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Laser go—溶洞测量

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2017-05-05
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摘要 : 近来出现和快速发展的三维激光扫描技术为溶洞景区快速数字化三维建模和虚拟现实提供重要的技术保障,这已经成为当前的研究热点。
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我国大部分国土地处温暖湿润的温带地区,溶洞景观发育良好,据统计,全国具有较高观赏价值的开放旅游洞穴270 多个,溶洞成为我国重要的旅游资源之一。目前我国溶洞景区规划、管理和保护还比较初级,缺乏独立的技术手段和辅助工具,致使很多景区开发后,对景区负面影响很大。近来出现和快速发展的三维激光扫描技术为溶洞景区快速数字化三维建模和虚拟现实提供重要的技术保障,这已经成为当前的研究热点。

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三维激光扫描技术运用于溶洞测量的优势

溶洞内视觉条件差, 基本无光线射入,并且排风不畅, 空气质量差。溶洞中暗河多分支细流, 其间钟乳林立, 为测量工作带来极大不便。

运用传统的测量方法, 不但作业速度极慢, 误差极大, 无法达到工期要求和精度要求, 而且作业人员的安全无法保障。

而三维激光扫描技术可以满足多种需求, 集集成设计、勘测和数据扫描于一体, 并且拥有强大的体积和面积计算工具, 可以适应多种测量环境, 对于测量环境差的溶洞尤为适用。

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三维激光扫描仪

本次项目扫描的溶洞位于宣汉县东北边缘宣汉百里峡风景区,百里峡与城口县、万源县和开县接壤,距县城110公里。如下图:

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本次项目采用的仪器Laser go是专业的测绘地下空间的三维激光扫描仪。这种超便携的设备能够快速、直接和精确地测量地下空间复杂的结构和岩体表面,这款新设备将专业级扫描技术与便携性、易用性结合在一起实现了可靠和灵活,并能实时地查看所记录的数据。该激光扫描仪结构紧凑、重量轻、操作直观。如图2所示为现场作业情况。

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Laser go具有诸多优势

●架设十分方便,有摄影脚架即可实现远程控制。

机身小巧(130*90*124mm),重量轻(1kg),便于运输,坚固耐用。

工程师在操作Laser go时,在1分钟内可完成从开机到扫描结束的全过程。

 操作简单,每秒扫描4万点,同时数据存储在机身内存里,可通过平板电脑或手机及时查看数据

 附带studio软件,实时查看点云,建立模型,量取空间尺寸。

利用三维激光扫描仪Laser go,使用i site studio软件对溶洞进行扫描测量并建立溶洞三维模型。

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外业数据采集

①此次项目的工作流程为:实地勘察→测站设计→数据获取→相邻站拼接→数据处理→成果体现

②数据采集:用Laser go三维激光扫描仪对溶洞进行扫描, 共完成111个站点扫描。洞口处扫描数据用反射体作为标靶来获取坐标位置。用i site studio软件把所有点云数据拼接成为一个完整的测量目标的点云数据,如下图所示:

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然后通过i site studio 软件的建模功能, 将点云建立成三角形网格, 完成对溶洞的模型化。所有的这些数据可以多种包括pdf、dxf等数据格式存储,图4 为溶洞三维模型图。

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三维激光扫描仪

天然溶洞通常都长期处于阴暗潮湿的环境中,且溶洞表面纹理复杂多变,采用传统测量方法很难精确获取溶洞三维数据,而三维激光扫描仪Laser go正好可以克服无自然光照条件的缺陷,同时采取的是非接触式测量方式,不会对景观造成人为破坏。因此采用Laser go可以快速、非接触式采集溶洞三维点云数据,再经过后期一系列内业处理,得到溶洞的三维模型。

通过这种方式建立的模型具有可量测的特点———直接通过模型量测得到真实的距离信息、表面面积、体积等几何信息。同时,可以获取溶洞三维模型的剖面图。

总之,三维激光扫描Laser go强大的功能及其点云三维建模技术在溶洞等旅游场景测量建模能发挥其独特的优势,得到较精确的三维模型。

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