LidarVerfahren

Lidar-Verfahren, kurz Lidar, bezeichnet ein Fernerkundungsverfahren zur Bestimmung von Entfernungen und zur Erfassung dreidimensionaler Strukturen durch Laserlicht. Ein Laserimpuls oder ein moduliertes Lichtsignal wird ausgesendet, die Zeit bis zur Rückkehr des reflektierten Signals gemessen und daraus die Distanz berechnet. Viele Messpunkte aus verschiedenen Blickwinkeln ergeben eine Punktwolke, aus der Oberflächenformen, Gelände und Objekte modelliert werden können.

Prinzipien und Variationen: Es gibt zeitbasierte Laufzeitmessungen (Time-of-Flight) und phasenbasierte Messungen durch modulierte Laserstrahlung. Time-of-Flight ermittelt die Distanz aus der gemessenen Laufzeit; phasenbasierte Systeme bestimmen die Phase des reflektierten Signals, was besonders bei höheren Abtastraten Vorteile hat. Lidar kann mit Infrarot- oder anderen Laserwellenlängen arbeiten, typischerweise im Nahbereich nahe 0,5 bis 1,6 Mikrometer. Die Technik kommt in verschiedenen Betriebsarten zum Einsatz, etwa als Luft- oder Bodenlidar.

Aufbau und Systeme: Zentrale Komponenten sind eine Laserquelle, ein Detektor, ein optischer Scanner oder Spiegelmechanismen, Timing- bzw. Synchronisationstechnik, eine Aufnahmeplattform (Flugzeug, Drohne, Fahrzeug oder Bodenstation) sowie GNSS/IMU zur Georeferenzierung. Die Datenverarbeitung erfolgt anschließend in spezialisierten Softwarepaketen, die Punktwolken registrieren, filtern und interpretieren.

Ergebnis und Verarbeitung: Aus den Messpunkten entstehen Koordinaten mit optionaler Intensität und Farbinformationen. Typische Verarbeitungsschritte umfassen Kalibrierung, Mehrfachpass-Registrierung, Auslese und Segmentierung von Objekten sowie Oberflächenmodellierung.

Anwendungen und Bedeutung: Lidar findet breite Anwendung in der Kartierung, Geländemodellierung, Bau- und Infrastrukturplanung, Forstwirtschaft, Denkmalpflege, Urbanistik, Robotik und autonomen Fahrsystemen. Vorteile sind hohe räumliche Auflösung und direkte 3D-Datenerfassung, während Wetterbedingungen, Reflexionslage und Kosten Faktoren bleiben. Eye-Safety-Regeln gelten bei allen Systemen, oft mit Klasse-1-Sicherheit in Betrieb.