Shenzhen FOVA Technology Co.,Ltd allenxiao1003@gmail.com 86-134-10031670
Trong các lĩnh vực phát triển nhanh chóng của khảo sát, kiến trúc và mô hình 3D, công nghệ quét laser và LiDAR (Light Detection and Ranging - Phát hiện và Đo khoảng cách bằng ánh sáng) nổi lên như những công cụ mang tính chuyển đổi. Những phương pháp mạnh mẽ này, cả hai đều dựa vào công nghệ laser, đang thay đổi một cách cơ bản cách chúng ta nhận thức và xây dựng môi trường vật chất của mình. Mặc dù chúng có những nguyên tắc chung, nhưng những khác biệt tinh tế nhưng quan trọng của chúng sẽ xác định những điểm mạnh tương ứng trong các ứng dụng khác nhau.
Quét laser đại diện cho một phương pháp thu thập dữ liệu 3D tinh vi, ghi lại một cách tỉ mỉ thông tin ba chiều chính xác của các đối tượng, cấu trúc hoặc môi trường. Bằng cách thu thập một cách có hệ thống hàng triệu điểm dữ liệu, máy quét laser tạo ra cái được gọi là "đám mây điểm" — một ma trận dày đặc các điểm tạo thành nền tảng cho các mô hình 3D kỹ thuật số. Những mô hình này tái tạo trung thực các kích thước và hình học của các đối tượng được quét, cho phép các nhà khảo sát và kỹ sư phân tích và đo lường các tính năng với độ chính xác đặc biệt.
Công nghệ này chứng minh giá trị không thể thiếu trong các ngành đòi hỏi độ chính xác, tốc độ và chi tiết cao, đặc biệt là trong khảo sát. Khả năng tạo ra các mô hình 3D có độ phân giải cao, chính xác khiến nó phù hợp lý tưởng cho các ứng dụng kiến trúc, kỹ thuật kết cấu và quy hoạch đô thị.
Trọng tâm của máy quét laser là một bộ phát chiếu các xung laser về phía các bề mặt mục tiêu. Những chùm tia này phản xạ trở lại bộ thu của máy quét, ghi lại thời gian khứ hồi của xung. Phép đo "thời gian bay" này tính toán khoảng cách giữa máy quét và mục tiêu. Bằng cách xoay máy quét theo một vòng cung 360 độ trong khi liên tục phát ra các xung, thiết bị sẽ thu thập các điểm dữ liệu từ nhiều góc độ, bao phủ một trường nhìn rộng để tạo ra một biểu diễn 3D toàn diện.
Công nghệ quét 3D được sử dụng rộng rãi trong các dự án xây dựng, bảo tồn di tích lịch sử và thiết kế công nghiệp — những lĩnh vực mà các phép đo chính xác là rất quan trọng đối với an toàn và tính toàn vẹn của cấu trúc.
LiDAR, một công nghệ viễn thám, chuyên thu thập dữ liệu quy mô lớn. Không giống như trọng tâm của quét laser vào chi tiết tầm gần, các hệ thống LiDAR có thể được gắn trên các nền tảng trên không, trên mặt đất và di động để thu thập dữ liệu không gian rộng lớn. Khả năng này làm cho nó đặc biệt có giá trị để lập bản đồ địa hình, quản lý môi trường và lập kế hoạch cơ sở hạ tầng.
Từ viết tắt LiDAR là viết tắt của Light Detection and Ranging (Phát hiện và Đo khoảng cách bằng ánh sáng). Là một phương pháp viễn thám chủ động, nó phát ra các xung laser xuyên thấu của riêng mình thay vì dựa vào ánh sáng xung quanh, cho phép hoạt động cả ngày lẫn đêm.
Tương tự như quét 3D, LiDAR hoạt động bằng cách phát ra các xung laser và đo thời gian phản xạ của chúng từ các bề mặt. Các phép đo thời gian bay này cho phép tính toán khoảng cách chính xác. Tuy nhiên, các hệ thống LiDAR thường phát ra hàng nghìn đến hàng triệu xung mỗi giây, tạo điều kiện cho việc quét nhanh chóng, toàn diện các môi trường lớn. Điều này tạo ra các bộ dữ liệu đám mây điểm khổng lồ có thể được xử lý để tạo ra các mô hình kỹ thuật số ba chiều của các khu vực được khảo sát.
LiDAR phục vụ nhiều ứng dụng bao gồm lập bản đồ địa hình, mô hình hóa lũ lụt, lâm nghiệp và quy hoạch đô thị. Một trong những khả năng đáng chú ý nhất của nó là khả năng xuyên qua thảm thực vật, cho phép lập bản đồ bề mặt đất ngay cả ở những khu vực có rừng rậm — một tính năng khiến nó đặc biệt có giá trị đối với quản lý môi trường.
Tính linh hoạt và khả năng thích ứng của công nghệ với các điều kiện môi trường khác nhau khiến nó trở nên không thể thiếu đối với các dự án lớn đòi hỏi phải thu thập dữ liệu không gian nhanh chóng, chính xác.
Mặc dù chúng cùng dựa vào các xung laser — và đôi khi được sử dụng thay thế cho nhau — quét laser và LiDAR phục vụ các mục đích riêng biệt dựa trên quy mô, nền tảng và các ứng dụng điển hình.
Không. Mặc dù có liên quan, nhưng các công nghệ này khác nhau về trọng tâm. Quét laser chuyên tạo ra các mô hình 3D chi tiết cao, quy mô nhỏ, khiến nó lý tưởng cho các ứng dụng tầm gần đòi hỏi chi tiết phức tạp, chẳng hạn như ghi lại nội thất tòa nhà hoặc các bộ phận công nghiệp. LiDAR vượt trội trong việc lập bản đồ quy mô lớn, thường được sử dụng để khảo sát các khu vực ngoài trời rộng lớn như rừng, hệ thống sông ngòi hoặc toàn bộ cảnh quan đô thị. Do đó, LiDAR chứng minh tính linh hoạt hơn để lập bản đồ địa hình, trong khi quét laser phục vụ tốt hơn các dự án đòi hỏi độ chính xác tầm gần.
Có, đặc biệt là đối với việc lập bản đồ quy mô lớn và khảo sát địa hình. Tuy nhiên, đối với các ứng dụng tầm gần đòi hỏi độ phân giải cao hơn và chi tiết hơn, quét laser 3D thường chứng minh là vượt trội. Điểm mạnh của LiDAR nằm ở việc nhanh chóng thu thập các bộ dữ liệu rộng lớn trên các khoảng cách lớn, trong khi quét laser mang lại những lợi thế trong việc biểu diễn chi tiết, quy mô nhỏ.
Cả hai công nghệ triển khai trên mặt đất đều cho phép lập bản đồ có độ phân giải cao của các cấu trúc và cảnh quan, mặc dù các khả năng cụ thể và các trường hợp sử dụng tối ưu của chúng khác nhau đáng kể.
TLS vượt trội trong các dự án chi tiết, tầm gần như ghi lại bố cục tòa nhà, theo dõi những thay đổi về cấu trúc theo thời gian hoặc ghi lại các đặc điểm kiến trúc nhỏ. Thông thường được gắn trên chân máy và quét từ các vị trí cố định, các hệ thống TLS bao phủ các khu vực cụ thể trên mỗi lần quét, cho phép thu thập dữ liệu kỹ lưỡng, chính xác. Cách tiếp cận này làm cho TLS phổ biến trong kiến trúc, kiểm tra tòa nhà và bảo tồn di sản.
Các hệ thống LiDAR trên mặt đất có thể được gắn trên xe hoặc được lắp đặt trên các nền tảng cố định, được thiết kế để thu thập dữ liệu cảnh quan rộng hơn. Không giống như TLS, LiDAR trên mặt đất thường hoạt động trong khi di chuyển, khảo sát hiệu quả các khu vực rộng lớn như mạng lưới đường sắt, hệ thống đường bộ hoặc các cơ sở công nghiệp. Nó chứng minh giá trị đặc biệt đối với các dự án quy mô lớn, nơi các tổng quan toàn diện lớn hơn nhu cầu về chi tiết nhỏ.
Một trong những ưu điểm chính của LiDAR nằm ở việc triển khai trên không của nó. Các hệ thống trên không có thể nhanh chóng thu thập dữ liệu trên các khu vực rộng lớn, mang lại lợi ích đáng kể cho việc giám sát môi trường và quy hoạch đô thị.
Các hệ thống ALS hoạt động từ máy bay, trực thăng hoặc máy bay không người lái để thu thập dữ liệu địa hình từ trên cao. Phương pháp này cho phép lập bản đồ hiệu quả các khu vực rộng lớn, bao gồm cả các khu vực không thể tiếp cận như dãy núi hoặc vùng lũ. ALS cũng có thể xuyên qua tán lá, làm cho nó có giá trị cho nghiên cứu lâm nghiệp và các dự án bảo tồn. Thường được sử dụng để tạo ra các Mô hình độ cao kỹ thuật số (DEM), nó đóng vai trò quan trọng trong mô hình hóa lũ lụt, các nghiên cứu thủy văn và quy hoạch sử dụng đất.
Tương tự như ALS, LiDAR trên không cung cấp các giải pháp lập bản đồ trên không nhưng có thể bao phủ các khu vực lớn hơn với mật độ điểm cao hơn, đặc biệt khi kết hợp với công nghệ cảm biến tiên tiến. Nó thường được sử dụng để tạo ra các bản đồ địa hình, đánh giá các đặc điểm thảm thực vật và phân tích cơ sở hạ tầng đô thị. Thông thường được gắn trên máy bay hoặc trực thăng, các hệ thống này mang lại độ chính xác cao trên các khu vực rộng lớn, cung cấp dữ liệu cần thiết cho các dự án môi trường hoặc cơ sở hạ tầng lớn.
Mặc dù cả hai công nghệ đều cung cấp các khả năng đáng chú ý, nhưng mỗi công nghệ đều có những hạn chế có thể ảnh hưởng đến sự phù hợp của chúng đối với các dự án cụ thể.
Cả quét laser và LiDAR đều đại diện cho các công nghệ đột phá đã thay đổi việc khảo sát, xây dựng và quản lý môi trường. Khi lựa chọn giữa chúng, giải pháp tối ưu phụ thuộc vào các yêu cầu cụ thể của dự án — bao gồm quy mô mong muốn, mức độ chi tiết và ngân sách. Quét laser phục vụ tốt hơn các dự án cần mô hình 3D chi tiết, tầm gần, đặc biệt là trong môi trường hạn chế hoặc để phân tích kiến trúc chính xác. Ngược lại, LiDAR vượt trội trong việc lập bản đồ quy mô lớn, chứng minh là phù hợp hơn với môi trường ngoài trời rộng lớn như rừng, khu vực đô thị và mạng lưới cơ sở hạ tầng.
