创建世界著名冰川洞穴的交互式3D模型

案例研究

作者:托马索SantagataFarouk科安达

阿根廷的莫雷诺冰川是世界上最重要的自然旅游景点之一。自19世纪以来,探险家和地质学家一直在研究它的表面,但冰川的空洞太危险了,不能徒步探索。2017年,意大利La Venta Esplorazioni Geografiche和法国Spélé ' Ice协会组织了一个研究项目,利用地面激光扫描(TLS)和无人机(无人机)研究冰川边缘的一个洞穴入口。该项目的目的之一是记录信息,这些信息将来可以用来研究冰川融化的速度。收集到的三维扫描数据后来被用来创建一个交互式的3D地图,该团队已将其公开。


使用3D映射越来越靠近佩里托·莫雷诺冰川



莫雷诺冰川位于南巴塔哥尼亚冰原的Los Glaciares国家公园,是南半球最大的温带冰团。它的面积超过250平方公里,从拉戈阿根廷东延伸到与智利西边境30公里。它相对稳定的环境使其成为阿根廷最著名的旅游景点之一,每年吸引近10万名游客。

人们对冰川洞穴所知甚少,因为它们太危险了,无法探索;大量的冰块不断地从洞穴顶部落下。作为MaGPat项目(巴塔哥尼亚的微生物和冰川)的一部分,La Venta Esplorazioni Geografiche和法国Spéléice.2017年组织了该地区的首批洞穴调查之一。研究人员的主要目标是调查生活在冰川上的微生物,并尽可能多地绘制洞穴的地图。唯一可以研究的洞穴是一个有趣的接触洞穴,它是由一条直接供给冰川的河流挖掘出来的。莱卡呈激光扫描解决方案用于绘制洞穴内前几十米和洞穴入口的3D地图。


用徕卡ScanStation P40从远处观察细节



3D激光扫描技术已被证明是用于地理调查的转型,从La Venta解释说,“这些技术越来越多地用于地质研究,例如洞穴或计算冰表面的计算和冰量的变化。3D激光扫描技术可以在几分钟内在复杂多面表面上的非常高的空间密度下获得数百万点。密集点云包含大量数据,可用于表示和分析。“

在佩里托·莫雷诺的研究中,研究小组使用了徕卡ScanStation P40,可捕获高质量的3D数据和270米远距离的高动态范围(HDR)成像。将测量级三维激光扫描仪放置在安全距离处,获取冰川表面和洞口的数据。它是用徕卡CS35平板电脑当他们还在现场的时候,他们也用计算机来检查部分处理过的数据。通过这种方式,他们能够确保调查按计划进行,同时仍然能够做出更改。一台集成在扫描仪中的专用摄像机用于产生彩色点云,并拍摄360°全景图像。

Santagata解释了这个过程,“大约进行了8次激光扫描来获取必要的数据。这些行动耗时约两个小时,在傍晚时分完成,以避免该地区被太阳直接照射。激光扫描的分辨率分别为6mm和3mm(代表激光扫描仪测量到的每个单点在10m处的距离),并通过仪器内部的摄像机获取照片。”此外,利用无人机从30至70米高度进行摄影测量飞行。

徕卡GS16-一个自学习的全球导航卫星系统智能天线,用于获取测量数据,为摄影测量测量的地面控制点,以及测量沿南北冰川带的速度和高程变化。它还与CS35平板电脑配对,因此数据可以直接在现场处理。


可视化的3D数据使用徕卡气旋



调查小组使用了徕卡旋风三维点云处理软件,对齐点云,创建三维模型。然后对模型进行进一步的处理徕卡旋风3dr.创建项目可交付成果。Cyclone 3DR能够处理大多数行业标准格式,因此该团队能够将激光扫描数据与无人机拍摄的图像合并,以创建他们所需的模型。为了与团队外的同事分享3D数据,Santagata使用了徕卡地理系统的免费软件观众的地方,它可以让任何人——甚至那些没有任何3D建模经验的人——轻松地查看和操作点云。


与科学界和其他领域分享信息

SantAdata解释说,冰川的详细3D模型为研究人员提供了一种准确的记录,从中测量冰的变化:“在正确的时刻和正确的地方有可能具有这样的技术,使我们能够使用它们来获得可以使用的数据来获取可以使用的数据在未来,比较这部分冰川的演变。“

旅行结束后,3D模型和3D互动模型拍摄的360度照片被制作出来,向对该地区感兴趣的人展示结果。2019年在意大利举行的国际洞穴学会议上,人们可以使用虚拟现实眼镜观看它,现在它可以在线观看。

探索莫雷诺冰川接触洞的3D模型
请看下面的一些精彩片段冰川探险

参与该项目的组织:Los Glaciares国家公园,La Venta, Spélé ' Ice,米兰比occa大学,巴黎自然历史博物馆,巴黎狄德罗大学,佛罗伦萨大学,博洛尼亚大学和Vigea虚拟地理机构。

激光扫描和GNSS测量是与来自法国徕卡地质系统公司的法鲁克·卡德合作进行的,他也是Spélé ' Ice协会的成员。

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请与我们联系,了解更多关于我们的激光扫描产品组合的信息。
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激光扫描工业应用

随着激光扫描的引入,测量和记录在所有行业都得到了简化和改进。
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