Platformdan bağımsız web tabanlı gerçek zamanlı LiDAR haritalama
Platform-independent web-based real-time LiDAR mapping
Yazar: LEVENT CANDAN
Danışman: PROF. DR. ELİF KAÇAR
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
LiDAR teknolojisi günümüzde birçok alanda önemli bir rol oynamaktadır. LiDAR verilerinin doğru ve zamanında elde edilebilirliği/kullanılabilirliği, çevresel değişikliklerin izlenmesi ve afet sonrası acil durum müdahalesi gibi durumlarda hızlı ve güvenilir 3 Boyutlu (3B) hasar değerlendirmesi açısından çok önemlidir. Ancak, hayati nitelik taşıyan bu tür değerlendirmelerde bazı zorluklarla karşılaşılabilir. LiDAR verilerinin anlık olarak görselleştirilememesi veya tarama yapılan bölgede çeşitli koşullardan dolayı veri alınamaması veya eksik veri alınması gibi durumlar söz konusu olabilir. Bu tez çalışmasında bu sorunları gidermek ve afet durumlarında kullanılabilecek gerçek-zamanlı 3B nokta bulutu üretmek için alçak irtifalı LiDAR (İHA-LiDAR) sistemlerine dayanan bir yöntem geliştirilmiştir. Bu yöntem, uçuş öncesi ve uçuş sonrası süreçlerde ortaya çıkan sorunları ortadan kaldırır ve web tabanlı bir platform aracılığıyla gerçek zamanlı 3B nokta bulutlarının oluşturulmasını sağlar. Geliştirilen bu yöntem kullanılarak, veri alma ve işleme süreçlerini kısaltan Platformdan Bağımsız Web Tabanlı Gerçek Zamanlı LiDAR Haritalama Sistemi yapılmıştır. Bu sistem hem laboratuvarda hem de gerçek ortamda farklı platformlara uyumlu deneysel sistemler üzerinde test edilmiştir. Bu sistem, gerçek zamanlı verileri elde etme, kaydetme ve paylaşma özelliklerine sahiptir. Bu çalışmanın bir diğer amacı da, üretilen LiDAR verilerinin uzmanlar ve farklı alanlardaki araştırmacılarca kolay erişilebilir olmasını sağlamaktır.  Bu bağlamda, kullanıcı dostu bir 3B nokta bulut haritası görüntüleme web arayüzü geliştirilmiştir. Geliştirilen sistem, elde edilen verilerin 3B görselleştirmesini web tabanlı olarak gerçekleştirmekte ve X3D dosya formatını kullanmaktadır. X3D dosya formatı, büyük veri içeren sistemlerde kentsel nesnelerin tanımlanmasında yapay zekâ ve makine öğrenimi tabanlı sistemler için altyapı sağlamaktadır.

Abstract:
LiDAR technology plays an important role in many fields today. Accurate and timely availability of LiDAR data is crucial for rapid and reliable 3D damage assessment in situations such as monitoring environmental changes and post-disaster emergency response. However, there may be difficulties in this evaluation process. There may be situations such as the inability to view the LiDAR data instantly or the inability to obtain the data due to various conditions in the scanning area or the incomplete data to be obtained. A method based on low-altitude LiDAR (UAV-LiDAR) systems has been developed to address these problems and generate real-time 3D point clouds that can be used in disaster. This method eliminates the problems that arise in pre-flight and post-flight processes and enables the creation of real-time 3D point clouds via a web-based platform. By using this developed method, Platform Independent Web Based Real Time LiDAR Mapping System which shortens the data acquisition and processing processes, has been implemented. This system has been tested on experimental systems compatible with different platforms, both in the laboratory and in real environments. The system has real-time data acquisition, recording, and sharing features. Another purpose of this study is to ensure that the produced LiDAR data is easily accessible by experts and researchers in different fields. For this purpose, a user-friendly 3D point cloud map visualization web interface has been developed. The developed system performs web-based 3D visualization of the obtained data and uses the X3D file format. The X3D file format provides infrastructure for artificial intelligence and machine learning-based systems for identifying urban objects in systems with large amounts of data.