3D LIDAR, o rilevamento e distanza della luce tridimensionale, implica una tecnologia che emette impulsi luminosi che rimbalzano sugli oggetti e ritornano alla posizione di origine. I programmi all’interno dell’apparato interpretano i segnali restituiti come punti in un’area designata dello spazio e trasformano questi punti in una rappresentazione 3D. Inizialmente implementato dai militari, l’imaging 3D LIDAR ha una vasta gamma di applicazioni, compresi gli usi nei campi dell’archeologia, della geografia e delle forze dell’ordine.
I componenti di un sistema di imaging 3D LIDAR includono tipicamente un laser, uno scanner, un rilevatore di foto e un sistema di navigazione di posizionamento globale o GPS. Il laser invia migliaia di impulsi di raggio di luce a uno specchio ogni secondo; gli impulsi quindi viaggiano verso una posizione particolare. I fasci di luce utilizzati sono generalmente nell’ultravioletto, nel visibile o vicino alle lunghezze d’onda dell’infrarosso. Quando gli impulsi entrano in contatto con un oggetto, si riflettono in varie direzioni, un processo noto come back scattering. Molti impulsi di luce, o la nuvola di punti, ritornano al dispositivo di telerilevamento 3D, chiamato anche ricevitore di fotorilevazione.
L’apparecchiatura registra in genere il tempo impiegato da ciascun impulso per viaggiare da e verso un oggetto o una posizione come punto specifico su un asse 3D che rappresenta longitudine, latitudine e altitudine. Lo scanner utilizza queste informazioni insieme ai programmi di visualizzazione 3D per produrre un’immagine 3D. Maggiore è il numero di impulsi emessi, più densa e dettagliata diventa l’immagine. Le industrie generalmente utilizzano la tecnologia 3D LIDAR per rilevare sostanze di varie dimensioni da particelle piccole come gas e aerosol a oggetti solidi o terreni vasti, a seconda della sensibilità e delle impostazioni dell’attrezzatura coinvolta.
Con l’attrezzatura 3D LIDAR montata su un aereo, sono possibili mappe di immagini 3D e fotogrammetria aerea. I comuni potrebbero utilizzare la modellazione 3D della città per ottenere rappresentazioni accurate dei luoghi ai fini della pianificazione edilizia, per motivi di sicurezza o per migliorare il turismo. I programmi LIDAR animati consentono agli utenti di visualizzare le immagini da varie angolazioni o con intensità di luce variabili. Quando gli impulsi di luce passano attraverso le aree in determinate condizioni, le immagini topografiche ambientali possono essere stratificate, a partire dalla formazione del terreno e continuando con l’aggiunta di giochi d’acqua e sulle cime degli alberi nelle foreste.
Sebbene generalmente montato su un piano o un satellite in movimento, il dispositivo può anche essere montato in una posizione statica e ruotato, fornendo un’immagine a 360 gradi di una posizione specifica. La tecnologia 3D LIDAR determina anche la velocità degli oggetti in movimento. Le forze dell’ordine utilizzano dispositivi portatili che determinano la velocità dei veicoli in transito in base al tempo impiegato dall’impulso luminoso per colpire l’oggetto e tornare al dispositivo.