라이다 종류: 항공, 지상형, 모바일, 수심 측정

간단한 답변: 라이다의 주요 종류는 항공형(항공기와 드론), 지상형(정지 삼각대 스캐너), 모바일형(차량, 백팩과 핸드헬드 SLAM 시스템), 수심 측정형(물을 투과해 측정하는 녹색 레이저 시스템)입니다. 위성 라이다는 별도의 전문 유형입니다. 모두 같은 광 검출 및 거리 측정 원리를 공유하지만 플랫폼, 범위, 점 밀도와 정확도가 다르며, 정확도는 광역 매핑의 데시미터급부터 지상형 스캐닝의 밀리미터급까지 다양합니다.

핵심 요점

라이다는 주로 플랫폼에 따라 항공형, 지상형, 모바일형과 수심 측정형으로 분류하며 위성 라이다도 있습니다.
지상형 레이저 스캐너는 가장 높은 정확도로 단거리에서 보통 밀리미터급을 제공하며, 항공 라이다는 센티미터~데시미터 정확도로 가장 넓은 구역을 취득합니다.
수심 측정 라이다는 물을 투과하는 녹색광(약 532 nm)을 사용하고 지형 라이다는 보통 근적외선 파장을 사용합니다.
펄스 비행시간, 위상차와 주파수 변조 연속파(FMCW)가 세 가지 주요 라이다 거리 측정 방식입니다.
레이더는 구름과 일부 물질을 통과하는 전파를 사용하고 라이다는 빛을 사용하여 훨씬 더 세밀한 해상도를 제공합니다.

라이다의 주요 종류는 무엇입니까?

주요 라이다 종류는 센서를 운반하는 플랫폼과 측정 표면에 따라 나눈 항공형, 지상형, 모바일형과 수심 측정 시스템입니다. 각 유형은 레이저, 수신기, 주사 기구, 시간 측정 장치 및 센서의 위치와 방향을 파악하는 수단을 갖춘 완전한 라이다 시스템입니다.

Lidar는 light detection and ranging, 즉 광 검출 및 거리 측정의 약자입니다. 쉽게 말해 라이다 기술이란 무엇입니까? 레이저 광을 표면에 보내고 반사 시간을 재어 거리를 측정하며 이를 초당 수십만~수백만 번 반복해 3D 포인트 클라우드를 만드는 방식입니다. 라이다란 무엇인가 소개에서 기본 원리를 다루며 여기서는 프로젝트에 맞는 유형을 고를 수 있도록 비교합니다.

유형	플랫폼	일반 정확도	일반적인 취득 범위	주요 용도
항공 지형 라이다	항공기, 헬리콥터, 드론	수직 약 3–15 cm	수 헥타르~수천 km²	지형 모델, 임업, 홍수 매핑, 선형 구간
수심 / 육해 통합 측정	녹색 레이저 탑재 항공기 또는 드론	물 상태에 따라 데시미터급	해안선, 강, 얕은 해저	연안 구역, 하도, 서식지 매핑
지상형(TLS)	정지 삼각대	단거리에서 밀리미터급	방 하나에서 건물 또는 플랜트까지	BIM, 플랜트, 문화유산, 변형 모니터링
모바일(차량)	GNSS/INS를 갖춘 자동차, 열차, 선박	양호한 GNSS 조건에서 센티미터급	하루 수 킬로미터의 도로 또는 철도	도로, 철도, 도로변 자산, 도시 모델
핸드헬드 / 백팩 SLAM	도보 작업자	상대 정확도 약 1–3 cm	건물, 터널, 숲	실내 매핑, 광산, 빠른 준공 현황 취득
위성	지구 궤도 우주선	다양함, 과학 연구용 설계	전 지구 단면	얼음, 산림 높이, 전 지구 표고

항공 라이다란 무엇이며 어떻게 작동합니까?

항공 라이다는 항공기나 드론에 장착한 레이저 스캐너가 아래 지면을 주사하고 GNSS 수신기와 관성측정장치(IMU)가 센서의 정확한 궤적을 기록하는 방식입니다. 거리, 스캔 각도와 궤적을 결합하여 각 반사점의 좌표를 구합니다.

항공 라이다 센서는 보통 근적외선을 사용하며 초당 수십만~백만 개 이상의 펄스를 발사합니다. 핵심 장점은 다중 반사입니다. 하나의 펄스가 나뭇잎, 가지와 마지막 지면에서 부분적으로 반사될 수 있어 항공 라이다 스캐닝은 산림 수관 아래 맨땅을 모델링할 수 있습니다. 따라서 국가 표고 사업과 홍수 모델링에서 주로 사용됩니다.

항공 작업에는 두 가지 규모가 있습니다.

유인 항공기: 넓은 구역, 높은 고도와 미국 지질조사국(USGS) 라이다 기본 사양 같은 품질 수준을 적용합니다. 널리 사용하는 Quality Level 2는 비식생 구역에서 제곱미터당 최소 2점과 수직 RMSE 10 cm를 요구합니다.
드론 라이다: 더 낮게 비행하여 작은 현장을 훨씬 높은 점 밀도로 취득합니다. 탑재체 선택은 측량 드론과 UAV 매핑 가이드를 참조하십시오.

많은 공공 항공 데이터는 무료입니다. 미국의 라이다 다운로드는 USGS 3D Elevation Program(3DEP)이 전국 데이터를 제공하며 3DEP LidarExplorer 뷰어에서 타일을 찾아 내려받을 수 있습니다. 다른 여러 국가도 비슷한 국가 데이터세트를 공개합니다.

수심 측정 라이다와 육해 통합 라이다란 무엇입니까?

수심 측정 라이다는 근적외선보다 물을 훨씬 잘 투과하는 보통 약 532 nm의 녹색 레이저로 수심과 바닥 형상을 측정합니다. 육해 통합 라이다는 육지용 근적외선 채널과 수중용 녹색 채널을 결합하여 육지와 물의 경계를 끊김 없이 매핑합니다.

시스템은 수면 반사와 바닥 반사를 기록합니다. 굴절과 물속에서 느려지는 빛의 속도를 보정한 시간 차이로 수심을 구합니다. 투과 깊이는 물의 투명도에 크게 좌우됩니다. 맑은 연안수에서는 수십 미터에 이르지만 탁한 강에서는 몇 미터 이하일 수 있습니다.

일반적인 용도는 해안 침식 모니터링, 항만 접근 수로, 하도와 범람원 모델 및 서식지 매핑입니다. 물이 탁하거나 깊으면 선박의 다중빔 소나가 일반적인 대안입니다.

지상형 라이다와 삼각대의 라이다 스캐너란 무엇입니까?

지상형 라이다는 지상의 정지 삼각대 위치에서 수행하는 레이저 스캐닝이며 모든 라이다 유형 중 가장 높은 정확도와 밀도를 제공합니다. 지상형 라이다 스캐너는 수평으로 회전하고 거울이 빔을 수직으로 편향시켜 각 설치에서 거의 구 전체를 취득합니다.

여러 설치의 데이터를 정합하여 하나의 포인트 클라우드로 만듭니다. 단거리 정확도는 일반적으로 밀리미터급이므로 지상형 라이다 3D 레이저 스캐닝은 BIM, 구조 검사, 산업 플랜트와 문화유산의 표준 방식입니다. 당사의 지상형 3D 레이저 스캐너는 4.4 kg 본체에서 초당 최대 200만 점을 취득하며 70 m 및 150 m 범위 버전(백색 90% 타겟)과 장거리 버전 및 HDR 컬러를 제공합니다. 대형 현장용 고속 지상형 레이저 스캐너는 눈에 안전한 Class 1 레이저로 360° × 282° 시야각에서 최대 1000 kHz로 스캔합니다.

터널과 모니터링처럼 스캔 데이터를 정밀한 측량 기준망에 맞춰야 하는 곳에서는 스캐닝 토탈스테이션이 한 장비에 토탈스테이션 각도·거리 측정과 3D 스캐닝을 결합합니다. 전체 정지식 작업 절차는 지상형 레이저 스캐닝 문서에 설명되어 있습니다.

모바일 라이다란 무엇입니까? 차량, 백팩과 핸드헬드 시스템

모바일 라이다는 시스템이 자체 궤적을 연속 계산하면서 차량, 열차, 선박, 백팩 또는 핸드헬드 장치 같은 이동 플랫폼에서 수행하는 레이저 스캐닝입니다. 차량 시스템은 GNSS와 고급 IMU를 사용하고 핸드헬드와 백팩 시스템은 주로 동시 위치추정 및 지도작성(SLAM)에 의존합니다.

차량 모바일 매핑: 교통 흐름 속도로 도로, 철도와 도로변 자산을 취득합니다. GNSS가 양호하면 센티미터급이지만 기준점을 추가하지 않으면 도심 협곡과 터널에서 정확도가 낮아집니다.
백팩과 핸드헬드 SLAM: 건물, 광산, 숲과 GNSS가 없는 모든 곳에 적합합니다. 당사의 핸드헬드 SLAM 레이저 스캐너는 무게 925 g, 측정 범위 0.1~70 m이며 후처리 후 포인트 클라우드 두께 1 cm 이하를 제공합니다.

라이다 모바일 매핑은 속도를 위해 일부 정확도를 양보합니다. 삼각대 설치로 하루 걸리는 건물을 흔히 한 시간 이내에 걸어서 취득할 수 있습니다. SLAM이란 무엇인가 설명에서는 이 시스템이 자체 위치를 추적하고 드리프트를 제어하는 방법을 다룹니다.

라이다 구성품과 거리 측정 방식은 무엇입니까?

모든 라이다 스캐닝 시스템은 레이저 발신기, 빔 조향 기구, 수신기, 정밀 시간 측정 전자 장치와 위치 결정 시스템이라는 같은 핵심 구성품을 갖습니다. 라이다 거리 측정은 세 가지 방식으로 나뉩니다.

라이다 발신기: 펄스 또는 연속 레이저로 지형 작업에는 보통 905 nm, 1064 nm 또는 1550 nm, 수중에는 532 nm를 사용합니다.
스캐너: 회전 거울, 프리즘 또는 회전 헤드이며 일부 최신 센서는 솔리드스테이트 방식입니다.
수신기: 돌아오는 빛과 세기를 기록하는 라이다 레이저 센서(광검출기)입니다.
위치와 방향: 항공 및 차량 시스템에서는 GNSS/IMU, 핸드헬드에서는 SLAM, 지상형 스캐너에서는 고정 설치를 사용합니다.

거리 측정 방식	측정 원리	일반적인 장점
펄스 비행시간	각 펄스의 왕복 시간 측정	장거리, 다중 반사, 항공 및 장거리 스캐너
위상차	변조된 연속 빔의 위상 비교	단거리와 중거리에서 매우 빠르고 노이즈가 적음
FMCW	처프 빔의 주파수 차이 측정	속도도 측정, 자동차 센서에서 도입 확대

시스템이 구분할 수 있는 최소 세부 형상인 라이다 해상도는 점 취득률만이 아니라 점 간격, 빔 발산(거리에 따른 점 크기)과 거리 노이즈에 따라 달라집니다.

레이더와 라이다의 차이는 무엇입니까?

레이더는 전파, 라이다는 빛을 사용하므로 레이더는 구름, 비와 일부 물질을 통과하지만 해상도가 더 낮습니다. 라이다는 세부 형상을 분해하지만 안개, 폭우와 고체 표면에 차단됩니다. 라이다 파장은 약 1마이크로미터이며 레이더 파장은 밀리미터~미터입니다.

기준	라이다	레이더
신호	레이저 광(가시광 또는 근적외선)	전파 또는 마이크로파
해상도	밀리미터~센티미터	일반적으로 더 낮음
날씨	안개, 비, 먼지로 성능 저하	대체로 영향이 적음
투과	식생 틈 통과, 녹색광은 물속 투과	지표투과레이더는 토양, 콘크리트 또는 얼음 속 투과
측량 용도	표면의 3D 매핑	지하 탐사와 위성 변형 매핑

측량에서 레이더 측량은 보통 두 가지 중 하나를 뜻합니다. 매설 설비와 공동을 찾는 지표투과레이더(GPR, 지오레이더 측량이라고도 함)를 이용한 지상 레이더 조사 또는 지반 움직임을 측정하는 위성 레이더 간섭법입니다. 측정 대상이 다르므로 어느 것도 라이다를 대체하지 않습니다.

라이다 유형, 소프트웨어 또는 서비스 업체 선택 방법

프로젝트의 정확도, 면적과 환경으로 라이다 유형을 선택한 뒤 라이다 소프트웨어가 고객이 사용하는 형식으로 데이터를 처리하고 납품할 수 있는지 확인하십시오.

정확도 정의: 밀리미터급은 지상형 스캐닝, 센티미터급은 모바일 또는 드론 라이다, 데시미터급은 유인 항공 방식이 적합합니다.
면적과 형상 정의: 방과 건물(지상형 또는 SLAM), 현장(드론), 선형 구간(모바일 또는 VTOL 드론), 광역(항공기)으로 구분합니다.
환경 고려: 식생, 물, GNSS 사용 가능성과 접근성을 확인합니다.
기준망 계획: GNSS와 토탈스테이션 기준망이 모든 라이다 유형을 프로젝트 격자에 연결합니다.
처리 확인: 정합·분류·모델링용 라이다 처리 소프트웨어와 지형 결과물·분석용 라이다 매핑 소프트웨어 및 GIS 도구를 확인합니다.

많은 회사는 일상 작업용으로 지상형 또는 핸드헬드 스캐너를 구매하고 항공이나 수심 측정 프로젝트에는 라이다 매핑 서비스를 이용합니다. 항공기와 전문 센서가 필요한 경우 외주가 더 경제적이기 때문입니다. 사용 분야에 맞는 스캐너를 비교하려면 일반적인 프로젝트 크기와 정확도 요구 사항으로 견적을 요청하십시오.

자주 묻는 질문

레이더와 라이다의 차이는 무엇입니까?

레이더는 전파를, 라이다는 레이저 광을 보냅니다. 레이더는 구름과 비를 통과하며 지표투과레이더 형태로 지중을 투과할 수 있지만 해상도가 더 낮습니다. 라이다는 표면을 세밀하게 측정하고 수관 틈을 통해 식생 아래 지면을 매핑할 수 있지만 안개, 비와 먼지가 범위를 줄입니다.

라다(ladar)란 무엇입니까?

Ladar는 laser detection and ranging, 즉 레이저 검출 및 거리 측정의 약자입니다. 주로 군사·국방 분야에서 사용하는 오래된 용어로, 반사 레이저 광의 시간을 재어 거리를 측정하는 라이다와 같은 원리입니다. 라다 센서와 라이다 센서는 같은 방식으로 작동하며 측량과 매핑에서는 현재 라이다라는 용어가 표준입니다.

라이다는 얼마나 멀리 감지할 수 있습니까?

유형에 따라 다릅니다. 핸드헬드 SLAM 스캐너는 보통 수십 미터, 지상형 스캐너는 약 70 m에서 수백 미터이며, 장거리 지상형과 항공 센서는 그보다 훨씬 멀리 측정하고 항공기는 지상 수백~수천 미터에서 비행합니다. 어둡거나 젖었거나 기울어진 표면 및 안개, 비나 먼지 속에서는 범위가 줄어듭니다.

라이다와 레이저 스캐닝의 차이는 무엇입니까?

원리상 실제 차이는 없습니다. 3D 레이저 스캐너는 라이다 시스템의 한 종류입니다. 실무에서는 삼각대와 핸드헬드 측량 스캐너를 레이저 스캐닝, 항공·모바일·자동차 센서를 라이다라고 부릅니다. 단순한 라이다 거리 측정기는 하나의 거리를 측정하지만 레이저 스캐너는 빔을 주사하여 수백만 개 점을 취득합니다.

어떤 라이다 유형이 가장 정확합니까?

삼각대 기반 지상형 레이저 스캐닝이 가장 정확하며 장비가 정지해 있고 표면과 가까워 단거리에서 보통 밀리미터급에 이릅니다. 모바일 및 드론 라이다는 보통 센티미터급, 유인 항공 라이다는 고도, GNSS 품질과 보정에 따라 수 센티미터~데시미터급입니다.

라이다는 물을 투과할 수 있습니까?

일반 근적외선 라이다는 대부분 수면에서 흡수되거나 반사되어 수중 지형을 매핑할 수 없습니다. 수심 측정 라이다는 물을 투과하는 약 532나노미터의 녹색광을 사용하며, 탁한 강의 수 미터부터 맑은 연안수의 수십 미터까지 투명도에 따라 바닥을 매핑할 수 있습니다.

라이다 데이터를 무료로 다운로드할 수 있습니까?

많은 공공 항공 라이다 데이터는 무료입니다. 미국의 USGS 3D Elevation Program은 온라인 뷰어에서 검색하고 내려받을 수 있는 전국 데이터를 제공하며 다른 여러 국가도 국가 표고 데이터를 공개합니다. 공학 설계에 사용하기 전에 공공 데이터의 날짜, 점 밀도와 정확도를 확인하십시오.