Ēku un citu objektu skanēšanas lidars 3D attēlu izveideiLidars ASV gaisa spēku bāzē pētanātrija atomu daudzumumezosfērā
Lidars, arīLIDAR (angļu:Light Detection and Ranging — "Atrašana un attāluma noteikšana ar gaismu")[1] unaerolāzerskenēšana ir tālizpētes tehnoloģija informācijas iegūšanai un apstrādei par attālinātiem objektiem, izmantojot aktīvās optiskās sistēmas, kas izmanto gaismas absorbcijas un izkliedes parādības optiski caurspīdīgā telpā. Parasti tie irlāzeri, tomēr īsās distancēs gaismas avoti var būt arī citi.[2]
Lidars sastāv no pulsējoša gaismas avota (parasti lāzera), skanera un specializētaGPS uztvērēja. Parasti lidars zinātnē tiek pielietots no lidaparātiemtopogrāfiskiem unbatimetriskiem (dziļuma) mērījumiem. Topogrāfiskie lidari darbojas ar gaismu, kas tuvainfrasarkanajai, kamēr batimetriskie lieto zaļo gaismu, kas visdziļāk iespiežas ūdenī.[1]
Bieži sastopamais lidara tulkojums kā "lāzerradars" nav pilnīgi pareizs, jo maza darbības diapazona sistēmās (piemēram, paredzētās lietošanai iekštelpās) lāzera galvenās īpašības:koherence, mazā izkliede un momentānā starojuma jauda nav tik būtiskas; gaismas izstarotāji šādās sistēmās var būt parastāsgaismas diodes. Tomēr galvenajās šīs tehnoloģijas praktiskās izmantošanas jomās (meteoroloģija,ģeodēzija unkartogrāfija) ar diapazonu no simtiem metru līdz simtiem kilometru tiek izmantoti tikai lāzeri.
Saīsinājums LIDAR pirmo reizi parādījāsKanādā Midltona un Spilhausa 1953. gada darbā "Meteoroloģiskie instrumenti" vēl pirms lāzeru izgudrošanas.[3][4] Pirmajos lidaros kā gaismas avoti tika izmantotaszibspuldzes vai parastāsspuldzes ar ātrgaitas slēģiem, kuri veidoja īsu impulsu. Pirmo mūsdienām līdzīgo sistēmu 1961. gadā izveidoja "Hughes Aircraft" attālumu noteikšanai, nosaucot to par "Colidar" (angļu:COherent LIght Detecting And Ranging).[5] Lidara vārds angļu valodā tika akceptēts 1963. gadā.
Skenējošie lidari mašīnredzes sistēmās veido divdimensiju vai trīsdimensiju apkārtējās telpas attēlu.
"Atmosfēras" lidari spēj ne tikai noteikt attālumu līdz necaurspīdīgiem atstarojošiem mērķiem, bet arī analizēt caurspīdīgas vides īpašības, kas izkliedē un absorbē gaismu.
Īpaši atmosfēras lidari ir Doplera lidari, kas nosaka gaisa plūsmu kustības virzienu un ātrumu dažādos atmosfēras slāņos.
Lidara fizika. Distance līdz objektam d un ilgums t (time) starp izstarošanu un uztveršanu ir saistīti ar formulu, kurā c ir elektromagnētisko viļņu ātrums.
Lidars raida gaismas impulsu mērķa virzienā, kurš atstarojas no tā un daļēji atgriežas. Atstarotā impulsa daļa ir mainījusies atkarībā no mērķa īpašībām un tiek uztverta analīzei. Laiks, kuru stars patērējis ceļā līdz mērķim un atpakaļ, norāda attālumu līdz tam.
Skenēšanas rezultātā tiek iegūts punktu mākonis, kur katram punktam piemīt konkrētas telpiskās koordinātas. Šo punktu mākoni apstrādājot, tiek iegūts digitāls reljefa un virsmas modelis un tiek noteiktas kontūras, zemes lietojuma struktūra, kā arī attēli, kurus var izmantot kā kartes. Tai skaitā, ar speciālu programmatūru apstrādājot lidara datus, var iegūt pilsētu 3D modeļus, kas tiek pielietoti pilsētu plānošanā.[2]
Apsekošanas lidmašīna parasti izmēra no 20 līdz 100 tūkstošiem punktu sekundē. Skenētās zonas platumu nosaka nepieciešamība izvairīties no šķēršļiem, kas aizsedz zemes virsmu. Datu punktu atrašanās vieta tiek aprēķināta, izmantojot GPS, lai modelēšanai un analīzei ģenerētu trīsdimensiju koordinātas. Testi ainavās, kas bagātas ar arheoloģiskām iezīmēm, rāda, ka lidara datu izmantošana var atklāt iepriekš neatzītas zemas reljefas pazīmes. Pastāv arī sarežģīti modelēšanas komplekti, lai attīrītu datus no koku seguma, atklājot zem lapotnes esošo zemes virsmu.[6] Arheoloģijā, sākot no 2010. gadiem, šī tehnoloģija sniegusi svarīgus atklājumus.[7] Skanēšana var tikt veikta arī no kosmiskiem aparātiem gan Zemes, gan citu planētu orbītās.
2013. gadā tika uzsākta Latvijas pilnīga skenēšana, kuru veica Polijas uzņēmumsMGGP Aero un Francijas uzņēmumsGeofit Expert. 2019. gadā darbs tika pabeigts. Izvirzītās precizitātes prasības bija līdz 12 cm vertikālajā un 36 cm horizontālajā virzienā, salīdzinot ar esošajiem Valsts ģeodēziskā tīkla datiem. Skenēšanas dati pieejami bez maksas.[8] Starp citiem šī darba rezultātiem, izpētot datus, Latvijā tika atklāti agrāk nezināmi pilskalni.[9]