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浏览次数:2790 录入时间: 2021-09-27 分享:

三维扫描在地下溶洞研究方面的应用

案例分类:文博考古

项目需求:本次项目主要通过对石花洞进行三维扫描,收集洞穴的三维测量信息,建立石花洞三维模型,以对石花洞内地质结构、环境条件及空间形态等进行研究。

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解决方案

近年来,三维激光扫描技术在空间信息获取方面发展迅速,其应用领域和范围也在不断扩大。与传统的高精度点测量方式不同,三维激光扫描仪采用形测量方式,获取被测量目标大量三维点。


三维激光扫描仪可以深入到复杂的环境和现场进行扫描,并直接将各种大型的、复杂的、不规则实体的三维完整数据采集下来,从而快速重构出扫描物体的三维模型。可以通过诺斯顿三维扫描北京地下明珠——石花洞案例来详细了解。



北京石花洞位于北京市房山区河北镇南车营村,为七层溶洞,是国家重点风景名胜区、国家地质公园、国家级AAAA景区。石花洞原名“潜真洞”,自发现至今已500多年。因洞内雕有三尊大理石佛像,曾改称“石佛洞”。



石花洞是国内发现的岩溶洞穴中集规模大、洞层多、沉积类型全、次生化学沉积物数量大的洞穴,其美学价值和科研价值也可居世界洞穴前列,与闻名中外的桂林芦笛岩、福建玉华洞、杭州瑶琳洞并称中国四大岩溶洞穴。



洞体为多层多枝的层楼式结构,有上下七层,一至五层洞道全长5000米,六、七层为地下暗河的流水及充水洞层。


 

石花洞以天然形成的石花而得名。石花形式繁多,异彩纷呈,数量庞大,为国内洞穴之最,有滴水、流水和停滞水沉积而形成的高大洁白的石笋、石柱、石梯田等;渗透水、飞溅水、毛细水沉积形成的众多晶花、石毛、石菊、石珍珠、石葡萄等;并有晶莹的鹅管、珍珠塔、彩光壁等等。


  


  

 


本次项目主要通过对石花洞进行三维扫描,收集洞穴的三维测量信息,建立石花洞三维模型,以对石花洞内地质结构、环境条件及空间形态等进行研究。根据项目特点及需求,诺斯顿团队制定出以FARO大空间三维激光扫描仪为主要设备的三维测量解决方案。



大空间三维扫描仪


该扫描仪具有高效率、大空间、超便携等优异特点,扫描精度可达±1mm,特别适合遗址、大型雕塑、古建筑等的扫描。


溶洞全长2.5公里,经过周密项目计划安排,仔细、认真地现场外业扫描作业及后期专业数据处理,诺斯顿团队成功获取到石花洞完整三维点云数据信息,并进行三维建模。


石花洞入口


溶洞整体图


溶洞立面图


溶洞俯视图




溶洞部分点云


三维激光扫描技术因其快速、高效的特性,在溶洞洞体三维数据、提取溶洞形状等方面有着显著的优越性。


利用三维激光扫描技术,不仅可以提高洞穴测量的工作精度和工作效率,还为洞穴内部地貌与地质体形态三维可视化构建、虚拟洞穴内部地理场景构建、洞穴地理信息系统建设提供数据源,为洞穴数据库建设、洞穴景观旅游开发、洞穴环境与景观保护、洞穴考古及研究分析等提供直观精密的基础数据,亦成为溶洞等景观保护的有力工具。


诺斯顿在大型、复杂、不规则实体,如,溶洞、假山等三维扫描及建模方面项目经验丰富,欢迎有需求的单位与我们联系。诺斯顿测量技术(北京)有限公司——是一家以三维扫描数字化及三维测量服务为核心的高新技术企业。诺斯顿服务过多家国内知名单位,具有丰富的项目经验,案例包括:天宫二号空间实验室、一汽集团厂区改造、中石化油库数字化项目、长城景区三维扫描、故宫三维数字化、《鬼吹灯之寻龙诀》、《捉妖记》等。