Lidar,İngilizce "light detection and ranging" kelimelerinin baş harflerini içeren bir kısaltmadır. Harita sektöründe Lidar ifadesi, havadan lazer ile profil oluşturma sistemi için kullanılır. Bu sistem ile yüzeylerin 3 boyutlu modellerinin çıkarılması sağlanmaktadır.Helikopter veya uçağa monte edilerek kullanılan Lidar sistemler; gölgede,gece, gündüz veya bulutlar arasında veri toplayabilmek için kızılötesine en yakın elektromanyetik ışık spektrumu (1.064 nm) kullanır.Ham Lidar verilerinde yer alan ağaç, bitki örtüsü ve yapılar bir takım hassas yarı otomatik teknikler kullanılarak kaldırılır ve son ürünler için sayısal arazi modeli oluşturulur.

LIDAR`ın Çalışma Prensipleri

Lidar, üreticisi tarafından değiştirilebilmekle birlikte şu bileşenleri kullanabileceğiniz bir sistemdir:
• Lazer kaynağı ve detektörü
• Tarayıcı mekanizma ve kontrolörü,
• Hava GPS’ i,
• Yüksek hassasiyet için IMU ekipmanı,
• Lazer emisyonlarının zamanlaması için yüksek çözünürlüklü saat,
• Reflektör,
• Tarama açısı ölçüsü için yüksek performanslı bir bilgisayar,
• Yüksek kapasiteli depolama ünitesi.

Bu ekipmanlar ile Lidar sistemlerinin veri toplaması mümkün hale gelir
• Lazer ışığı gönderilir ve yayılma zamanı hassas olarak kaydedilir
• Yansıma zamanı hassas olarak kaydedilir
• Işığın kaynaktan çıkıp geri gelme süresi ile ışığın sabit hızı kullanılarak mesafe hesaplanır (görüş mesafesi)
• Hava GPS` i ve IMU verileri ile sensörlerin yönlendirilmesi ve hassas konumlandırmaları sağlanır, bu şekilde ışığın temas ettiğiyüzeyin X, Y ve Z koordinatları hesaplanabilir.

LIDAR`ın Avantajları

Lidar sistemleri, yükseklik verisi toplamak için geleneksel fotogrametrik yöntemlerden farklı birçok avantaj sunar. Bunlara örnek olarak;
Yüksek düşey koordinat hassasiyeti, hızlı veri toplama/işleme, birçok Ürün ile sağlan veri setleri oluşturabilme ve koşullara göre geniş aralıkta veri toplayabilme yeteneği söylenebilir.

Sistem kalibrasyonu yapmak her görev başında gereklidir. Kalibrasyon, sistematik uzaklıkları vurgulamak için uçuş hatları belirlenmiş bir model içerir. Yer kontrol noktaları da uçuştan uçuşa oluşabilecek herhangi bir dikey meyilleri belirlemek için kullanılır.

Lidar projeleri, özgün projeler için ilgili verilere dayandırılarak uyarlanmış projelerdir. Toplanan verilerden öne çıkanları şu şekilde açıklanabilir:
• Nokta Aralığı ve Nokta Yoğunluğu
• Darbe Oranı
• Görüntü Alanı
• Uçuş Yüksekliği
• Uçuş Hızı

Lidar sistemlerde tek geçişte mesafe ve yoğunluk verisi değerleri toplanır.
• Mesafe değeri; sensör ile ışığın çarptığı nesne arasındaki mesafedir.
• Yoğunluk verisi; nesneye çarpıp geri dönen ışığın sinyal gücüdür. Yoğunluk verisi, benzer nesneler arasında tutarlı, matris yapısında bilgi haritası şeklinde hazırlanabilen, gri renkli resim görüntüsü veren bir veridir.

                        

Çoklu ışın dönüşümü olan Lidar sistemlerde, ışık darbesinin karşılaştığı ilk nesneye ve son nesneye olan mesafeler ölçülür. İlk ve son nesneye olan mesafe aynı anda elde edilerek hem bitki örtüsünün hem de yeryüzünün yükseklik değeri hesaplanır.

Bu örnekte lazer ilk olarak ağacın üst noktasına çarparak geri dönmekte, son olarak da zemine çarparak geri dönmektedir. Lidar sistemleri tek geçişte 4 ara mesafe ve 3 lazer gücü verisini aynı anda depolayabilmektedir.

Çoklu geri dönüş, ağaçlık alanlarda bile yoğun veri kümesi alınabilmesini sağlar. Sadece ilk yansıma değerlendirildiğinde zeminde yollar, park alanları ve ağaçlar arasındaki yollar görünebilmekteyken (soldaki resim), ilk ve son yansımalar birlikte değerlendirildiğinde zemine ait çok daha fazla nokta kümesi elde edilebilmektedir (sağdaki resim).

Sayısal Yükseklik Modeli (DEM) üretimi için otomatik ve manuel yöntemler yardımıyla Lidar verisi ile ilişkili GPS/IMU verisi kullanılır.Otomatik filtreleme ile insan yapımı nesneler temizlenirken, manuel yapılan işlemler doğru bir yeryüzü modeli elde etmek için gereklidir.

Yükseklik eğrileri çıplak arazi üzerinde otomatik olarak belirlenir, daha sonra gerekli düzeltmeler için bir takım manuel işlemlerden geçirilir.

Lidar teknolojisi ile yaklaşık 10 yıldır haritalama yapıldığı halde hala bazı efsaneler konuşulmaya devam etmektedir:
1. Fazla Nokta Her Zaman Daha İyi Sonuç Verir:
Nokta aralığı ve nokta yoğunluğu tüm Lidar projeleri için önemli parametrelerdir. İstenen düşey hassasiyet, arazi örtüsü ve verinin kullanım amacı nokta yoğunluğunu belirler. Birçok uygulamada düşük nokta yoğunluğu kafidir. Zamandan, maliyetlerden (dolayısıyla satın alma sürecinden) ve veri saklama/taşıma gibi zorluklardan tasarruf edersiniz.

2. Lidar Yaprakların İçinden Geçebilir: 
Lidar yaprakların içinden geçemez. Ancak bazı lazer ışıkları ağaç örtüsünün altı Lidar yaprakların içinden geçemez. Ancak bazı lazer ışıkları ağaç örtüsünün altına geçebilirler. Dolayısıyla Lidar nokta yoğunluğunun artması, zeminden lazer ışığı yansıma ihtimalini artırır.

3. Lidar Geleneksel Haritalama Tekniklerinin Yerini Alıyor:
Lidar geleneksel hava haritalama yöntemlerinin yerini alacak bir teknoloji değil, tamamlayıcı bir sistemdir. Birçok kullanım için Lidar yoğunluk görüntüleri fotogrametrinin yerini alabilmek için uygun değildir, zaten altlık çizimi için uygun veri de üretmez.

4. Lidar Tüm Hava Koşullarında Çalışır:
Hedef, çalışabilmesi için Lidar’ a kızılötesine yakın bir spektrumda ışık yansıtmalıdır.Hedef, çalışabilmesi için Lidar’ a kızılötesine yakın bir spektrumda ışık yansıtmalıdır. Veri toplama işlemi bulutların, pus ve sisleri altında gerçekleştirilmelidir. Çünkü su tanecikleri kızılötesi ışığı emerler. Dolayısıyla Lidar, sis, pus, yağmur ve karlı havalarda doğru sonuçları vermemektedir.

Tek bir Lidar projesinde birçok ürün elde etmek mümkündür.

1. Sayısal Arazi Modeli:
Lidar ile fotogrametrik düzeltmelerde kullanmak için ucuz ve hızlı bir biçimde sayısal arazi modeli üretebilirsiniz. İki türlü yüzey modeli oluşturulabilir:

a. Yansıyan ilk lazer verisi kullanılarak zemin üstü model

b. Yansıyan tüm lazer verilerini kullanarak hassas ölçümler için gerçek topografya modeli

2. Eş Yükseklik Eğrileri:
Sayısal arazi modelini kullanarak eş yükseklik eğrilerini geçirebilirsiniz.

3. Arazi Kullanımı ve Bitki Örtüsü:
Lidar verileri ile arazi örtüsü, kentleşme, orman sınıflandırması gibi bilgileri elde edebileceğiniz gibi, sel havzalarında hidrolik ve hidrolojik modelleme de yapabilirsiniz.

4. Yoğunluk Haritaları:
Koordinatlandırılmış Lidar görüntülerini, düşük çözünürlüklü fotoğraflarda olduğu gibi 2 boyutlu nesneleri ayıklamak için kullanabilir ve Lidar veri işlemlerine veri olarak sunabilirsiniz. Bu görüntüleri aynı zamanda lidar verisinin yatay doğruluğunu kontrol etmek için de kullanabilirsiniz.

5. Nokta Bulutu:
Öncelikle her bir yansıma için yükseklik noktaları hesaplanır. Sonuç olarak arazi yüzeyi ve üzerindeki nesnelerden oluşan bir nokta bulutu oluşur.

Lidar verisi geniş bir uygulama alanı sunar.

1. Temel Haritalama:
Lidar ile hazırlanan sayısal arazi modelleri eş yükseklik eğrileri oluşturulmasında kullanıldığı gibi hassas ortorektifiye işlemlerinde de kullanılır.

2. Havza Haritaları:
Lidar verisi, sel tehlike analizleri, hidrolojik ve hidrolik modellemeyi destekler.

3. Doğal Kaynak Yönetimi:
Lidar verisi ağaç yüksekliği hesaplamada, biyokitle (belli bir alan içindeki yaşayan tüm canlıların niceliği), kazı çalışmaları için hacim hesaplama gibi işlemlerde kullanılabilir.

4. Ulaşım ve Altyapı Koridorlarının Haritalandırılması:
Lidar verileri, yeni bir ulaşım veya altyapı ağının planlama aşamasındaki geleneksel yersel ve hava ölçümlerini tamamlar.

5. Şehir Planlama:
3 boyutlu arazi modeli (veya arazi örtüsü modeli) kullanılarak görselleştirme yapabilir, şehir planlama, görünebilirlik gibi analizler gerçekleştirebilirsiniz.

Universal Bilgi Teknolojileri, Nisan 2009 itibariyle Hollanda merkezli Fugro (www.fugro.com) firması ile Türkiye ve KKTC’ deki Lidar uygulamaları çerçevesinde distribütörlük anlaşması imzalamıştır.