रिमोट सेंसिंग सिस्टम LiDAR

संबंधित तथ्य

• इस तकनीक से उन्हें घनी वनस्पतियों को पार करके प्राचीन शहर का पता लगाने में मदद मिली।
  • अब मेक्सिको के कैम्पेचे क्षेत्र (Campeche Region) में इसे वेलेरियाना (Valeriana) कहा जाता है।
    • शहर में पिरामिड, प्लाजा, एक बॉल कोर्ट (Ballcourt) और एक जलाशय है।

सुदूर संवेदन प्रौद्योगिकी (Remote Sensing Technology) क्या है?

• यह एक ऐसी प्रक्रिया है, जिसमें किसी क्षेत्र की भौतिक विशेषताओं का पता लगाया जाता है और उनकी निगरानी की जाती है।
  • यह आमतौर पर किसी उपग्रह से दूरी पर परावर्तित एवं उत्सर्जित विकिरण के मापन के माध्यम से किया जाता है।
  • विशेष कैमरे दूर से संवेदी चित्र कैप्चर करते हैं।
    • यह शोधकर्ताओं को पृथ्वी के बारे में जानकारी प्राप्त करने में मदद करता है।

LiDAR क्या है? 

• LiDAR का अर्थ है:- ‘लाइट डिटेक्शन एंड रेंजिंग’ (Light Detection and Ranging)।
• यह एक रिमोट सेंसिंग तकनीक है, जो सेंसर एवं पृथ्वी की सतह के बीच की दूरी को मापने के लिए लेजर पल्स का उपयोग करती है।

• परावर्तित प्रकाश का विश्लेषण करके, LiDAR इलाके के विस्तृत 3D मानचित्र बनाता है।
• LiDAR के प्रकार 
  • स्थलाकृतिक: यह पृथ्वी की सतह का मानचित्र बनाता है और जल के ऊपर भूमि की विशेषताओं को कैप्चर करता है।
  • बाथेमेट्रिक (Bathymetric): यह LiDAR जल के नीचे मापता है और समुद्र तल का मानचित्र बनाता है।
• LiDAR कैसे कार्य करता है? 
  • घटक: LiDAR प्रौद्योगिकी में एक लेजर, स्कैनर और GPS रिसीवर शामिल है।
  • प्रक्रिया
    • लेजर तरंगें वनस्पतियों, इमारतों या भूमि जैसी सतहों से टकराते हैं।
    • परावर्तित प्रकाश को रिकॉर्ड किया जाता है और प्रत्येक तरंग का दो-तरफा यात्रा समय मापा जाता है।
    • GPS और जड़त्वीय माप प्रणाली (IMS) डेटा को दूरी निर्धारित करने और ऊँचाई मानचित्र बनाने के लिए संयोजित किया जाता है।
  • पॉइंट क्लाउड डेटा
    • एकत्रित डेटा एक बिंदु बादल के रूप में दिखाई देता है, जो विभिन्न सतहों से प्रतिबिंबों को रिकॉर्ड करता है।
    • वैज्ञानिक विभिन्न विशेषताओं (जैसे, वनस्पति बनाम इमारतें) की पहचान करने के लिए इन प्रतिबिंबों का विश्लेषण करते हैं।

• • डिजिटल उन्नयन मॉडल 
    • डेटा को परिष्कृत करके एक ‘बेयर अर्थ’ (Bare Earth) मॉडल तैयार किया जा सकता है, जिसमें पेड़ों एवं संरचनाओं को हटा दिया जाता है तथा केवल जमीन की ऊँचाई दिखाई जाती है।

पुरातत्त्व में LiDAR का महत्त्व

• बड़े क्षेत्रों का त्वरित सर्वेक्षण: LiDAR विशाल क्षेत्रों को तेजी से स्कैन कर सकता है, छिपी हुई संरचनाओं और विशेषताओं को उजागर कर सकता है।
• सघन वनस्पति में प्रवेश करना: यह सघन वनस्पति में प्रवेश कर सकता है, पुरातात्त्विक स्थलों को प्रकट कर सकता है, जो अन्यथा अस्पष्ट होते हैं।
• उच्च-रिजॉल्यूशन मैपिंग: LiDAR विस्तृत 3D मानचित्र प्रदान करता है, जो प्राचीन बस्तियों के सटीक विश्लेषण की अनुमति देता है।
  • ये मानचित्र भूगोलवेत्ताओं, संरक्षणवादियों और इंजीनियरों के लिए मूल्यवान है।
• गैर-आक्रामक अन्वेषण: यह पुरातात्त्विक स्थलों को होने वाले नुकसान को कम करता है, तथा उन्हें भविष्य के अध्ययन के लिए संरक्षित करता है।
• उच्च दक्षता: पारंपरिक तरीकों के विपरीत, जिसमें श्रम-गहन अन्वेषण शामिल है, LiDAR वैज्ञानिकों को प्रयोगशालाओं से विशाल क्षेत्रों का शीघ्रता से विश्लेषण करने की अनुमति देता है।

LiDAR प्रणालियों की चुनौतियाँ

• सिग्नल को अलग करना: LiDAR प्रणालियों को कमजोर परावर्तित सिग्नल को अधिक प्रबल लेजर किरण से अलग करने की आवश्यकता होती है।
  • यह सुनिश्चित करता है कि सेंसर लक्ष्य का सटीक पता लगाता है और अपने ही प्रकाश से अभिभूत होने से बचता है।
• वायुमंडलीय हस्तक्षेप: धूल, कोहरा और अन्य वायुजनित कण लेजर बीम को उसके इच्छित लक्ष्य तक पहुँचने से पहले परावर्तित करके गलत रीडिंग बना सकते है।
• शक्ति सीमाएँ: अधिक शक्तिशाली लेजर बीम अधिक सटीक डेटा प्रदान करती हैं, लेकिन अधिक शक्ति की आवश्यकता होती है और संचालन के लिए अधिक महंगी होती है।
• सुरक्षा संबंधी चिंताएँ: उच्च शक्ति वाले लेजर मानव आँखों के लिए खतरनाक हो सकते हैं।
• डिवाइस क्रॉसटॉक: आस-पास के LiDAR उपकरणों से सिग्नल एक-दूसरे के साथ हस्तक्षेप कर सकते है।
• लागत और रखरखाव: LiDAR प्रणालियाँ अन्य सेंसरों की तुलना में महंगी हो सकती हैं।
• अनपेक्षित वस्तु वापसी: LiDAR पक्षियों या अन्य उड़ती हुई अवांछित वस्तुओं से प्रतिबिंबों को प्राप्त कर सकता है।

LiDAR प्रौद्योगिकी के अनुप्रयोग

• वायुमंडलीय विज्ञान: वायुमंडलीय कणों, हवा के पैटर्न, बादलों और मौसम प्रोफाइल का अध्ययन करने के लिए उपयोग किया जाता है।
• खगोल विज्ञान: LiDAR उच्च परिशुद्धता के साथ चंद्रमा जैसी दूर की वस्तुओं की दूरी को मापने में मदद करता है और दूरबीनों के लिए मार्गदर्शक तारे बनाता है।
• ऑटोमोबाइल उद्योग: LiDAR स्व-चालित वाहनों में एक प्रमुख सेंसर है, जो पर्यावरण में वस्तुओं का पता लगाने के लिए कैमरों और रडार के साथ कार्य करता है।
• स्थलाकृतिक और बाथेमेट्रिक मानचित्रण: स्थलाकृतिक LiDAR भूमि का मानचित्रण करने के लिए अवरक्त किरणों का उपयोग करता है, जबकि बाथेमेट्रिक LiDAR नदी के तल और समुद्र तल जैसी जल के नीचे की विशेषताओं का मानचित्रण करने के लिए ग्रीन प्रकाश का उपयोग करता है।
• कृषि: भूमि स्थलाकृति का मानचित्रण करने, फसल की वृद्धि की निगरानी करने और उर्वरकों तथा सिंचाई की आवश्यकताओं का आकलन करने में मदद करता है।
• पुरातत्त्व: पुरानी सड़कों और खंडहरों एवं सघन वनस्पतियों के नीचे प्राचीन संरचनाओं का मानचित्रण करने में सक्षम बनाता है।
• पर्यावरण और तटीय प्रबंधन: तटीय क्षेत्रों के लिए बाढ़ मॉडलिंग, तटरेखा मानचित्रण, आपातकालीन प्रतिक्रिया और भेद्यता आकलन का समर्थन करता है।
• उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स: लघु LiDAR का उपयोग अब मोबाइल फोन में किया जाता है, जो 3D स्कैनिंग और संवर्द्धित वास्तविकता अनुप्रयोगों को बढ़ाता है।

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