3D洞穴映射和手持式和陆地激光扫描
案例分析
作者:Tommaso Santagata
在意大利北部,在雷吉奥·埃米利亚(Reggio Emilia)的阿本尼(Apennine)地区是“塔娜·德拉·穆西纳(Tana Della Mussina)”,这是一个以盖塔诺·基里奇(Gaetano Chierici)于1872年发掘中发现的考古文物而闻名的洞穴。作为当地洞穴小组的研究项目的一部分 -GSPGC- 虚拟地理机构Vigea最近3D使用了该洞穴系统的入口部分Leica Blk2go,手持式成像激光扫描仪。
由于设备的尺寸较小,重量较轻和快速扫描速度,移动扫描允许由Vigea托马索·桑塔加塔(Tommaso Santagata)领导的团队比以前的调查要绘制更多的洞穴。该技术有可能使洞穴研究人员在具有挑战性的站点中捕获3D细节。
3D映射Tana Della Mussina
该项目由GSPGC洞穴组和FSRER洞穴协会。自1967年以来,GSPGC一直对意大利和国际地下世界进行探索,研究和研究。该小组发现并探索了许多洞穴,通常是相当大的发展和深度。他们与大多数意大利的Speleological(Cave研究)小组一起参加了许多探索性和研究合作。
Tana Della Mussina是CàSperanza-Mussina Cave System的一部分,该系统本身就是Messinian Gypsum的一部分(日期为5.6至600万年)。石膏以一系列不连续的粉笔露头为特征,这些露头的特征是几个污水坑的存在,在许多情况下,粘土和泥浆的滑坡遮住了,它们会耗尽地表水为karst系统供水。喀斯特是由石灰石,白云岩和石膏等可溶性岩石形成的土地。盖塔诺·基里奇(Gaetano Chierici)在1872年对洞穴发掘的发掘发现了人类的遗体(公元前第三千年)和陶瓷,火石和铜伪像。
陆地激光扫描与洞穴系统中的移动映射
陆地激光扫描(TLS)仪器越来越多地用于3D地图自然和人工洞穴进行研究,提供了高度准确的细节。但是,并非总是可以创建完整的地图。地下环境本质上是具有挑战性的,通过狭窄和低通道可能难以进入,可能含有高水位,其寒冷温度使研究变得困难。
“有时使用需要三脚架的激光扫描仪有局限性,或者在困难的位置安全工作,从而损害了3D扫描一些完整的洞穴环境的可能性。手持式成像激光扫描仪是较新的仪器,可以在步行时提供3D点云。这种技术可以用于几乎完全捕获洞穴系统,这要归功于更舒适地移动并在更快的时间内检测到的可能性。” Santagata解释说。
在塔娜·德拉·穆西纳(Tana Della Mussina
作为GSPGC和FSRER项目的一部分,塔娜·德拉·穆西纳(Tana Della MussinaLeica Scanstation P40测量级,高清3D激光扫描解决方案和BLK2GO,手持,无线和轻质成像激光扫描仪。处理的数据经过处理以创建地形图。2020年6月,对BLK2GO扫描仪进行了测试,其目标是3D扫描,该扫描量是在上一个竞选中已经绘制过的洞穴的同一部分。
Santagata解释了映射过程:“与惯性测量单元(IMU)集成在一起,BLK2GO允许我们进入3D地图并获取RGB数据信息以获得彩色的3D点云。当您移动时,BLK2GO将在3D中重新创建空间。与iPhone配对并使用Leica Geosystems的专用应用程序,它使我们能够实时查看结果的预览并控制乐器,并可能获取照片并添加在导出点云中查看的地理标签。”
洞穴扫描的未来 - 结合自由和高清工具
Santagata反思了该项目的成功以及在洞穴方案中移动映射的潜力,“ 3D激光扫描技术的新创新可以带来跨越跨度的进展,尤其是通过使用便携式映射系统。诸如BLK2GO之类的手持移动映射工具能够从传统的激光扫描仪系统(可以保证更精确和更高的定义)中获取不同的细节,从而使我们能够在具有更多自由的地下环境中检测到3D。”
至关重要的是,通过集成不同的系统,可以使用陆地激光扫描仪在感兴趣的领域获得更大的细节,并在短时间内与手持式系统快速对环境进行快速的环境映射,这是理想的结果。”
探索3D中的项目:
在洞穴中进行测试
内部数据详细说明来自Valerio Brunelli
数据详细说明来自Valerio Brunelli
参与该项目的关键人物:Tommaso Santagata(Vigea -Virtual Geographic Agency),Valerio Brunelli(意大利Leica Geosystems)和Stefano Bergianti(Gruppo Speleologico Paletnologico Gaetnologico Gaetano gaetano gaetano gaetano chierici di Reggio emilia)。
进一步阅读:
De Waele,J.,Fabbri,S.,Santagata,T.,Chiarini,V.,Columbu,A.,Pisani,L。(2018)石膏洞中使用陆生激光扫描和3D摄影测量法(意大利Emilia Romagna,N。)中的地貌和蜘蛛遗传学观测。地貌学,319,47-61。