لیدار که مخفف عبارت Light Detection and Ranging است، یک روش سنجش از دور است که از نور به شکل لیزر پالسی برای اندازه‌گیری برد (فاصله‌های متغیر) تا زمین استفاده می‌کند. یک ابزار لیدار اصولاً از یک لیزر، یک اسکنر و یک گیرنده تخصصی GPS تشکیل شده است.
لیدار روشی برای تعیین برد (فاصله متغیر) با هدف قرار دادن یک جسم با لیزر و اندازه‌گیری زمان بازگشت نور بازتاب‌شده به گیرنده است. لیدار همچنین می‌تواند برای ایجاد نمایش‌های دیجیتالی سه بعدی از مناطق روی سطح زمین و کف اقیانوس، به دلیل تفاوت در زمان‌های بازگشت لیزر، و با طول موج‌های متفاوت لیزر، استفاده کند. این برنامه کاربردی زمینی، هوابرد و حتی در تلفن همراه دارد.
Lidar مخفف «تشخیص و محدوده نور» یا «تصویربرداری، تشخیص و محدوده لیزری» است. لیدار گاهی اوقات اسکن لیزری سه بعدی نامیده می شود، ترکیبی خاص از اسکن سه بعدی و اسکن لیزری.
لیدار معمولاً برای تهیه نقشه‌های با وضوح بالا، با کاربردهایی در نقشه‌برداری، ژئوماتیک، باستان‌شناسی، جغرافیا، زمین‌شناسی، ژئومورفولوژی، لرزه‌شناسی، جنگل‌داری، فیزیک جو، هدایت لیزری، نقشه‌برداری نوارهای لیزری هوابرد (ALSM) و ارتفاع سنجی لیزری کاربرد دارد. این فناوری همچنین در کنترل و ناوبری برای برخی از خودروهای خودران و برای هلیکوپتر Ingenuity در پروازهای رکورددار خود بر فراز زمین مریخ استفاده می شود.
LiDAR هوابرد
LiDAR هوابرد روی هلیکوپتر یا پهپاد برای جمع آوری داده ها نصب می شود. به محض فعال شدن، Airborne LiDAR، نور را به سمت سطح زمین ساطع می کند که بلافاصله پس از برخورد با جسم به سنسور باز می گردد و اندازه گیری دقیق فاصله آن را ارائه می دهد. LiDAR هوابرد بیشتر به دو نوع تقسیم می شود – لیدار توپولوژیکی و لیدار Bathymetric.
LiDAR زمینی
سیستم‌های LiDAR زمینی بر روی وسایل نقلیه متحرک یا سه‌پایه‌های روی سطح زمین برای جمع‌آوری نقاط داده دقیق نصب می‌شوند. اینها برای مشاهده بزرگراه ها، تجزیه و تحلیل زیرساخت ها یا حتی جمع آوری داده از داخل و خارج ساختمان ها بسیار رایج هستند. سیستم های LiDAR زمینی دو نوع دارند – LiDAR موبایل و LiDAR استاتیک.
انرژی نور مجموعه ای از فوتون ها است. همانطور که فوتون های تشکیل دهنده نور به سمت زمین حرکت می کنند، به اجسامی مانند شاخه های درخت برخورد می کنند. مقداری از نور از آن اجسام منعکس شده و به حسگر باز می گردد. اگر جسم کوچک باشد و در اطراف آن شکاف هایی وجود داشته باشد که به نور اجازه عبور می دهد، مقداری نور به سمت زمین ادامه می یابد. از آنجایی که برخی فوتون‌ها از چیزهایی مانند شاخه‌ها منعکس می‌شوند، اما برخی دیگر به سمت زمین ادامه می‌دهند، ممکن است بازتاب‌های متعددی از یک پالس نور ثبت شود.
تحت هدایت مالکوم استیچ، شرکت هواپیماسازی هیوز اولین سیستم لیدار مانند را در سال 1961، مدت کوتاهی پس از اختراع لیزر، معرفی کرد. این سیستم که برای ردیابی ماهواره‌ای در نظر گرفته شده است، تصویربرداری متمرکز بر لیزر را با توانایی محاسبه فاصله با اندازه‌گیری زمان بازگشت سیگنال با استفاده از حسگرهای مناسب و تجهیزات الکترونیکی جمع‌آوری داده، ترکیب می‌کند.
فرمت فایلی که معمولا برای ذخیره داده های LIDAR استفاده می شود .las نام دارد که فرمتی است که توسط انجمن فتوگرامتری و سنجش از راه دور پشتیبانی می شود. اخیرا فرمت .laz توسط مارتین ایزنبرگ از LasTools توسعه یافته است. تفاوت این است که .laz یک نسخه بسیار فشرده از .las است.
در فلاش لیدار، کل میدان دید با یک پرتو لیزر واگرا گسترده در یک پالس، روشن می شود. این بر خلاف اسکن معمولی لیدار است که از یک پرتو لیزر همسو استفاده می کند که یک نقطه را در یک زمان روشن می کند. پرتو شطرنجی اسکن می شود تا میدان دید را نقطه به نقطه روشن کند. این روش روشنایی به یک طرح تشخیص متفاوت نیز نیاز دارد.
هم در اسکن و هم در فلاش لیدار، یک دوربین زمان پرواز برای جمع آوری اطلاعات در مورد مکان سه بعدی و شدت تابش نور روی آن در هر فریم استفاده می شود. با این حال، در اسکن لیدار، این دوربین فقط دارای یک سنسور نقطه ای است، در حالی که در فلاش لیدار، دوربین شامل یک آرایه سنسور 1 بعدی یا دو بعدی است که هر پیکسل آن اطلاعات موقعیت و شدت سه بعدی را جمع آوری می کند.
از لیدار همچنین در جنگداری و زیست شناسی برای تخمین و ارزیابی تنوع زیستی گیاهان، قارچ ها و حیوانات، اندازه گیری زیست توده و سطح برگ، استفاده می شود. همچنین در برخی از صنایع نظیر، انرژی و راه آهن و حمل و نقل به عنوان یک راه سریع تر برای نقشه برداری و جهت یابی استفاده می شود.
کاربرد لیدار در هواشناسی شامل، اندازه گیری باد، مطالعه ذرات معلق در هوا، به کمیت در آوردن اجزای مختلف جوی، اندازه گیری فشار سطحی، انتشار گازهای گلخانه ای، فتوسنتز و رطوبت سنجی، می شود.
در صنعت تلفن های همراه و مخابرات علاوه بر این که از فناوری لیدار در برخی از گوشی های نسل جدید استفاده شده است، برای برنامه ریزی شبکه تلفن همراه نیز کاربرد دارد. لیدار با داشتن توانایی جمع آوری داده های مناطق بزرگ با وضوح بالا در مدت زمان نسبتا کوتاه، اطلاعات کامل برای برنامه ریزی شبکه سلولی فراهم می کند.
شبکه ای از رصدخانه ها در سراسر جهان از لیدارها برای اندازه گیری فاصله تا بازتابنده های قرار داده شده بر روی ماه استفاده می کند که امکان اندازه گیری موقعیت ماه با دقت میلی متری و انجام آزمایش های نسبیت عام را فراهم می کند. MOLA، ارتفاع‌سنج لیزری در مدار مریخ، از ابزار لیدار در ماهواره‌ای در مدار مریخ استفاده کرد تا یک بررسی توپوگرافی جهانی دقیق و فوق‌العاده از سیاره سرخ ایجاد کند.