用点云和GNSS数据保留罗马尼亚的洞穴遗产
个案研究
作者：乔治达米安，雷纳塔巴拉塔斯
3D激光扫描提供了一种高分辨率、非侵入性的文档记录方法，用于了解自然和文化遗址，并管理其暴露于自然和人为威胁下的情况。不同领域的研究人员正在利用这项技术开发大量应用，就像洞穴学家利用激光扫描数据研究和测量洞穴以一种非侵入性的方式达到毫米级精度。点云数据允许专家提取地图信息，计算面积和体积，以研究洞穴中地形和等深线特征的演变。
保护和理解罗马尼亚的洞穴遗产，顶级地球Leica Geosystems在罗马尼亚的经销商，激光扫描了Meziad Cave，在西部喀尔巴阡山脉的6,298米自然的奇迹。该洞穴是罗马尼亚旅游的第一个洞穴，为其壮观的地下景观而闻名，拥有美丽的Speleothems（Stalactites，Stalagmites，Clouchs和窗帘）。该洞穴也是东南欧最大的蝙蝠殖民地之一的所在地，并且他们中的一些人被限制在Meziad洞穴中）。
该高分辨率3D文档旨在准确捕捉遗址的复杂性，并在进行任何可能修改原始遗址的考古和古生物入侵研究之前，引入积极的保护措施来维护或恢复遗址。此外，Top Geocart还创建了3D模型和其他交付物，以使其客户Spelemat能够存储、组织和检索信息，以便进行进一步分析。这些数据提供了这一自然和文化遗产的现场状态的文件和记录。
洞穴内的任务
TopGeoCart与Spelemat的专家一起设计了该项目，并计划在地球内部执行这项任务。这组专家了解、尊重和促进技术和地理空间数据的使用，在不影响环境的情况下收集实地数据。除了使用非侵入性/非侵入性技术，团队还必须考虑进入洞穴的合适时机作为天气，洞穴的河流流量是成功完成这项任务的关键因素。
Top Geocart的专家使用了一流的软件和硬件，包括：
对于点云对齐，建模和GNSS网络团队依赖于：
- 徕卡Infinity软件
- 徕卡旋风寄存器3603D激光扫描点云注册软件
- 徕卡气旋模型
- 徕卡旋风3DR
- 徕卡GNSS蜘蛛软件
该团队侦察了山区和GS16和GS18 T GNSS RTK ROVER与来自罗马尼亚国家参考站网络（ROMPOS）的实时更正，在GNSS蜘蛛软件上运行。由于山坡和树木阻碍了该地区并且不时地丢失了SmartLink校正，因为山坡和树木阻碍了该区域。使用SmartLink服务的GS16和GS18 T的能力是覆盖这些间隙的键，并且始终具有精确的位置。为了提供最准确的位置，该团队还依赖于徕卡RTKPlus技术，因为它通过选择最佳GNSS信号来智能地适应变化的条件。
在洞穴内部，团队穿着特殊的衣服和配件穿过河水，以安全运输设备。在防水容器和漂浮袋的内部，RTC360和BLK360从一个位置漂移到另一个位置。在低于10°C的温度下，当水位高于胸部时，扫描的速度和精度是最基本的。
随着RTC360的装备，团队捕获了洞穴和人工制品的较大部分，在两分钟内创建彩色的3D点云。扫描速度高达200万点，每秒高达200万积分，RTC360的高级HDR成像系统和自动目标较少的现场注册，顶级地球座在每小时750米处的2小时内捕获了洞穴内的景点。
在按下按钮时，顶部地理坐落在高精度点云上捕获的全彩全景图像，为洞穴的窄部件，具有最小和最轻的成像激光扫描仪 - BLK360。对于那些无法设置在三脚架激光扫描仪上的区域，使用Disto TM 910进行测量。
特派团的可交付成果
在靠近入口的洞穴外，团队使用徕卡交换系统（Leica Geosystems提供的交换服务）自动无缝地将数据从现场传输到办公室，从而缩短了在恶劣环境中的时间。通过徕卡Exchange在现场和办公室之间轻松传输数据，专家可以与徕卡DISTO一起对现场数据进行第一次检查™ 转移和莱卡区™ 计划应用程序。使用徕卡旋风场360Top Geocart在洞穴入口处自动预注册并对齐扫描。
回到办公室，BLK360和RTC360的点云数据已在Cyclone REGISTER 360中注册。全球导航卫星系统数据通过Infinity软件进行检查和处理，在全球导航卫星系统项目中，数据被导入DISTO™ 数据也是如此。Top Geocart与Spelemat一起创建了一个统一的点云，作为Cyclone REGISTER 360项目，并以E57和LGS格式导出，以便使用Jetstream Viewer.，一种轻型点云查看工具。E57文件在徕卡旋风3DR中导入，用于从点云创建网格和计算数字地形模型（DTM）。
专家还创建了来自GS16和GS18 T RTK ROVER的数据的2D地形图和3D DTM，以开发访问者的新曲目和路径。从使用Disto™S910收集的数据中提取具有3D点和图片的距离和CAD文件。
提供的数据将支持研究人员、游客和设施经理。它将指导旅游计划的可行性研究，并用作营销材料，邀请游客探索这一自然奇观。点云交付物为研究人员提供洞穴的数字孪生模型，他们可以在其中提取任何剖面和3D测量同时，全球导航卫星系统数据有助于确定游客和科学家进入的区域和路径。
“Leica Geosystems和Top Geocart为整个工作流程提供完整的软件和硬件设置。传感器能够在困难环境中工作，并达到卓越测量的最高标准。来自斯佩勒马特承认他们比以往任何时候都能在更具挑战性的环境中更高效地工作。”Spelemat洞穴管理专家Viorel Lascu说。
捕获Meziad Cave的成功请使Spelemat投资于RTC360，Blk360，Disto™，继续探索和了解罗马尼亚的自然奇迹。
