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LiDAR（Light Detection and Ranging、光検出と測距）は、リモートセンシング技術の最高峰です。LiDARは、通常はパルスレーザーなどの光線を発射し、その光線が物体から反射して戻ってくるまでの時間を測定します。LiDARは光速、つまり約3×10で伝播します。8LiDARは毎秒メートルの速度で物体までの距離を正確に算出します。「距離＝速度×時間」という公式を用いています。この驚異的な技術は世界中で様々な用途に利用され、自動運転から環境モニタリング、都市計画から考古学的発見に至るまで、様々な分野に革命をもたらしてきました。この包括的な調査では、LiDARの10の主要な用途さまざまな分野に及ぶその大きな影響を示しています。
1. 自動車用LiDAR
LiDARは自動運転の分野に不可欠な技術です。レーザーパルスの照射と受信によって、複雑な環境マップを生成します。この機能により、自動運転車は他の車両、歩行者、障害物、道路標識をリアルタイムで識別できます。LiDARによって生成される3D画像により、複雑な環境を走行し、迅速かつ安全な意思決定が可能になります。例えば都市部では、LiDARは停止車両の検知、歩行者の動きの予測、そして厳しい気象条件下における正確な認識の維持に不可欠です。
→自動車の車両における LiDAR アプリケーションの詳細をご覧ください。
2. リモートセンシングマッピング
LiDARは地形図作成の精度と効率を大幅に向上させます。航空機や衛星から利用することで、広大な地域の地形データを迅速に収集できます。このデータは、都市計画、洪水リスク分析、交通インフラ設計に不可欠です。LiDARは、新しい高速道路を計画する際に地形上の課題を特定し、環境への影響を最小限に抑え、建設効率を最大化するルートを設計するのに役立ちます。さらに、LiDARは植生の下に隠れた地形的特徴を明らかにすることができ、考古学や地質学の探査において非常に貴重なツールとなっています。
→リモートセンシングマッピングにおけるLiDARアプリケーションの詳細
3. 林業と農業：
林業では、LiDARは森林管理と保全に不可欠な樹木の高さ、密度、地形特性の測定に利用されています。LiDARデータの分析は、専門家による森林バイオマスの推定、森林の健全性の監視、火災リスクの評価に役立ちます。農業では、LiDARは農家が作物の生育と土壌水分を監視し、灌漑方法を最適化し、作物の収穫量を向上させるのに役立ちます。
4. 分散温度センシング：
LiDARは、大規模な産業設備やエネルギー伝送ラインにおいて重要な分散型温度センシングにおいて特に重要です。DTS ライダー温度分布を遠隔監視し、潜在的なホットスポットを特定して故障や火災を防ぎ、産業安全を確保し、エネルギー効率を向上させます。
5. 環境研究と保護：
LiDARは環境研究と保全活動において重要な役割を果たしています。海面上昇、氷河融解、森林伐採といった現象の監視と分析に利用されています。研究者はLiDARデータを用いて氷河後退速度を追跡し、気候変動が生態系に与える影響を評価しています。また、LiDARは都市部や農業地帯の大気質のモニタリングにも活用されており、効果的な環境政策の策定に貢献しています。
6. 都市計画と管理：
LiDARは都市計画と管理において強力なツールです。高解像度の3Dデータを収集することで、都市計画担当者は都市の空間構造をより深く理解し、新しい住宅地、商業センター、公共施設の開発に役立ちます。LiDARデータは、公共交通機関のルート最適化、新規建設が都市景観に与える影響の評価、災害後のインフラ被害評価などに役立ちます。
7. 考古学：
LiDAR技術は考古学の分野に革命をもたらし、古代文明の発見と研究に新たな可能性をもたらしました。密生した植生を貫通する能力により、隠された遺物や建造物の発見につながりました。例えば、中米の熱帯雨林では、LiDARによってこれまで知られていなかった数千ものマヤ遺跡が発見され、これらの古代社会に関する知識が大きく深まりました。
8. 災害管理と緊急対応：
LiDARは、災害管理や緊急対応において非常に重要な役割を果たします。洪水や地震などの災害発生後、LiDARは迅速に被害状況を評価し、救助・復旧活動を支援します。また、インフラへの影響を監視し、修復・復興活動を支援します。
→関連記事：安全ガード、検出、監視におけるレーザーの応用
9. 航空および宇宙探査：
航空分野では、LiDARは大気研究に利用されており、雲の厚さ、大気汚染物質、風速などのパラメータを測定します。宇宙探査分野では、探査機や衛星に搭載され、惑星の地形を詳細に評価します。例えば、火星探査ミッションでは、火星表面の包括的な地図作成と地質分析にLiDARが使用されています。
10. 軍事と防衛：
LiDARは、軍事・防衛分野において、偵察、標的識別、地形分析といった用途に不可欠な技術です。複雑な戦場でのナビゲーション、脅威検知、戦術計画策定を支援します。LiDARを搭載したドローンは、精密な偵察任務を遂行し、重要な情報を提供します。
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参照
Bilik, I. (2023). 自動車用途におけるレーダーとライダー技術の比較分析.IEEE インテリジェント交通システム トランザクション。
Gargoum, S., & El-Basyouny, K. (2017). LiDARデータを用いた道路特徴の自動抽出：交通分野におけるLiDAR応用のレビュー.IEEE 国際交通情報安全会議。
Gargoum, S., & El Basyouny, K. (2019). 交通分野におけるLiDAR応用に関する文献統合：高速道路の特徴抽出と幾何学的評価。交通工学ジャーナル、パートA：システム。
投稿日時: 2024年1月10日