3D洞穴映射与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）在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。
移动扫描允许由托马索·桑塔加塔（Tommaso Santagata）从维亚亚（Vigea）领导的一支团队比以前的调查要绘制更多的洞穴，这要归功于设备的尺寸较小，重量较轻和快速扫描速度。该技术有可能使洞穴研究人员在具有挑战性的网站中捕获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白垩露头为特征，这些露头的特征是存在几个凹坑，在许多情况下，粘土和泥浆的滑坡遮住了，它们会耗尽地表水的饲养喀斯特系统。喀斯特是由石灰石，白云岩和石膏等可溶岩石形成的土地。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，火石和铜伪影。
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。由于可能更舒适地移动并在更快的时候检测到，这种技术可以用于几乎完全捕获洞穴系统。” Santagata解释说。
测试Tana Della Mussina中的BLK2GO手持式成像扫描仪
作为GSPGC和FSRER项目的一部分，Tana Della Mussina是2019年和2020年3D扫描调查的对象。在第一次调查中，使用A洞穴进行了3D扫描Leica Scanstation P40测量级，高清3D激光扫描解决方案和BLK2GO，手持，无线和轻量级成像激光扫描仪。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，该扫描是在上一场运动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将重新创建3D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场景中移动映射的潜力，“ 3D激光扫描技术中的新创新可以带来斑方学的进展，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全球映射，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-虚拟地理代理），Valerio Brunelli（意大利Leica Geosystems）和Stefano Bergianti（Gruppo Speleologico Paletnologico Gaetnologico 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）中的几何形态和棘突遗传学观测。地貌学，319，47-61。
