Lexikon der Kartographie und Geomatik: Laser
Laser, Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, E laser, Lichtquelle, die sowohl zeitlich als auch räumlich kohärente Strahlung in einer oder mehreren Wellenlängen (UV bis Thermalstrahlung, 90 nm bis 12 μm) emittiert. In der Fernerkundung werden Laser als Lidar (engl. Light Detection and Ranging) im Profil- oder Scan-Modus zur Distanzmessung (digitale Oberflächenmodelle) oder zur Messung laserinduzierter Fluoreszenz von Objekten der Erdoberfläche verwendet.
Neuerdings hat vor allem der Einsatz flugzeuggestützter Laserscannersysteme zur hochgenauen Aufnahme der Geländeoberfläche auch über Waldgebieten an Bedeutung gewonnen. Das im Flugzeug installierte Meßsystem besteht aus einem Laserscanner, der gepulstes oder kontinuierliches Laserlicht aussendet, aus einem Global Positioning System (GPS) und einem Inertial Navigation System (INS), einem Steuercomputer und einer Registriereinheit. Mindestens ein stationärer GPS-Empfänger sollte sich im Umfeld des Aufnahmegebietes befinden. In den Scanstreifen werden reflektierende Punkte in einem Abstand von nur wenigen Zentimetern erfasst. Die Ermittlung von Höhen mit einer Genauigkeit von 10 cm - 15 cm in flachem Gelände ist möglich.
Die spezifischen Eigenschaften von Laserlicht ermöglichen erstens Längenmessungen bis 50 m mit Mikrometergenauigkeit. Diese Interferometermessungen basieren auf der Messung von Längendifferenzen und werden vor allem bei der Prüfung (Komparierung) von Längenmessgeräten und in der industriellen Messtechnik eingesetzt. Zweitens erlaubt die Nutzung des Strahls als aktiven Zielstrahl bei geodätischen Messungen Fluchtungs-, Lotungs- und Höhenmessung, ferner reflektorlose Streckenmessung und eine Zielpunktmarkierung für berührungsfreie Messungen. Der aktive Zielstrahl besitzt den Vorteil, dass er an jeder gewünschten Stelle entlang seines Verlaufs durch eine Zieltafel oder einen photoelektrischen Detektor aufgefangen werden kann, ohne dass eine zweite Person am Laserinstrument die Funktion des Einweisens übernehmen muss.
Eine breite Anwendung haben Laser zur messtechnischen Betreuung bei der Errichtung von flächenhaft ausgedehnten und lang gestreckten Bauobjekten als Rotations- bzw. Fluchtungslaser erlangt. Durch Aufsetzen eines rotierenden Prismensystems wird der Laserstrahl rechtwinklig abgelenkt und bildet durch die Rotation eine Lichtebene. Diese kann je nach Aufstellung des Lasers in eine beliebige Neigung gebracht werden. Ein photoelektrischer Detektor, der an einer Messlatte verschiebbar befestigt werden kann, zeigt die Lage des Laserstrahls an. Es gibt Nivellierlatten, deren gesamte Länge mit elektronischen Empfängern versehen ist und die das Auftreffen des Strahls automatisch registrieren. Durch Anbringen eines Detektors an Baumaschinen ist die Steuerung derselben durch Lasergeräte möglich.
Die Zentrierung und Horizontierung der Laserinstrumente erfolgt analog zu Theodoliten. Fluchtungs- und Rotationslaser sollten i. a. wegen des Refraktionseinflusses nicht über 100 m Entfernung eingesetzt werden. Mit Laser lassen sich auch Entfernungen zu festen oder flüssigen Oberflächen messen, ohne einen Reflektor im Zielpunkt anzubringen. Von der Oberfläche wird noch ausreichend Laserlicht reflektiert, welches im Messgerät detektiert und ausgewertet werden kann. Unzugängliche Punkte und Flächen können unter gewissen Voraussetzungen mit Lasergeräten bis zu 1 000 m mit einer Genauigkeit von 5 mm bis 20 mm als Handgeräte, als Aufsatzgeräte für ein auf ein Stativ aufgeschraubtes Instrument oder als Totalstation verwendet werden.
MBR, KKN
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