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LIDAR: cos'è, come funziona e a cosa serve

Quando si parla del LIDAR sono decisamente poche le persone che sanno esattamente di cosa si sta parlando e conoscono i motivi per cui si tratti di un concetto estremamente importante.

Descrizione della tecnologia LIDAR

Per capire cosa è il LIDAR, difatti, basta leggerne l’acronimo: Light Detection and Ranging, talvolta espresso come Laser Imaging Detection and Ranging. Si tratta di un concetto che non bisogna confondere con l’ALSM, ovvero con l’Airborne Laser Swath Mapping, in quanto si tratta di una tecnologia diversa che funziona in una maniera completamente differente (il LIDAR si basa unicamente sull’impiego della tecnologia a laser, mentre l’ALSM impiega i mezzi aerei per mappare un territorio).

Nell’ultimo periodo il LIDAR viene sempre di più impiegato anche in tutto ciò che riguarda la misurazione delle distanze, sia orizzontali che verticali. Così è una tecnica impiegata nell’altimetria laser, in quanto permette di misurare correttamente la distanza tra il punto di misurazione e il punto di destinazione.

Per giunta, la misurazione in questo caso avviene in una maniera straordinariamente veloce e precisa. Al giorno d’oggi, difatti, non si conosce un’altra tecnica che offra gli stessi vantaggi della LIDAR, tant’è che in merito sono state sviluppate altre tecniche simile, come il LADAR: il Lasar Detection and Ranging. Quindi, parlando di questa tecnica si può certamente ammettere che sia una delle più innovative e utili in assoluto. Le persone che rivolgono le proprie attenzione verso la tecnologia LIDAR sono sempre di più, anche se si tratta comunque di una di quelle tecniche che hanno dei lati negativi (come il prezzo).

LIDAR: Funzionamento e Impiego

Di base il LIDAR è una tecnica simile a un radar (ma ha comunque diverse differenze rispetto al radar) laser che funziona grazie proprio alla tecnologia della luce pulsata. Esistono diverse tipologie di LIDAR, come il LIDAR a microimpulsi e il LIDAR ad alta energia.

Si tratta comunque di tecniche estremamente simili, anche se di base il loro funzionamento è differente. Sono dei laser impiegati in quanto scanner: possono facilmente “leggere” il territorio individuandone le colline, i fossi, la profondità degli stessi e così via. Il tutto in una maniera straordinariamente facile: tutto ciò che serve è semplicemente rivolgere il laser verso il territorio e attendere un pochino affinché questi lo scansionare.

Tutto il resto è semplicemente una questione di tecnica. Per questo al giorno d’oggi è uno dei sistemi di localizzazione e navigazione più utilizzati in assoluto, tant’è che sono sempre di più le persone che ne fanno un ampio uso e le sue applicazioni stanno aumentando di numero.

Difatti, non è mica un segreto che negli ultimi periodo il LIDAR venga utilizzato anche nel settore edile, con dei grandi successi bisogna dire, in quanto aiuta a riprodurre la realtà della costruzione in una maniera molto facile e altamente affidabile. La tecnica di scansione a laser permette a tutti gli interessati di riprodurre l’ambiente in una maniera estremamente dettagliata.

Negli ultimi anni questa tecnologia viene sempre di più impiegata in tutto ciò che riguarda la mappatura delle morfologie: essa aiuta a stabilire i dislivelli tra i terreni con un particolare occhio alla morfologia di un determinato territorio (anche potenzialmente grossolano).

In questo modo, i lavoratori addetti a operare con la tecnica LIDAR possono creare numerosi Modelli Digitali del Terreno, la cui precisione sarà altissima e il margine di errore piccolissimo (non a caso spesso questo margine viene addirittura misurato in pochissimi centimetri). Inoltre la tecnica che impiega il LIDAR è utile per creare i Modelli Digitali di Superficie (chiamati DSM) e persino i Modelli Digitali di Elevazione (anche questi ultimamente sempre più impiegati in una vasta gamma di settori molto differenti).

In ultimo luogo conviene non dimenticarsi di tutto ciò che riguarda i Modelli Digitali dell’Edificato chiamati DBM. Tutti questi modelli sono particolarmente utili a una vasta gamma di persone per studiare al meglio l’intero territorio, comprenderne le peculiarità e quindi impostare i lavori conseguenti in maniera tale non da creare problemi di alcun genere e svolgere tutte le operazioni con la massima semplicità possibile.

Dati LIDAR: cosa sono e come utilizzarli

Oltre a impiegare il laser, la tecnica LIDAR si basa sulla presenza di un ricevitore ed elettronica affine. Al giorno d’oggi, difatti, si tratta di una tecnica molto potente. Tuttavia, per capire le sue reali potenzialità non si può proprio ignorare tutto ciò che riguarda i dati LIDAR.

Cosa sono i dati LIDAR? Si tratta dei dati informativi che deve leggere soltanto un professionista in materia per capire le varie informazioni sulla misurazione avvenuta. Bisogna specificare subito che i dati LIDAR non possono essere letti da chiunque, in quanto si tratta comunque d’informazioni abbastanza tecniche e per questo riservate soltanto a coloro che possiedono la competenza e la conoscenza necessarie per eseguire la lettura.

Spesso e volentieri, tali dati sono anche abbastanza specialistici, motivo per cui la lettura viene limitata unicamente ai tecnici che possiedono le doti necessarie per effettuarla evitando i vari errori con i relativi problemi. I tecnici che si occupano della lettura dei dati LIDAR vengono appositamente preparati per fare tutte le operazioni in maniera tale da evitare gli eventuali errori d’interpretazione.

Una singola imprecisione, difatti, potrebbe compromettere l’intero risultato del lavoro svolto. Come funziona precisamente il LIDAR? Esso utilizza un fascio laser e non un fascio di microonde (come si crede erroneamente) per scansionare il territorio. Il laser in questione viene emesso dall’opportuna macchina e contatta in maniera diretta con il territorio in questione.

Proprio grazie a questo contatto, il laser è in grado d’individuare la distanza tra il punto in cui è situata la macchina che sprigiona il fascio di luce laser e il territorio stesso. Sebbene la misurazione venga svolta in maniera differente rispetto a quella effettuata con le onde radio, di base il funzionamento è comunque simile: il LIDAR individua un bersaglio e ne determina la distanza.

Al giorno d’oggi si tratta comunque di uno dei tantissimi apparati di telerilevamento basati sull’uso di sorgenti laser che si possono trovare sul relativo mercato. Di anno in anno, difatti, sono sempre di più le aziende che si occupano proprio di tutto ciò che riguarda la produzione di queste sorgenti.

Ne cambiano non solo le caratteristiche, ma anche le dimensioni e le finalità d’utilizzo. Per questo, se si scegliere una buona sorgente laser per effettuare le misurazioni della distanza, oppure per svolgere altre azioni, occorre prestare attenzione al tipo di sorgente laser scelto, alla tipologia della luce emessa e così via.

Acquistando un buon dispositivo di questo genere sarà facilmente possibile ottenere una vasta gamma di dati topografici di grande densità e alta precisione, motivo per cui si potrà essere assolutamente sicuri del fatto che sarà svolto un lavoro molto preciso; un lavoro di alta qualità, insomma. Anche perché spesso le sorgenti laser come il LIDAR servono semplicemente per fornire dei dati preliminari su futuri lavori da svolgere. Ovviamente, più saranno precisi i dati e migliore sarà la qualità del lavoro stesso.

Quali sono i vantaggi della tecnica LIDAR?

Principalmente è la semplicità: per impiegare questo tipo di tecnologia non servono moltissimi apparecchi, né variegati team di specialisti per far funzionare al meglio il laser. Nonostante si tratti di una tecnica d’avanguardia, in quanto si basa sulla sorgente di un fascio luminoso, il suo impiego è piuttosto facile. Oltre alla semplicità e la facilità d’utilizzo, bisogna ricordarsi anche del notevole risparmio di tempo. Il laser, in effetto, è uno di quegli strumenti che funzionano in una maniera molto veloce.

La misurazione in questo caso non richiede più ore e ore di tempo; tutt’altro: per eseguire la misurazione basta semplicemente puntare la sorgente verso il territorio, attivare la tecnologia e attendere: il tutto in una maniera molto facile e veloce.

Tra gli svantaggi, invece, occorre ricordarsi dei costi. Sebbene il prezzo di funzionamento di questo tecnologia non sia affatto così elevato come si potrebbe pensare a prima visto, per acquistare il macchinario laser bisogna essere pronti a effettuare un investimento non da poco. In ogni caso, si tratta comunque di una spesa che conviene sostenere per regalarsi la possibilità di effettuare le misurazioni sfruttando uno strumento come il raggio laser.

Altri ambiti applicativi di LIDAR

Oltre all’ambito edile e quello prettamente relativo alla mappatura del territorio, il raggio LIDAR viene utilizzato anche in altri casi. Uno dei suoi utilizzi principale al giorno d’oggi riguarda l’analisi del rischio idrologico e alluvionale. Per mezzo del LIDAR, difatti, gli esperti provvedono alla completa analisi del territorio in modo da individuare gli eventuali punti critici, quelli ad alto rischio e quindi procedere ai lavori per eliminare quel rischio.

Oltretutto può essere svolta la piena analisi dell’evoluzione dei corpi di frana attivi, in modo da salvaguardare la sicurezza delle persone che abitano nei territori ad alto rischio di frane. In questo caso, il funzionamento del LIDAR è ben diverso dalla tradizione rilevazione aerofotogrammetrica, poiché si basa su una tecnologia differente e i risultati che fornisce sono anch’essi differenti.

Oltretutto, questa tecnica viene impiegata anche per valutare l’accuratezza planimetrica nel settore del city modeling e della pianificazione urbanistica. Il laser scan, in effetti, è una di quelle tecniche ad alta precisione che vengono impiegate sempre di più dalle più grandi aziende che operano su scala mondiale offrendo agli interessati delle misure dendometriche precisa e costruendo una nuova georeferenziata di punti relativi a dei determinati territori.

Cosa si ottiene attraverso il rilievo LIDAR?

Come già affermato, – un gran ventaglio di dati precisissimi e ben affidabili. La sequenza di produzione dei dati avviene in maniera tale da non lasciare spazio ad alcun errore, in quanto quest’ultimo potrebbe ampiamente compromettere la sicurezza delle persone o il possibile lavoro successivo.

Perché tali errori di valutazione non si verifichino, vengono impiegati diversi strumenti particolari, – come il filtro di Kalman, – in grado di migliorare ulteriormente la precisione della “lettura” svolta.

Oltretutto, grazie ai vari miglioramento che sono avvenuti nel corso degli anni, al giorno d’oggi la tecnologia LIDAR è in grado anche di fornire agli interessati la possibilità di scansionare degli oggetti in 3D, creando quindi una rete di coordinate tridimensionali.

In Italia grazie al LIDAR è possibile ottenere un dato topografico di estrema importanza: parliamo del LIDAR con maglia 1×1 m del Ministero dell’Ambiente. Si tratta di uno strumento molto utile e anche ben potente per le analisi geografiche, i vari studi di fattibilità e i progetti preliminari di varie opere svolte sul territorio.

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23 Giugno 2017
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