelen tillsammans detta existerar dels för att mer resultat inom laserdata utnyttjas eftersom ej bara dem högsta laserreturerna används samt dels för att ytmodellen bygger vid förståelse ifall former samt proportioner hos trädkronorna.
Ytmodeller beskriver endast detta högsta skiktet inom skogen.
Täta laserdata innehåller även mätningar ifrån träd samt buskar beneath detta högsta skiktet samt därför besitter metoder utvecklats till för att avgränsa trädtoppar inom tre dimensioner direkt ifrån laserreturerna. Metoderna bygger vid för att hitta grupper alternativt kluster från laserreturer. detta existerar vanligt för att utgå ifrån ett ytmodell till för att erhålla initiala positioner till dem högsta träden samt ett uppskattning från totala antalet växt.
Genom för att nyttja modeller från trädtoppar även inom detta fall kunna förståelse angående former samt proportioner hos trädkronorna utnyttjas.
Enskilda trädmetoder ger mer resultat än areabaserade metoder ifall t. ex. diameterfördelningen, speciellt angående fältmätningar till enskilda växt finns. inom idealfallet bör varenda växt ge upphov mot en parti.
inom praktiken omfattar dock enstaka sektion från segmenten flera träd. detta förmå existera träd såsom står tätt intill varandra samt vars kronor går in inom varandra. angående segmenteringen görs utifrån ett ytmodell förmå liksom tidigare nämnts endast träden inom detta högsta skiktet avgränsas. på grund av för att dem skogliga skattningarna bör bli korrekta förmå man koppla fältmätningar från enskilda växt mot segmenten.
på grund av varenda parti kunna noll, en alternativt flera träd kopplas. tillsammans med hjälp från attribut hos segmentet, t. ex. vidden relativt höjden, förmå man sedan att värdera eller beskatta antalet växt samt attribut hos träden. enstaka ytterligare fördel existerar för att trädslagsklassificering kunna göras på grund av enskilda träd, vilket existerar speciellt användbart inom blandskogar.
Proportionerna hos trädkronorna skiljer sig åt mellan olika trädslag liksom storlek, form eller gestalt samt reflektans hos löven alternativt barren. Detta medför för att olika trädslag ger olika geometriska attribut till segmenten liksom härleds ifrån laserdata samt olika intensitet hos detta reflekterade laserljuset. Genom för att koppla segmenten mot fältmätta växt tillsammans kända trädslag är kapabel man skaffa data angående dessa attribut såsom sedan kunna användas på grund av för att kategorisera trädslagen på grund av parti inom områden utan fältmätningar.
Laserskanning från mindre objekt
[redigera | redigera wikitext]För mätning från objekt tillsammans med komplicerade former samt till beskrivning från mindre 3D-modeller finns detta även andra typer från laserskannrar, bland annat handhållna.