Beth Yw Lidar Backscatter?

Beth yw Lidar Backscatter?

Technoleg synhwyro o bell yw Lidar, neu Light Detection and Ranging, sy'n defnyddio golau laser pwls i fesur pellteroedd a chynhyrchu mapiau manwl gywir, cydraniad uchel o nodweddion naturiol a gwneud. Defnyddir Lidar yn eang mewn llawer o feysydd gan gynnwys daeareg, coedwigaeth, gwyddoniaeth atmosfferig, archeoleg, a llawer o rai eraill.

Un agwedd bwysig ar fesur lidar yw backscatter. Mewn termau symlach, mae backscatter yn cyfeirio at y golau laser adlewyrchiedig sy'n dychwelyd i'r synhwyrydd lidar ar ôl rhyngweithio ag arwynebau neu ronynnau yn yr atmosffer. Mae backscatter Lidar yn fesur pwysig o briodweddau'r gwrthrychau neu'r arwynebau sy'n cael eu mesur, gan ddarparu gwybodaeth feirniadol am adlewyrchedd a chyfansoddiad y gwrthrychau hynny.

Sut Mae Lidar Backscatter yn Gweithio?

Cynhyrchir backscatter Lidar o ganlyniad i'r rhyngweithio rhwng y golau laser a allyrrir o'r synhwyrydd lidar a'r targed sy'n cael ei fesur. Pan fydd y pelydr laser o'r synhwyrydd lidar yn taro arwyneb fel y ddaear, adeiladau, coed neu wrthrychau eraill, mae rhywfaint o'r ynni laser yn cael ei adlewyrchu yn ôl tuag at y synhwyrydd.

Mae'r ynni laser a adlewyrchir yn rhyngweithio â gronynnau yn yr atmosffer, fel defnynnau dŵr, gronynnau llwch, a mathau eraill o erosolau. Mae'r gronynnau hyn yn gwasgaru rhywfaint o'r egni laser i wahanol gyfeiriadau, yn ôl tuag at y synhwyrydd lidar. Gelwir y golau gwasgaredig hwn yn backscatter.

Mae faint o backscatter a fesurir gan y synhwyrydd lidar yn dibynnu ar sawl ffactor. Un ffactor pwysig yw adlewyrchedd neu albedo'r arwyneb neu'r gwrthrych sy'n cael ei fesur. Er enghraifft, mae arwyneb gwyn yn adlewyrchu mwy o egni nag arwyneb du. Yn yr un modd, gall arwynebau sy'n arw neu ag afreoleidd-dra wasgaru mwy o egni nag arwynebau llyfn.

Ffactor arall sy'n effeithio ar backscatter yw dwysedd a maint gronynnau atmosfferig. Gall amodau atmosfferig, gan gynnwys lleithder, tymheredd a phwysau, effeithio ar faint o backscatter a fesurir gan y synhwyrydd lidar.

Cymwysiadau Lidar Backscatter

Mae gan Lidar backscatter nifer o gymwysiadau ar draws gwahanol feysydd astudio. Dyma rai enghreifftiau.

1. Astudiaethau Atmosfferig

Mae gwyddonwyr atmosfferig yn defnyddio backscatter lidar i astudio ymddygiad a phriodweddau gronynnau atmosfferig, gan gynnwys cymylau, llwch a mwg. Trwy ddadansoddi'r data backscatter, gall gwyddonwyr bennu crynodiadau a meintiau'r gronynnau hyn a sut maent yn cael eu cludo gan y gwynt. Mae'r wybodaeth hon yn hanfodol ar gyfer deall effaith y gronynnau hyn ar batrymau tywydd, newid yn yr hinsawdd, ac ansawdd aer, ymhlith pethau eraill.

2. Daeareg a Gwyddor Daear

Defnyddir backscatter Lidar hefyd ar gyfer astudiaethau daearegol a gwyddor daear. Er enghraifft, gall synwyryddion lidar sydd wedi'u gosod ar awyrennau neu loerennau gynhyrchu mapiau topograffig cywir o wyneb y ddaear, gan gynnwys mynyddoedd, dyffrynnoedd, afonydd a llynnoedd. Gall dadansoddiad o'r data backscatter hefyd ddarparu gwybodaeth am y gorchudd llystyfiant, y math o bridd, a phriodweddau arwyneb eraill.

3. Archaeoleg

Mae archeolegwyr yn defnyddio backscatter lidar i fapio safleoedd hynafol ac arteffactau sydd wedi'u claddu o dan y ddaear. Trwy ddadansoddi'r data backscatter, gall archeolegwyr bennu lleoliad a siâp gwrthrychau neu strwythurau claddedig, heb fod angen cloddio. Mae'r dechnoleg hon wedi chwyldroi maes archeoleg, gan alluogi ymchwilwyr i ddarganfod safleoedd anhysbys o'r blaen a datgelu cyfrinachau gwareiddiadau hynafol.

4. Coedwigaeth

Defnyddir backscatter Lidar hefyd mewn coedwigaeth ar gyfer rhestr eiddo a rheolaeth coedwigoedd. Trwy ddadansoddi'r data backscatter, gall gwyddonwyr bennu uchder a dwysedd coed, ynghyd â nodweddion coedwigoedd eraill, megis gorchudd canopi a biomas. Mae'r wybodaeth hon yn hanfodol ar gyfer rheoli coedwigaeth yn gynaliadwy, yn ogystal ag ar gyfer rhagweld twf coedwigoedd a photensial storio carbon.

Heriau Lidar Backscatter

Er gwaethaf ei fanteision niferus, mae gan dechnoleg backscatter lidar sawl her hefyd. Un o'r heriau mwyaf yw'r ymyrraeth o ffynonellau backscatter eraill, fel erosolau atmosfferig neu wrthrychau eraill yn yr amgylchedd. Gall cynnwrf a chyflyrau atmosfferig eraill sy'n effeithio ar lwybr y pelydr laser effeithio ar y data backscatter hefyd.

Her arall wrth ddehongli data backscatter lidar yw'r angen am raddnodi a dilysu cywir y synwyryddion lidar. Rhaid graddnodi'r synwyryddion i fesur gwahanol fathau o arwynebau ac amodau atmosfferig yn gywir. Heb raddnodi cywir, gall y data backscatter fod yn anghywir neu'n gamarweiniol.

Casgliad

Mae backscatter Lidar yn agwedd hanfodol ar fesur lidar, gan ddarparu gwybodaeth bwysig am briodweddau'r arwynebau a'r gwrthrychau sy'n cael eu mesur, yn ogystal â nodweddion yr atmosffer. Mae gan y dechnoleg nifer o gymwysiadau ar draws gwahanol feysydd astudio, gan gynnwys gwyddoniaeth atmosfferig, daeareg, archeoleg a choedwigaeth.

Er gwaethaf ei fanteision niferus, mae gan dechnoleg backscatter lidar hefyd sawl her, gan gynnwys ymyrraeth gan ronynnau atmosfferig a'r angen am raddnodi a dilysu cywir y synwyryddion. Fodd bynnag, wrth i dechnoleg lidar barhau i esblygu a gwella, bydd manteision backscatter lidar yn dod hyd yn oed yn fwy amlwg mewn llawer o wahanol feysydd astudio.