创建一个世界闻名的冰川洞穴的交互式3D模型

案例研究

作者:托马索Santagata,Farouk科安达

阿根廷的佩里托·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,探险家和地质学家就对其表面进行了研究,但冰川中的空洞太危险,无法徒步探索。2017年,意大利La Venta Esplorazioni Geografiche和e法国斯佩莱的冰协会开始使用地面激光扫描(TLS)和无人驾驶飞行器(UAV)研究冰川边缘洞穴的入口。该项目的目标之一是记录未来可用于研究冰川融化速度的信息。收集的三维扫描数据随后用于创建交互式三维地图,该团队已将其公开。


使用3D绘图接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块。它的面积超过250平方公里,从阿根廷湖东部延伸到智利西部边境30公里。其相对稳定的状态使其成为阿根廷最著名的旅游景点之一,每年吸引近10万游客。

人们对冰川洞穴知之甚少,因为它们太危险,无法探索;洞穴顶部不断有大块冰块掉落。作为MaGPat项目(巴塔哥尼亚的微生物和冰川)的一部分,拉文塔埃斯波拉齐奥尼酒店和法国Spele 'Ice2017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溪流挖掘出来的。莱卡呈激光扫描溶液被用来实现洞穴内最初几十米和洞穴入口的3D地图。


从徕卡P40扫描站远处的细节



来自La Venta的Tommaso Santagata解释说,3D激光扫描技术已经证明了地理调查的变革,“这些技术越来越多地用于地质研究,如洞穴或计算冰面和冰体积的变化。三维激光扫描技术可以在几分钟内在复杂的多面体表面上以非常高的空间密度获取数百万个由三维坐标表示的点。密集的点云包含大量数据,可以用于表示和分析。”

在Perito Moreno研究中,研究小组使用了徕卡ScanStation P40,可在270米的远距离捕获高质量3D数据和高动态范围(HDR)成像。勘测级3D激光扫描仪位于安全距离处,以获取冰川表面和洞穴入口的数据。该扫描仪使用徕卡CS35平板电脑这台电脑,团队还在现场时用它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,同时还能够进行更改。将专用相机集成到扫描仪中,生成彩色点云,并拍摄360°全景图像。

Santagata解释了这一过程,“大约进行了八次激光扫描以获取必要的数据。这些操作花费了大约两个小时,并在下午晚些时候完成,以使该区域不被太阳直接照射。激光扫描的分辨率为6毫米和3毫米(表示在距离激光扫描仪10米处测量的每个单点的距离)并使用仪器的内部摄像头获取照片。”此外,无人机在30到70米的高度进行摄影测量飞行。

这个徕卡GS16-一个自学习的GNSS智能天线用于获取测量数据,既用于摄影测量的地面控制点,也用于测量冰川南北带的速度和高程变化。它还与CS35平板电脑配对,以便数据可以直接在现场处理。


使用Leica Cyclone可视化三维数据



调查小组使用了徕卡旋风3D点云处理软件对齐点云并创建3D模型。然后对模型进行进一步处理徕卡气旋博士3创建项目交付物。Cyclone 3DR处理大多数行业标准格式,因此团队能够将激光扫描数据与无人机拍摄的图像合并,以创建所需的模型。为了与团队外的同事共享3D数据,Santaga使用了徕卡地理系统的免费软件JetStream查看器,它可以让任何人(即使是没有任何3D建模经验的人)轻松查看和操作点云。


与科学界及其他领域共享信息

Santagata解释说,冰川的详细的3 d模型为研究人员准确记录的测量变化的冰:“可能有这样的技术在正确的时间正确的地方允许我们使用它们来获得数据,可以使用在未来比较的进化这冰川的一部分。”

旅行结束后,3D模型和3D交互模型生成360°照片,向任何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,现在它在网上直播。

探索Perito Moreno冰川接触洞穴的三维模型.
观看电视上的一些精彩节目冰川探险.

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

激光扫描和全球导航卫星系统调查是与法国莱卡地球系统公司的Farouk Kadded和斯佩莱的Ice协会成员合作进行的。

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请与我们联系,了解更多有关激光扫描产品组合的信息。
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随着激光扫描的引入,所有行业的测量和记录都得到了简化和改进。
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