項目背景

　　現在人們生(sheng)活水平(ping)不(bu)斷(duan)提高，旅(lv)游(you)已(yi)經成為人們的生(sheng)活常態，旅(lv)游(you)風(feng)景區也(ye)逐漸受到關注(zhu)。風(feng)景區管理人員(yuan)也(ye)越來(lai)(lai)越重視(shi)區域內的安全(quan)隱患問題，但(dan)因假期人流量(liang)大，車流量(liang)多，人員(yuan)配備及(ji)工作量(liang)無法在短期內解(jie)決，為風(feng)景區內安全(quan)防范帶(dai)來(lai)(lai)很大難度。為解(jie)決這一(yi)難題，海達(da)數云在南(nan)京溧(li)水縣無想山，利用Z+F系列三(san)維激光掃描儀，通過(guo)三(san)維激光掃描技(ji)術將(jiang)其(qi)形成三(san)維數字景區，由傳統的人員(yuan)管理模式轉變為數字化(hua)管理模式，為景區管理人員(yuan)提供各景點遠程監控及(ji)手機監控功(gong)能，將(jiang)現場情況實(shi)時(shi)視(shi)頻(pin)傳送到監控中心(xin)，可以為游(you)客提供及(ji)時(shi)的指導和(he)幫助。

　　項目概況

　　示例工(gong)程：洞壁琴音景(jing)區(qu)三維數字化

　　踏勘(kan)(kan)情況(kuang)：實(shi)施地點(dian)位于(yu)南京溧水縣(xian)無想山(shan)頂(ding)的(de)(de)(de)洞(dong)(dong)壁(bi)(bi)琴音景區，主要掃描的(de)(de)(de)位置是山(shan)頂(ding)的(de)(de)(de)異形洞(dong)(dong)壁(bi)(bi)和洞(dong)(dong)壁(bi)(bi)周(zhou)圍(wei)的(de)(de)(de)實(shi)木棧道(dao)。洞(dong)(dong)壁(bi)(bi)周(zhou)圍(wei)地勢高低起伏，林(lin)木叢生(sheng)，為地面站選(xuan)址造(zao)成很(hen)多不便。洞(dong)(dong)壁(bi)(bi)內部暗含小洞(dong)(dong)穴，洞(dong)(dong)壁(bi)(bi)奇形怪(guai)狀，還(huan)有水潭，全景掃描且減少測站數量(liang)是實(shi)地踏勘(kan)(kan)的(de)(de)(de)重點(dian)，根據(ju)現場(chang)實(shi)地探勘(kan)(kan)，擬設置地面站15站對(dui)景區進行數據(ju)采(cai)集。

　　數據采集現場

　　圖1：現(xian)場一(yi)角

　　圖2：作(zuo)業現(xian)場

　　設備一覽

　　Z+F系列三維(wei)激光掃描(miao)(miao)儀(yi)是(shi)德(de)國(guo)Z+F公司制造的(de)相位式(shi)掃描(miao)(miao)儀(yi)，海達數(shu)云是(shi)其認(ren)可的(de)國(guo)內代理(li)商。海達數(shu)云銷售的(de)Z+F系列三維(wei)激光掃描(miao)(miao)儀(yi)將配套(tao)海達數(shu)云自主研發的(de)全業務流程系列軟件，具備數(shu)據(ju)(ju)采集高精度、數(shu)據(ju)(ju)處理(li)高效率、成果應(ying)用多樣化等(deng)特(te)點(dian)，廣泛應(ying)用于數(shu)字文(wen)化遺產、數(shu)字城市、地形測(ce)繪、形變監測(ce)、數(shu)字工廠、隧道工程、建(jian)筑BIM等(deng)領域(yu)。

　　圖(tu)3：Z+F系列三維激(ji)光(guang)掃描(miao)儀

　　技術路線

　　采集流程

　　數據處理

　　1、掃描(miao)站(zhan)點(dian)拼接

　　將獲取的(de)原始點云數據導入(ru)點云處(chu)理軟件(jian)中進行(xing)站點拼接，高(gao)精度的(de)站點拼接是精確(que)提取線畫圖、建(jian)模等一切成(cheng)果的(de)保障。

　　2、點云預處理

　　點(dian)云(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)預處(chu)理(li)包(bao)括點(dian)云(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)著色、噪(zao)點(dian)去除、數(shu)據編輯(ji)等，通(tong)過儀(yi)器(qi)自帶集成相機或外(wai)置相機可以獲取到(dao)現(xian)場物(wu)體的紋理(li)信(xin)息，將獲取的圖(tu)片(pian)賦予(yu)到(dao)點(dian)云(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)上(shang)就可以生成具有真實色彩信(xin)息的點(dian)云(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)數(shu)據。由(you)于點(dian)云(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)數(shu)據量過大，電腦運行(xing)內存難以支撐海量點(dian)云(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)，需要將拼(pin)接好的點(dian)云(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)進行(xing)分割處(chu)理(li)，精細去噪(zao)。

　　3、三(san)維模型(xing)建立

　　通過三(san)維(wei)激光(guang)進行(xing)景區(qu)景觀掃描，可以獲取景區(qu)異形洞壁和實木棧道的三(san)維(wei)點云原(yuan)始數據，通過點云數據可以進行(xing)景區(qu)三(san)維(wei)建模。

　　成果展示

　　圖(tu)4：單站(zhan)灰度(du)圖(tu)

　　圖(tu)5：點云(yun)拼接

　　圖6：點(dian)云精(jing)細去噪

　　圖7：整(zheng)體點云(yun)視圖

　　圖8：三維模型(xing)構建

　　圖9：溶洞三(san)維模型

　　小結

　　三(san)維激(ji)(ji)光(guang)(guang)掃(sao)描采用(yong)(yong)非接觸(chu)主動測量(liang)方(fang)式獲(huo)取物體表面點(dian)云(yun)(yun)，具有高(gao)速(su)度(du)、高(gao)精度(du)、高(gao)密度(du)、全(quan)天(tian)時全(quan)天(tian)候等特點(dian)，而且掃(sao)描距(ju)離長，極(ji)大(da)的(de)提升了(le)數(shu)據(ju)采集效率(lv)。利(li)(li)用(yong)(yong)三(san)維激(ji)(ji)光(guang)(guang)掃(sao)描儀獲(huo)取景(jing)區點(dian)云(yun)(yun)數(shu)據(ju)，無需可(ke)見光(guang)(guang)照(zhao)明，突破了(le)環境條件(jian)的(de)限制。由(you)于景(jing)區地(di)形(xing)起伏變化(hua)大(da)，植(zhi)被(bei)覆蓋率(lv)高(gao)，項(xiang)目實施(shi)困(kun)難(nan)，利(li)(li)用(yong)(yong)三(san)維激(ji)(ji)光(guang)(guang)掃(sao)描儀可(ke)以(yi)(yi)實現(xian)快速(su)作(zuo)業(ye)，獲(huo)取海量(liang)點(dian)云(yun)(yun)。同時，利(li)(li)用(yong)(yong)海達數(shu)云(yun)(yun)自主研發(fa)的(de)點(dian)云(yun)(yun)預處(chu)理(li)軟件(jian)可(ke)以(yi)(yi)實現(xian)點(dian)云(yun)(yun)自動化(hua)拼接、點(dian)云(yun)(yun)精細去(qu)噪(zao)，減(jian)少(shao)了(le)內業(ye)工作(zuo)量(liang)，利(li)(li)用(yong)(yong)點(dian)云(yun)(yun)建模軟件(jian)可(ke)以(yi)(yi)實現(xian)快速(su)建模，極(ji)大(da)的(de)提高(gao)了(le)工作(zuo)效率(lv)。三(san)維激(ji)(ji)光(guang)(guang)掃(sao)描技術在(zai)南京溧(li)水區洞壁(bi)琴音的(de)成功應用(yong)(yong)，證明了(le)利(li)(li)用(yong)(yong)三(san)維激(ji)(ji)光(guang)(guang)掃(sao)描儀建立(li)數(shu)字景(jing)區是一種高(gao)效率(lv)、高(gao)精度(du)的(de)方(fang)法(fa)，相比于傳統測量(liang)方(fang)式有著不(bu)可(ke)比擬的(de)優勢，隨(sui)著三(san)維激(ji)(ji)光(guang)(guang)掃(sao)描技術在(zai)行業(ye)中應用(yong)(yong)的(de)普及，數(shu)字景(jing)區的(de)建立(li)將(jiang)更加高(gao)效便捷！