Evaluation of single photon and waveform LIDAR

• Autorzy: Mandlburger Gottfried

Identyfikatory

DOI

10.2478/apcrs-2019-0001

Warianty tytułu

PL

Ocena skanerów jednofotonowych i liniowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this short paper, the principles of single photon sensitive LiDAR are presented and compared against state-of-the-art full waveform, linear-mode LiDAR. The differences are explained in theory, and data of either technology are evaluated based on the City of Vienna dataset, captured in 2018 with the SPL100 (Leica) and VQ-1560i (Riegl), respectively. While SPL features a higher areal performance, waveform LiDAR turns out to be more precise, especially in complex target situations like natural or steep surfaces. Furthermore, the article summarizes current activities within EuroSDR concerning a potential Single Photon and linear-mode LiDAR benchmark.

PL

Zasady czułości sensora pojedynczego fotonu są w proponowanym referacie przedstawione i porównane z najnowocześniejszym zgodnym ze sztuką skanerem typu full waveform (pełny kształt fali) W referacie wyjaśniono różnice teoretyczne obydwu rozwiązań, a dane dotyczące obu technologii są oceniane na podstawie danych pozyskanych dla miasta Wiednia w 2018 r. odpowiednio za pomocą sensorów: SPL100 (Leica) i VQ-1560i (Riegl). Chociaż SPL ma wyższą wydajność powierzchniową, dane pełnego kształtu fali okazują się bardziej precyzyjne, szczególnie w złożonych sytuacjach docelowych, takich jak naturalne lub strome powierzchnie. Ponadto, artykuł podsumowuje aktualne działania w ramach EuroSDR dotyczące potencjalnego testu porównawczego LIDAR dla danych pojedynczego fotonu i trybu liniowego.

Słowa kluczowe

EN

laser scanning; light detection and ranging; single photon sensitivity; large-scale mapping; 3D city mapping

PL

skanowanie laserowe; LIDAR; czułość pojedycznego fotonu; skanowanie wielkoobszarowe; modelowanie miast 3D

• Wydawca: Zarząd Główny Stowarzyszenia Geodetów Polskich
• Czasopismo: Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji
• Rocznik: 2019
• Tom: vol. 31
• Strony: 13--20
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz.

Twórcy

autor

Mandlburger Gottfried

• TU Wien, Department of Geodesy and Geoinformation, Vienna, Austria
• University of Stuttgart, Institute for Photogrammetry, Stuttgart, Germany

Bibliografia

• 1. Bernard, C., Mills, J. P., Talaya, J. & Remondino, F. (2019). Investigation into the potential of single photon airborne laser scanning technology. ISPRS - International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 42, 927–934.
• 2. Clifton, W. E., Steele B., Nelson G., Truscott A., Itzler M., & Entwistle M. (2015). Medium altitude airborne geiger-mode mapping lidar system. Proc. SPIE, 9465, 9465 – 9465 – 8.
• 3. Degnan, J. J., (2016). Scanning, Multibeam, Single Photon Lidars for Rapid, Large Scale, High Resolution, Topographic and Bathymetric Mapping. Remote Sensing, 8(11), 923–958.
• 4. Degnan, J. J. (2018). Airborne and spaceborne single photon 3d imaging lidars. 21st International Workshop on Laser Ranging.
• 5. Harris (2019). Website of Harris Geiger-mode LiDAR. https://www.harris.com/solution/geiger-mode-lidar (last accessed: 2019-01-11).
• 6. Hartzell, P., Dang, Z., Pan, Z. & Glennie, C. (2018). Radiometric evaluation of an airborne single photon lidar sensor. IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters, 15(9), 1466–1470.
• 7. Mallet, C., & Bretar, F. (2009). Full-waveform topographic lidar: State-of-the-art. ISPRS
• 8. Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 64(1), 1 – 16.
• 9. Mandlburger, G. & Jutzi, B., (2018). Feasibility Investigation on Single Photon Lidar Based Water Surface Mapping. ISPRS Annals of Photogrammetry, Remote Sensing & Spatial Information Sciences 4, 10–12.
• 10. Mandlburger, G., Lehner, H. & Pfeifer, N. (2019). A comparison of single photon and full waveform lidar. ISPRS Annals of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences 4, 397–404.
• 11. Leica (2019). Leica SPL100 single photon LiDAR sensor data sheet. https://leicageosystems. com/products/airbornesystems/topographic-lidar-sensors/leica-spl100.
• 12. Pfennigbauer, M., Wolf, C., Weinkopf, J. & Ullrich, A. (2014).Online waveform processing for demanding target situations. In: Proc. SPIE, 90800J.
• 13. Stoker, J. M., Abdullah, Q. A., Nayegandhi, A., Winehouse, J. (2016). Evaluation of Single Photon and Geiger Mode Lidar for the 3D Elevation Program. Remote Sensing, 8(9), 716–767.
• 14. Sugarbaker, L. J., Constance, E. W., Heidemann, H. K., Jason, A. L., Lukas, V., Saghy, D. L., & Stoker, J. M., 2014. The 3D Elevation Program Initiative — A Call for Action. USGS Circular 1399.
• 15. Ullrich, A., & Pfennigbauer, M. (2018). Noisy lidar point clouds: impact on information extraction in high-precision lidar sur veying, Proc. SPIE, 10636, 10636 – 10636 – 6.

Uwagi

PL