3D-LIDAR oder dreidimensionale Lichterkennung und Entfernungsmessung beinhaltet eine Technologie, die Lichtimpulse aussendet, die von Objekten abprallen und zum Ursprungsort zurückkehren. Programme innerhalb der Vorrichtung interpretieren zurückgegebene Signale als Punkte in einem bestimmten Raumbereich und wandeln diese Punkte in eine 3D-Darstellung um. Ursprünglich vom Militär implementiert, hat die 3D-LIDAR-Bildgebung ein breites Anwendungsspektrum, einschließlich Anwendungen in den Bereichen Archäologie, Geographie und Strafverfolgung.
Die Komponenten eines 3D-LIDAR-Bildgebungssystems umfassen typischerweise einen Laser, einen Scanner, einen Fotodetektor und ein globales Positionierungsnavigationssystem oder GPS. Der Laser sendet jede Sekunde Tausende von Lichtstrahlimpulsen an einen Spiegel; die Impulse wandern dann zu einem bestimmten Ort. Die verwendeten Lichtstrahlen liegen im Allgemeinen im ultravioletten, sichtbaren oder nahen infraroten Wellenlängenbereich. Wenn Impulse ein Objekt berühren, werden sie in verschiedene Richtungen reflektiert – ein Vorgang, der als Rückstreuung bekannt ist. Viele Lichtimpulse oder die Punktwolke kehren zum 3D-Fernerkundungsgerät zurück, das auch als Fotoempfänger bezeichnet wird.
Das Gerät zeichnet normalerweise die Zeit auf, die jeder Impuls benötigt, um zu und von einem Objekt oder einem Standort zu gelangen, als einen bestimmten Punkt auf einer 3D-Achse, die Länge, Breite und Höhe darstellt. Der Scanner verwendet diese Informationen zusammen mit 3D-Visualisierungsprogrammen, um ein 3D-Bild zu erstellen. Je größer die Anzahl der ausgesendeten Impulse, desto dichter und detaillierter wird das Bild. Industrien verwenden im Allgemeinen die 3D-LIDAR-Technologie, um Substanzen unterschiedlicher Größe von Partikeln wie Gasen und Aerosolen bis hin zu festen Objekten oder weitläufigen Geländen zu erkennen, abhängig von der Empfindlichkeit und den Einstellungen der beteiligten Geräte.
Mit 3D-LIDAR-Geräten, die auf einem Flugzeug montiert sind, sind 3D-Bildkarten und Luftphotogrammetrie möglich. Kommunen können 3D-Stadtmodellierung einsetzen, um zu Zwecken der Bauplanung, aus Sicherheitsgründen oder zur Förderung des Tourismus genaue Darstellungen von Standorten zu erhalten. Animierte LIDAR-Programme ermöglichen es Benutzern, Bilder in verschiedenen Winkeln oder unterschiedlichen Lichtintensitäten anzuzeigen. Wenn Lichtimpulse unter bestimmten Bedingungen Gebiete durchdringen, können topografische Umgebungsbilder geschichtet werden, beginnend mit der Landbildung über das Hinzufügen von Wasserelementen bis hin zu den Baumkronen in Wäldern.
Obwohl das Gerät im Allgemeinen auf einer beweglichen Ebene oder einem Satelliten montiert ist, kann es auch an einem statischen Ort montiert und gedreht werden, um ein 360-Grad-Bild eines bestimmten Ortes zu liefern. Die 3D-LIDAR-Technologie bestimmt auch die Geschwindigkeit sich bewegender Objekte. Die Strafverfolgungsbehörden verwenden tragbare Geräte, die die Geschwindigkeit vorbeifahrender Fahrzeuge anhand der Zeit bestimmen, die der Lichtimpuls benötigt, um das Objekt zu treffen und zum Gerät zurückzukehren.