Quality assessment of Single-photon LiDAR data

• Autorzy: Kostrzewa Adam , Bakuła Krzysztof

Identyfikatory

DOI

10.14681/apcrs-2022-002

Warianty tytułu

PL

Ocena jakości lotniczego skanowania laserowego technologii pojedynczego fotonu quality assessment of Single-photon LiDAR data

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

This publication assesses the quality of airborne laser scanning using Single-photon LiDAR technology for Pamplona, located in Navarre, northern Spain. The paper uses reference data sets acquired with traditional (linear) scanners to compare the new single-photon method with the multiphoton technology that has been known on the market for many years. The main issue of the research was to evaluate the quality of the new single-photon scanner method concerning the accuracy and parameters obtained by scanners representing the older and better-known multi-photon method. The single-photon scanner data set was subjected to a detailed and thorough evaluation of the accuracy and quality of the data in terms of vegetation penetration, bathymetric measurement capabilities, and the quality of the height models created compared with the reference data. The research made it possible to draw several conclusions, which led to the determination of the final position of the studied singlephoton data, along with demonstrating their strengths and advantages. The analyses also made it possible to indicate the range of applications in which typical linear (multi-photon) scanners still have their advantage.

PL

Niniejsza publikacja przedstawia ocenę jakości lotniczego skanowania laserowego przy wykorzystaniu technologii skanowania pojedynczego fotonu dla obszaru miasta Pampeluna, znajdującego się w Nawarze, w północnej Hiszpanii. W pracy wykorzystano zestawy danych referencyjnych pozyskanych skanerami tradycyjnymi (liniowymi) w celu porównania nowej metody pojedynczego fotonu (jednofotonowej) z znaną na rynku od wielu lat technologią wielofotonową. Główną problematyką badań była ocena jakości nowej metody jednofotonowych skanerów w odniesieniu do dokładności i parametrów uzyskiwanych przez skanery reprezentujące starszą i szerzej znaną metodę wielofotonową. Zestaw danych ze skanera jednofotonowego został poddany szczegółowej i wnikliwej ocenie dokładności oraz jakości danych w zakresie penetracji roślinności, możliwości pomiarów batymetrycznych, jakości tworzonych modeli wysokościowych w porównaniu względem posiadanych danych referencyjnych. Badania weryfikacji umożliwiły wyciągnięcie wielu wniosków, które doprowadziły do określenia ostatecznego stanowiska na temat badanych danych jednofotonowych wraz z ukazaniem ich mocnych stron i zalet. Analizy pozwoliły również wskazać zakres zastosowań, w których swoją przewagę nadal posiadają typowe skanery liniowe (wielofotonowe).

Słowa kluczowe

EN

airborne laser scanning; single-photon LiDAR; linear sensor; Leica SPL100; quality assessment

PL

lotnicze skanowanie laserowe; LiDAR z pojedynczym fotonem; czujnik liniowy; Leica SPL100; ocena jakości

• Wydawca: Zarząd Główny Stowarzyszenia Geodetów Polskich
• Czasopismo: Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji
• Rocznik: 2022
• Tom: Vol. 34
• Strony: 33--65
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz.

Twórcy

autor

Kostrzewa Adam

• Department of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Systems, Warsaw University of Technology, Faculty of Geodesy and Cartography

autor

Bakuła Krzysztof

• Department of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Systems, Warsaw University of Technology, Faculty of Geodesy and Cartography

Bibliografia

• 1. Bernard C., Mills J. P., Talaya J., Remondino F., 2019. Investigation into the Potential of Single-photon Airborne Laser Scanning Technology, The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 42, 927-934.
• 2. Brown R., 2019. Data Quality Analysis of the Leica SPL100 Airborne Single-photon Lidar Sensor, University of Houston.
• 3. Brown R., Hartzell P., Glennie C., 2020. Evaluation of SPL100 Single-photon Lidar Data, Remote Sensing, 12, 721.
• 4. Degnan J., 2016. Scanning, Multibeam, Single-photon Lidars for Rapid, Large Scale, High Resolution, Topographic and Bathymetric Mapping, Remote Sensing, 8(11), 958.
• 5. Degnan J., 2002. A conceptual design for a spaceborne 3D imaging lidar, Elektrotechnik & Informationstechnik, 119(4), 99–106.
• 6. Glennie C. L., Carter W. E., Shrestha R. L., Dietrich W. E., 2013. Geodetic imaging with airborne LiDAR: the Earth's surface revealed, Reports on Progress in Physics, 76.
• 7. Jutzi B., 2017. Less Photons for More LiDAR? A Review from Multi-Photon Detection to Single-photon Detection, Photogrammetric Week, 56, Stuttgart.
• 8. Mandlburger G., Jutzi B., 2019. On the Feasibility of Water Surface Mapping with Singlephoton LiDAR, ISPRS International Journal of Geo-Information, 8(4), 188.
• 9. Mandlburger G., Lehner H., Pfeifer N., 2019, A Comparison of Single-photon and Full Waveform LiDAR, ISPRS Annals of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 4, 397-404.
• 10. Pfennigbauer M., Ullrich A., 2007. Applicability of single-photon detection for laser radar, Elektrotechnik & Informationstechnik, 124(6), 180–185.
• 11. Roth R., 2019. Update: SPL100 LiDAR, software for filtering/quality control, Single-photon and Geiger Mode LiDAR Workshop, Barcelona, Spain, http://www.eurosdr.net.
• 12. Stoker J. M., Abdullah Q. A., Nayegandhi A., Winehouse J., 2016. Evaluation of Singlephoton and Geiger Mode Lidar for the 3D Elevation Program, Remote Sensing, 8(9), 767.
• 13. Wang X., Glennie C., Pan Z., 2018. Weak Echo Detection from Single-photon Lidar Data Using a Rigorous Adaptive Ellipsoid Searching Algorithm, Remote Sensing, 10, 1035.