LiDAR Teknolojisi: Kapsamlı Açıklama ve Örneklerle Detaylı Bilgi

1. LiDAR Teknolojisinin Tanımı

LiDAR (Light Detection and Ranging), lazer ışınları kullanılarak mesafelerin ölçülmesini sağlayan uzaktan algılama teknolojisidir. Temel prensibi, bir hedefe gönderilen lazer ışınının hedefe çarpıp geri dönme süresinin ölçülmesine dayanır. Bu süre, ışığın sabit hızından yararlanarak mesafenin hesaplanmasında kullanılır. Radar sistemlerine benzer çalışsa da, mikrodalga yerine ışık dalgaları (genellikle kızılötesi) kullanır.Örnek: Antalya Kaleiçi sokaklarının üç boyutlu modellenmesinde CHC RS10 el tipi LiDAR cihazı kullanılarak yüzey taraması yapılmış, elde edilen veriler Leica Cyclone yazılımında işlenerek 3D model oluşturulmuştur.   

2. Tarihsel Gelişim ve Kullanımın Evrimi

1960'larda askeri ve atmosferik amaçlarla başlayan LiDAR teknolojisi, 1980’lerde haritalama, 2000’lerde şehir modelleme, 2010’lardan sonra ise otonom araçlar ve iç mekân haritalama gibi alanlara genişlemiştir. Günümüzde mobil ve drone tabanlı sistemlerle büyük sahalar kısa sürede taranabilmektedir.Örnek: 1990'larda ABD’de ormanlık alanların topoğrafik haritalanmasında kullanılan LiDAR sistemleri, bugün İstanbul’daki tarihi camilerin restorasyon belgelenmesinde bile kullanılmaktadır.   

3. LiDAR Sistem Türleri ve Farkları

- Hava LiDAR (UAV, Helikopter, Uçak): Geniş alanları kapsar. Sayısal Yüzey ve Arazi Modeli üretiminde idealdir.- Yersel LiDAR: Statik veya tripod üzerindedir. Bina, köprü, tünel gibi yapılar için idealdir.- Mobil LiDAR: Araçlara entegre edilir. Yol, şehir planlaması için uygundur.- El Tipi LiDAR: Operatör tarafından taşınır. İç mekân, mağara, tarihi alan gibi dar bölgelerde tercih edilir.Örnek: Matrice 300 drone üzerine entegre edilen LiDAR sistemi ile Kapadokya bölgesinde hem vadiler hem de peri bacaları detaylı modellenmiştir.   

4. Çalışma Prensibi ve Sensörler

LiDAR sistemleri genellikle şu bileşenlerden oluşur:- Lazer tarayıcı: Lazer atımı yapar ve yansıyan ışını algılar.- GNSS alıcısı: Coğrafi konum bilgisi sağlar.- IMU (Eylemsizlik Ölçüm Birimi): Cihazın hareketini ve yönünü izler.- Veri kaydedici: Ham ölçüm verilerini saklar.Örnek: BLK360 tarayıcı ile bir otelin iç koridorları tarandığında, her 10 saniyede bir 360 derece dönen lazer kafası 150.000'e kadar nokta yakalayabilir.   

5. LiDAR Verileri ve Ürünleri

- Point Cloud (Nokta Bulutu): Her noktanın XYZ koordinatları ile birlikte yansıma, renk, yoğunluk bilgisi yer alır.- DSM (Sayısal Yüzey Modeli): Yüzeydeki tüm nesneleri (ağaç, bina) içerir.- DTM (Sayısal Arazi Modeli): Yalnızca zemin yüksekliğini gösterir.- Mesh Model: Yüzeyin üçgenlerle örülmüş hali.- Ortofoto: Kamera ile eşleştirilen verilerle oluşturulan foto-gerçekçi plan.Örnek: Belek’teki bir otelin 3 katlı yapısı, nokta bulutundan CAD kat planlarına ve Revit modeline dönüştürülerek BIM projesine entegre edilmiştir.   

6. LiDAR Yazılımları ve İş Akışı

Veri işleme adımları:1. Ham verinin temizlenmesi (noise filtering) – örn. LAStools2. Noktaların sınıflandırılması – örn. TerraScan3. Mesh veya model oluşturma – örn. ReCap, RealityCapture4. Harita üretimi – örn. ArcGIS, Global Mapper5. Modelleme ve BIM entegrasyonu – örn. Revit, NavisworksÖrnek: Sanal Harita Mühendislik, LiDAR verilerini işlemek için Leica Cyclone kullanmakta, çıktılarını 3DVista ve Twinmotion ile görselleştirerek müşterilere sunmaktadır.   

7. LiDAR'ın Kullanım Alanları ve Proje Örnekleri

- Arkeoloji: Göbeklitepe'nin zemin taramaları LiDAR ile yapılmıştır.- Şehir Planlama: Antalya Konyaaltı sahil düzenlemesi 3D LiDAR modeliyle görselleştirilmiştir.- Otonom Araçlar: Tesla ve Waymo gibi şirketler sensörlü araçlarda LiDAR kullanmaktadır.- Yangın Kaçış Planları: Otellerde hızlı kat planı üretimi için CHC RS10 kullanılarak yangın güvenlik haritaları çıkarılmıştır.Örnek: Antalya’daki bir okul binası, sabah saatlerinde lazer tarayıcı ile taranmış, 3 saat içinde bina iç planları çıkarılmış ve dijital kaçış haritası hazırlanmıştır.   

8. Türkiye’de LiDAR Uygulamaları

- Karayolları Genel Müdürlüğü, yol projelerinde mobil LiDAR taramaları ile kot ve enkesit analizleri yapmaktadır.- Belediyeler, yapı envanteri oluşturmak ve kentsel dönüşüm planlamak için LiDAR sistemlerini kullanmaktadır.- Üniversiteler, arkeolojik belgelerde yersel tarama sistemleriyle veri toplamaktadır.Firma Örneği: Sanal Harita Mühendislik, Antalya merkezli olup Belek oteller bölgesinde ve endüstriyel tesislerde lazer tarayıcı ile ölçüm, modelleme ve yangın güvenliği planlama hizmetleri sunmaktadır.   

9. LiDAR Cihazlarına Ait Teknik Özellikler Tablosu

Cihaz Modeli	Tarama Menzili	Tarama Hızı	Hassasiyet	Ağırlık	Kullanım Tipi
CHC RS10	120 m	320.000 nokta/sn	±2 cm	1.3 kg	El Tipi
Leica BLK360	60 m	360.000 nokta/sn	±4 mm	1.0 kg	Yersel
FARO Focus S350	350 m	976.000 nokta/sn	±1 mm	4.2 kg	Yersel
Leica RTC360	130 m	2.000.000 nokta/sn	±1 mm	5.1 kg	Mobil/Yersel
DJI L1 (Matrice 300)	190 m	240.000 nokta/sn	±5 cm	LiDAR+GNSS modülü	Hava LiDAR

10. LiDAR Yazılımları Özellik Karşılaştırma Tablosu

Yazılım	İşlem Türü	Nokta Bulutu Desteği	BIM Entegrasyonu	Kullanım Alanı
Leica Cyclone	Tarama verisi işleme	Evet	Kısıtlı	Endüstri, bina
FARO Scene	3D modelleme	Evet	Evet	Mimari, güvenlik
Autodesk ReCap	Mesh + CAD çıktısı	Evet	Yüksek	İnşaat, tasarım
Bentley ContextCapture	Fotogrametri + LiDAR	Evet	Orta	Altyapı, şehir
Global Mapper	Harita üretimi	Evet	Yok	CBS, çevre

11. LiDAR Uygulama Senaryoları ve Kullanım Amacı Tablosu

Saha Türü	Kullanılan LiDAR Türü	Örnek Uygulama	Elde Edilen Ürün
Tarihi Alan (Kapadokya)	Drone LiDAR	Peri bacalarının detaylı 3B modellenmesi	Mesh model, ortofoto
Fabrika Tesisi	Mobil LiDAR	Boru hatları ve üretim hattının taranması	Nokta bulutu, CAD plan
Otel İç Mekânı	El Tipi LiDAR	Yangın kaçış planı çıkarılması	Kat planı, kaçış haritası
Ormanlık Alan	UAV LiDAR	Ağaç yüksekliği ve örtü yoğunluğu analizi	DTM, DSM, ve yoğunluk haritası
Tünel Güzergahı	Yersel LiDAR	Kazı sonrası deformasyon ölçümü	Boykesit, deformasyon haritası

12. LiDAR Yöntemlerine Göre Maliyet ve Veri Çıktı Özellikleri

LiDAR Türü	Ekipman Maliyeti	Veri Hacmi (GB/saat)	İşleme Zorluğu	Kullanım Alanları
Yersel LiDAR	Orta (~25.000-50.000 USD)	5-10 GB	Orta	Bina, tünel, restorasyon
Drone LiDAR	Yüksek (~50.000-150.000 USD)	15-25 GB	Zor	Orman, tarım, büyük alan
El Tipi LiDAR	Düşük (~10.000-20.000 USD)	1-3 GB	Kolay	İç mekân, arkeoloji
Mobil LiDAR	Çok Yüksek (>200.000 USD)	20-50 GB	Çok Zor	Şehir planlama, karayolu

13. LiDAR Uygulama Görselleri

Aşağıdaki görseller, LiDAR teknolojisinin farklı alanlardaki uygulamalarına örnek teşkil etmektedir.

Şekil: LiDAR teknolojisinin saha uygulamaları, nokta bulutu örnekleri ve cihaz görselleri (temsilidir).