【古建筑文物行业解决方案】三维点位信息_模型更加丰富准确_华测导航-华测导航

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古建筑文物行业解决方案

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古建筑文物解决方案
在对古建筑进行三维分析的工作中,三维激光扫描技术与传统的测量技术相比有相当大的优势。三维激光扫描技术能快速完整的获取建筑物的三维信息,并能够方便有效的生成建筑物的三维模型。由于三维激光扫描技术获取的是三维点云数据, 因此能充分体现出建筑物的特征信息。通过对建筑物进行整体扫描能为后续的数据处理提供丰富的源数据。
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系统组成
(a) Z+F IMAGER® 5010C主机

(b) 5010锂电池

(c)基座

(d)三脚架

(e)数据线

(f)外接电源线

(g)适配器电源线

(h) 5010电源适配器

(i) 5010充电器

(k)激光扫描镜

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行业优势
  • 通过三维激光扫描仪,可以获取古建筑的三维点位信息、
    表面反射强度信息、表面颜色信息。
  • 海量三维点云数据可以表现出复杂的古建筑,用途广泛。
解决方案

我国古建筑历史悠久,古建筑风格迥异,展现出不同的风土人情。然而近年来由于市政建设、房地产开、发展旅游业以及不可抗拒的自然因素,导致现存的古建受到破坏乃至毁灭。因此,开展古建数字化保护工作刻不容缓。

一、现状与困难

在古建保护中,重要的工作之一就是对原始建筑资料的保存,传统的方法通过人工测量以及二维图纸将建筑信息记录成册。这种方法在测量过程中费时费力,精确度低,而且无法直观表达建筑物的三维信息。

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二、技术优势

             (1.)技术特点

1.随着三维激光扫描技术的出现,结合相关制图建模软件和虚拟现实技术,重现古建的三维结构信息逐渐成为古建筑保护的研究焦点;
2.通过三维点云数据不仅可以逼真再现古建的风貌,而且也真实地保存了建筑物室内外一体的尺寸及结构特征,可以方便快捷的提取古建筑的各种  结构数据和尺寸;

3.这些数据是进行古建筑文物数字化保护的基础,通过真彩色三维点云数据,可以清晰的展现建筑的梁柱结构,对于建筑变形监测及修复重建有重4.要指导意义。也可以在文物遭破坏后,为恢复古建的原貌提供参考依据。

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     (2.)设备概况

1.Z+F IMAGER系列三维激光扫描仪是世界上精度最高的相位式三维激光扫描仪,最高噪声精度可达0.2mm;
2.有效测量距离最高可达360米,内置相机可生成8000万像素的高分辨率影像数据,并生成真彩色点云数据;
3.最大测点速率超过一百万点每秒,保证在长距离下高质量的数据结果;
4.360°×320°的视野保证了超广的扫描范围,同时最大减少了扫描站数;
5.其创新性的率先采用内置GPS、IMU、Compass等定位传感器,可以辅助进行外业快速无标靶定位拼接,真正实现了高效率的扫完即拼接。

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Z+F IMAGER 5016三维激光扫描仪

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Z+F IMAGER 5016三维激光扫描仪参数

     三、解决方案

三维激光扫描在古建保护中的应用很广,根据不同的需求可以生成相应的成果。主要工作流程包括以下几个步骤:

1. 在实施具体扫描计划之前,需要制定严密的扫描方案,根据数据采集的精度要求和被扫描物体现场环境,确定扫描路线、扫描站数、仪器站位置、扫描密度选择。

2. 数据获取,包括三维点云数据采集和纹理信息的获取。

3. 点云数据预处理,主要包括点云的去噪,配准和点云着色,导出真彩色点云数据。

4. 后期成果应用于展示,包括正射影像图、平面图、剖面图、立面图,部分项目还需提供古建精细三模型。


四、案例分享——江西门楼建筑保护


项目要求:真彩色三维点云,正射影像,剖立面图;

仪器使用:Z+F IMAGER 5010C、标靶球、三脚架;

人员配备:外业2人,内业1人;

数据获取过程中,发现门楼和周边建筑相互连接,不是独立的个体,而且附近有很多杂物遮挡,所以设置了4个站点并通过标靶球作为配准依据以确保配准精度。由于扫描距离较近,使用正常分辨率和质量的扫描模式就可以记录精细的点云数据。现场扫描图如下所示:

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通过Recap 360软件获得古建模型的正视图,以及高程渲染图,效果如下图所示:

古建筑保护的模型正视图,三维扫描仪古建筑保护的高程渲染图,古建筑保护的渲染成果图 古建点云数据


古建筑保护使用的三维激光扫描仪,古建筑物保护 古建点云高程渲染

将点云导入Auto CAD软件,可以直接画出建筑物的立面图、剖面图、以及平面图。避免了人工量距中精度不准,成图缓慢的缺陷。

其线画图如下所示:

古建筑保护线画图,三维扫描仪用于古建筑保护的成果展示图,古建筑保护的可行性解决方案成果展示 门楼线画图


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