前沿科技 | iPad Pro LiDAR在植被生态中的应用

以下文章来源于数字生态GuoLab ,作者专注LiDAR应用的

数字生态GuoLab
数字生态GuoLab

提供激光雷达技术前沿和应用讯息

数字绿土

| 锐意进取 不忘初心 有态度有激情的科技公司 |

▼    ▼    ▼   ▼  ▼    

1

iPad Pro介绍


iPad Pro 2020于3月18日晚正式发布, 正如其广告语:“你的下一台电脑,何必是电脑”。此次发布的iPad Pro 2020搭载A12Z仿生芯片,拥有八核心CPU、八核心GPU神经网络引擎,性能优于大多数Windows PC。本次发布的新品突出亮点为背面摄像头的升级,拥有新的双摄模组:配备1200万像素广角摄像头和1000万像素超广角摄像头。此外,配置了突破性的激光雷达扫描仪(LiDAR)使得iPad Pro具备更强的空间定位功能及增强现实(Augmented Reality, AR)体验(图1)。


图1 iPad Pro 2020摄像头系统(图片源自网络)


2

iPad Pro LiDAR

激光雷达(LiDAR),是激光探测与测距系统的简称,通过测定传感器发出的激光在传感器与目标物体之间的传播距离,能够直接、快速、精确地获取研究对象的三维地理坐标[1]。iPad Pro 2020搭载的是一款闪光激光雷达Flash Lidar),采用类似照相机的工作模式, 感光元件与普通相机不同, 每个像素点可以记录光子飞行时间信息[2]

此次搭载的LiDAR使iPad Pro对物体远近的环境位置有更强的感知能力,从而使硬件读懂三维空间的深度信息,增强用户的AR体验。目前,iPad Pro LiDAR可用于场景扫描建模、物体遮盖、物体识别、空间定位等,此外LiDAR扫描仪使得测距仪app 进一步优化,自动量测物体高度,测量结果更加精确,相信随着应用的不断更新,iPad Pro LiDAR会有更大的应用空间(图2)。


图2 iPad Pro LiDAR应用场景(图片源自网络)


3

iPad Pro LiDAR树干扫描


LiDAR是一种新兴的主动遥感技术,早在iPad Pro之前,已广泛应用于测绘、林业、生态学、地理学等专业领域。如,星载、机载、无人机、地基、背包激光雷达系统的不断发展为传统的森林资源监测、生物量估算、森林结构参数提取提供了有效的技术手段[3-5]
iPad Pro 2020使LiDAR搭载平台更加便携,经测验,iPad Pro LiDAR可实现粗大树木主干的扫描(图3),采集的数据可通过第三方软件LiDAR360, Cloud Compare等)转换成点云,进而提取树木胸径(图4)。

图3 树干扫描(左图:iPad Pro扫描树干,右图:LiDAR 360提取点云信息)



图4 LiDAR 360 提取胸径

目前,利用iPad Pro LiDAR进行植被资源调查仍存在很多局限性如,iPad Pro 2020本质上仍采用的是深度影像+LiDAR的方式,通过构建网格来进行三维重建。此外,iPad Pro 2020并没有开放单独的LiDAR数据的采集接口,做植被调查的效率并不高且不能扫描矮小的植株。


4

LiDAR前景与展望


iPad Pro 2020使LiDAR真正的进入消费级市场,为用户所熟知,推进LiDAR技术的应用普及。此次搭载的闪光激光雷达Flash Lidar)是一种固态激光雷达,相比传统机械旋转式激光雷达激光束逐点扫描,固态激光雷达装配简单扫描速度快设备小型化价格低[6]。随着技术的不断成熟,LiDAR传感器将向着高性能、低成本、小型化的方向不断发展,LiDAR技术也将深入各行各业。对于植被生态研究领域来讲,LiDAR技术将不断改善植被生态调查手段,更加高效的获取三维生境结构与重建真三维景观。


参考文献:
[1]郭庆华, 刘瑾, 陶胜利, 薛宝林, 李乐, 徐光彩, 李文楷, 吴芳芳, 李玉美, 陈琳海, 庞树鑫. 激光雷达在森林生态系统监测模拟中的应用现状与展望. 科学通报, 2014, 59(06): 459~478.
[2]陈敬业, 时尧成. 固态激光雷达研究进展. 光电工程, 2019, 46(07): 47~57.
[3]郭庆华, 刘瑾, 李玉美, 翟秋萍, 王永财, 吴芳芳, 胡天宇, 万华伟, 刘慧明, 申文明. 生物多样性近地面遥感监测:应用现状与前景展望. 生物多样性, 2016, 24(11): 1249~1266.
[4]Matasci G, Hermosilla T, Wulder M A, White J C, Coops N C, Hobart G W, Bolton D K, Tompalski P, Bater C W. Three decades of forest structural dynamics over Canada's forested ecosystems using Landsat time-series and lidar plots. REMOTE SENS ENVIRON, 2018, 216: 697~714.
[5]Hu T, Su Y, Xue B, Liu J, Zhao X, Fang J, Guo Q. Mapping global forest aboveground biomass with spaceborne LiDAR, optical imagery, and forest inventory data. REMOTE SENS-BASEL, 2016, 8(7): 565.
[6]刘博洋, 梁洪峰. 新型固态化激光雷达技术综述. 科技创新导报, 2016, 13(13): 64~67.

点击阅读原文查看原文链接

关于数字绿土

数字绿土成立于2012年,专注于激光雷达影像融合技术。公司总部位于中关村软件园,在美国、深圳、武汉、苏州设立分公司,是世界知名激光雷达厂商Riegl全球合作伙伴,产品及解决方案远销美、法、意、澳、巴西、日本、新加坡、哥伦比亚、波兰、加拿大等40多个国家和地区。

公司自主研发了机载、无人机、车载、背包等多平台激光雷达扫描系统,以及点云、影像和电力巡线后处理软件——LiDAR360、LiMapper和LiPowerline, 致力于为电力、农林、测绘以及高精度地图等行业用户提供软硬件一站式激光雷达解决方案。

电子邮箱info@lidar360.com

官网:www.lidar360.com

联系方式:

张女士:400-808-5501(事务咨询

牟女士:400-808-2201(产品咨询

公司地址:北京市海淀区东北旺北京中关村软件园孵化器2号楼2A2308

更多产品详情请关注公司官网
“www.lidar360.com”或拨打“400-808-2201”

喜欢请右边点击“在看”给我一朵小花花