【古建筑文物行業解決方案】三維點位信息_模型更加豐富準確-華測導航

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        古建筑文物解決方案
        在對古建筑進行三維分析的工作中,三維激光掃描技術與傳統的測量技術相比有相當大的優勢。三維激光掃描技術能快速完整的獲取建筑物的三維信息,并能夠方便有效的生成建筑物的三維模型。由于三維激光掃描技術獲取的是三維點云數據, 因此能充分體現出建筑物的特征信息。通過對建筑物進行整體掃描能為后續的數據處理提供豐富的源數據。
        古建筑文物解決方案,三維掃描儀用于古建筑保護,華測三維掃描儀對于古建筑保護的解決方案
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        系統組成
        (a) Z+F IMAGER? 5010C主機

        (b) 5010鋰電池

        (c)基座

        (d)三腳架

        (e)數據線

        (f)外接電源線

        (g)適配器電源線

        (h) 5010電源適配器

        (i) 5010充電器

        (k)激光掃描鏡

        華測三維激光掃描儀Z+F5016,三維激光掃描儀組成圖,三維激光掃描儀構架分析圖

        行業優勢
        • 通過三維激光掃描儀,可以獲取古建筑的三維點位信息、
          表面反射強度信息、表面顏色信息。
        • 海量三維點云數據可以表現出復雜的古建筑,用途廣泛。
        解決方案

        我國古建筑歷史悠久,古建筑風格迥異,展現出不同的風土人情。然而近年來由于市政建設、房地產開、發展旅游業以及不可抗拒的自然因素,導致現存的古建受到破壞乃至毀滅。因此,開展古建數字化保護工作刻不容緩。

        一、現狀與困難

        在古建保護中,重要的工作之一就是對原始建筑資料的保存,傳統的方法通過人工測量以及二維圖紙將建筑信息記錄成冊。這種方法在測量過程中費時費力,精確度低,而且無法直觀表達建筑物的三維信息。

        如何省時省力的進行古建筑物保護,高效率的古建筑保護實施方案,華測古建筑保護可行性方案

        二、技術優勢

                     (1.)技術特點

        1.隨著三維激光掃描技術的出現,結合相關制圖建模軟件和虛擬現實技術,重現古建的三維結構信息逐漸成為古建筑保護的研究焦點;
        2.通過三維點云數據不僅可以逼真再現古建的風貌,而且也真實地保存了建筑物室內外一體的尺寸及結構特征,可以方便快捷的提取古建筑的各種結構數據和尺寸;

        3.這些數據是進行古建筑文物數字化保護的基礎,通過真彩色三維點云數據,可以清晰的展現建筑的梁柱結構,對于建筑變形監測及修復重建有重要指導意義。也可以在文物遭破壞后,為恢復古建的原貌提供參考依據。

        華測古建筑保護實施方案,古建筑復原,古建筑建模,古建筑修復重建方案

             (2.)設備概況

        1.Z+F IMAGER系列三維激光掃描儀是世界上精度最高的相位式三維激光掃描儀,最高噪聲精度可達0.2mm;
        2.有效測量距離最高可達360米,內置相機可生成8000萬像素的高分辨率影像數據,并生成真彩色點云數據;
        3.最大測點速率超過一百萬點每秒,保證在長距離下高質量的數據結果;
        4.360°×320°的視野保證了超廣的掃描范圍,同時最大減少了掃描站數;
        5.其創新性的率先采用內置GPS、IMU、Compass等定位傳感器,可以輔助進行外業快速無標靶定位拼接,真正實現了高效率的掃完即拼接。

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        Z+F IMAGER 5016三維激光掃描儀

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        Z+F IMAGER 5016三維激光掃描儀參數

             三、解決方案

        三維激光掃描在古建保護中的應用很廣,根據不同的需求可以生成相應的成果。主要工作流程包括以下幾個步驟:

        1. 在實施具體掃描計劃之前,需要制定嚴密的掃描方案,根據數據采集的精度要求和被掃描物體現場環境,確定掃描路線、掃描站數、儀器站位置、掃描密度選擇。

        2. 數據獲取,包括三維點云數據采集和紋理信息的獲取。

        3. 點云數據預處理,主要包括點云的去噪,配準和點云著色,導出真彩色點云數據。

        4. 后期成果應用于展示,包括正射影像圖、平面圖、剖面圖、立面圖,部分項目還需提供古建精細三模型。


        四、案例分享——江西門樓建筑保護


        項目要求:真彩色三維點云,正射影像,剖立面圖;

        儀器使用:Z+F IMAGER 5010C、標靶球、三腳架;

        人員配備:外業2人,內業1人;

        數據獲取過程中,發現門樓和周邊建筑相互連接,不是獨立的個體,而且附近有很多雜物遮擋,所以設置了4個站點并通過標靶球作為配準依據以確保配準精度。由于掃描距離較近,使用正常分辨率和質量的掃描模式就可以記錄精細的點云數據。現場掃描圖如下所示:

        古建筑保護需要用的高精度三維激光掃描儀,古建筑保護的可行性方案,怎樣高效率完成古建筑保護的三維建模工作 掃描現場


        通過Recap 360軟件獲得古建模型的正視圖,以及高程渲染圖,效果如下圖所示:

        古建筑保護的模型正視圖,三維掃描儀古建筑保護的高程渲染圖,古建筑保護的渲染成果圖 古建點云數據


        古建筑保護使用的三維激光掃描儀,古建筑物保護 古建點云高程渲染

        將點云導入Auto CAD軟件,可以直接畫出建筑物的立面圖、剖面圖、以及平面圖。避免了人工量距中精度不準,成圖緩慢的缺陷。

        其線畫圖如下所示:

        古建筑保護線畫圖,三維掃描儀用于古建筑保護的成果展示圖,古建筑保護的可行性解決方案成果展示 門樓線畫圖


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