LiDAR เทคโนโลยีแห่งโลกอนาคต

.
   ใครจะไปคิดว่าเทคโนโลยีด้านการสำรวจ ทุกวันนี้จะเข้ามาเป็นส่วนหนึ่งในชีวิตประจำวันของเราทุกคน ขอสารภาพนะครับว่าแอดมินเองคิดไม่ถึงเลยว่าไลดาร์ หรือ LiDAR ซึ่งเป็นหนึ่งเทคโนโลยีการสำรวจจากระยะไกล (Remote Sensing) จะอยู่ใกล้ตัวมากถึงขนาดนี้ เพราะปกติก็เคยได้ยินในด้านของการสำรวจและรังวัดทำแผนที่เสียมากกว่า ฉะนั้นนี่จะเป็นอีกหนึ่งบทความที่แอดมินจะแบ่งปันสาระความรู้เกี่ยวกับเทคโนโลยีตัวนี้ให้พี่น้องแฟนเพจ ได้อ่านกันครับ
.
   ไลดาร์ (LiDAR) เป็นตัวย่อจากคำว่า “Light detection and ranging” วัตถุประสงค์หลักที่สำคัญคือการใช้เพื่อวัดระยะ หรือความสูงของพื้นผิว หลักการทำงานคือการส่งแสงเลเซอร์ไปกระทบวัตถุหรือพื้นผิวต่างๆ ซึ่งระหว่างทางระบบจะทำการคำนวณเวลาในการเดินทางของแสงตั้งแต่ถูกปล่อยออกจากอุปกรณ์จนสะท้อนกลับมาที่ตัวรับสัญญาณ เพื่อวัดระยะโดยมีสูตรในการคำนวณ คือ ระยะทาง = (เวลาที่แสงเดินทาง x ความเร็วของแสง) / 2
.
   แต่ LiDAR นั้นไม่ใช่เทคโนโลยีที่ใหม่สักเท่าไรนัก เพราะถูกพัฒนาขึ้นตั้งแต่ปี ค.ศ. 1960 หลังจากที่มีเทคโนโลยีโซนาร์ (Sonar) และ เรดาร์ (Radar) ทั้ง 3 เทคโนโลยีมีหลักการทำงานที่คล้ายคลึงกันแต่จะแตกต่างกันที่พลังงานในการรับส่งข้อมูล เนื่องจาก LiDAR จะเป็นการใช้คลื่นแสง ส่วน Sonar นั้นใช้คลื่นเสียง และ Radar เป็นการใช้คลื่นวิทยุ
.
   ในด้านของการสำรวจ ไลดาร์ประกอบไปด้วยองค์ประกอบที่สำคัญทั้งหมด 3 อย่าง คือ 1) ระบบ Sensor หรือ การวัดระยะทางด้วยเลเซอร์  2) ระบบ GPS หรือ ระบบกำหนดตำแหน่งบนพื้นโลกเพื่อระบุตำแหน่งและความสูงของเครื่องรับสัญญาณ และ 3) Inertial Measurement Unit (IMU) หรือ เครื่องวัดอาศัยความเฉื่อยที่คอยช่วยในเรื่องการวางตัวของเครื่องบินหรือดาวเทียม โดยทั้ง 3 องค์ประกอบจะทำงานสัมพันธ์กันเพื่อให้ได้มาซึ่งของข้อมูลที่ต้องการ
.
   ข้อมูลที่ได้จะอยู่ในรูปแบบจุด หรือที่เรียกว่า Point Clouds โดยในแต่ละจุดจะประกอบไปด้วยตำแหน่งทางราบและทางดิ่ง (x,y,z) เก็บข้อมูลได้ตั้งแต่วัตถุขนาดเล็กไปจนถึงสิ่งปลูกสร้างขนาดใหญ่ หรือแม้กระทั่งพื้นที่ต่างๆ บนผิวโลก ด้วยการสำรวจทางอากาศสำหรับสร้างเป็นแบบจำลองเชิงเลข ทั้ง DEM (Digital Elevation Model) และ DSM (Digital Surface Model) ส่วนความแตกต่างนั้นหากจะอธิบายให้เข้าใจโดยง่ายก็คือ DEM เป็นแบบจำลองความสูงเชิงเลขแสดงถึงพื้นผิวหรือลักษณะภูมิประเทศของโลกเท่านั้น ส่วน DSM นั้นเป็นแบบจำลองพื้นผิวเชิงเลขที่จะแสดงลักษณะพื้นผิวของสิ่งปกคลุมดินร่วมด้วย เช่น อาคารสิ่งปลูกสร้าง หรือแม้กระทั่งเรือนยอดของต้นไม้
.
   แบบจำลองความสูงเชิงเลขสามารถนำมาใช้ประโยชน์ในการวิเคราะห์พื้นผิวได้มากมาย ยกตัวอย่างเช่น การสร้างเส้นชั้นความสูง (Contour Line) พื้นที่การมองเห็น (Viewshed) ความลาดชัน (Slope) การตกกระทบของแสง (Hillshade) การหาปริมาตรในการขุดและถมที่ (Cut and Fill) ข้อมูลเหล่านี้ไม่เพียงแต่นำมาใช้ประโยชน์ในด้านของการสำรวจเท่านั้น แต่ยังสามารถประยุกต์เพื่อหาทำเลที่ตั้งของบ้านพักหรือรีสอร์ทเพื่อให้ได้มุมมองที่ดีที่สุด
.
   ส่วนงานด้านอื่นๆ ที่ถูกนำไปใช้ประโยชน์ก็มีมากมาย เช่น งานด้านภัยพิบัติ, การสำรวจแม่น้ำเพื่อสร้างแบบจำลอง 3 มิติให้ทราบข้อมูลความลึกตื้น หรือการตรวจสอบน้ำท่วม , การสร้างแบบจำลองมลพิษ (Modelling of the pollution) แสดงถึงความหนาแน่นของมลพิษเพื่อนำไปบริหารจัดการเมืองให้ดีขึ้น หรืองานด้านโบราณคดีและการก่อสร้างอาคาร (Archeology and building construction) ที่ไลดาร์จะสามารถเก็บข้อมูลในพื้นที่ที่ยากจะเข้าถึงได้ ข้อมูลโครงสร้างของอาคารหรือสิ่งปลูกสร้าง อาจเป็นการเก็บข้อมูลหรือเพื่อนำมาใช้วางแผนการบูรณะวัตถุและโบราณสถานก็ได้
.
   ยิ่งไปกว่านั้นเพื่อนๆ ทราบกันไหมครับว่าไลดาร์ถูกนำมาใช้กับเทคโนโลยีใกล้ตัวเราอย่างไม่น่าเชื่อ เช่น ในยานพาหนะ หุ่นยนต์ทำความสะอาด หรือฟีเจอร์ในสมาร์ทโฟนที่เราใช้กันอยู่ในปัจจุบัน โดยในด้านยานยนต์อัตโนมัติ (Autonomous vehicles) ไลดาร์ถูกนำมาใช้เพื่อตรวจสอบวัตถุรอบข้างเพื่อเพิ่มความปลอดภัยให้แก่ผู้ขับขี่ อีกทั้งยังถูกนำมาใช้ในระบบขับขี่ด้วยตนเอง (Self - Driving) รวมไปถึงโลกเมือนจริง (Metaverse) ที่กำลังเป็นกระแสร้อนแรงในช่วงไม่กี่เดือนที่ผ่านมา เทคโนโลยีตัวนี้จะช่วยสร้างสภาพแวดล้อม 3 มิติเสมือนจริงได้นอกเหนือจากที่มนุษย์เราเคยสัมผัส
.
   และ GISTDA เองก็เป็นหน่วยงานที่นำเทคโนโลยีดังกล่าวเข้ามาเป็นส่วนสำคัญในการปฏิบัติภารกิจ เช่น โครงการ "สุวรรณภูมิ ภูมิอารยธรรม เชื่อมโยงโลก" หรือ โครงการการสำรวจทางโบราณคดีด้วยเทคโนโลยีสำรวจระยะไกล เพื่อสนับสนุนการศึกษาทางด้านประวัติศาสตร์และนำมาวิเคราะห์การเชื่อมโยงข้อมูลเชิงพื้นที่ จนนำไปสู่การค้นพบหลักฐานที่สามารถคาดการณ์ถึงความน่าจะเป็นของการตั้งถิ่นฐานหรือเกิดขึ้นของแหล่งโบราณคดี ท้ายที่สุดเมื่อลองจินตนาการว่าถ้าหากตามนุษย์สามารถที่จะมองเห็นและทราบระยะไปพร้อมกัน คงเป็นอะไรที่มหัศจรรย์น่าดู ฉะนั้นไลดาร์จึงเป็นอีกหนึ่งเทคโนโลยีที่จะสร้างประโยชน์ในงานต่างๆ ที่หลากหลายต่อไปในอนาคต

#จิสด้า #gistda #จิสด้าก้าวสู่ปีที่22 #การรับรู้ระยะไกล #ไลดาร์ #LiDAR #Sonar #Radar #IMU #UAVs #PointClouds #DEM #DSM #แบบจำลองความสูงเชิงเลข #การสำรวจ #Metaverse #มองโลกมองเรา #มองไปกับเป็ด