徕卡测量系统
 

【精品案例】世界著名冰川的交互式模型之路


阿根廷的莫雷诺冰川是世界著名的旅游景点。19世纪以来,探险家和地质学家一直在对其进行研究,由于冰川中的洞穴太危险,因此无法步行探索。2017年,由意大利拉文塔地理探索和法国Spélé'Ice协会组织的一个研究项目使用地面激光扫描 (TLS) 和无人机 (UAV) 研究冰川边缘地带的一处洞口。该项目的目的之一是记录用于研究未来冰川融化速度的信息。采集的三维扫描数据被用于创建交互式三维地图,目前该团队已将其公开。


徕卡三维激光扫描方案获取莫雷诺冰川数据

莫雷诺冰川位于南美洲阿根廷的罗斯·格拉西亚雷斯国家公园,是南半球最大的温带冰川。它的面积超过250平方公里,从东边的阿根廷湖向西边的智利边境绵延30多公里。作为阿根廷最著名的旅游景点之一,每年吸引近10万游客参观浏览。

人们对冰川上的洞穴知之甚少,因为探索这些洞穴非常危险,洞顶不断有冰块落下。作为巴塔哥尼亚的微生物和冰川项目的一部分,拉文塔地理探索和法国Spélé'Ice在2017年首次组织了该地区的洞穴调查。研究人员的主要目标是调查生活在冰川上的微生物并绘制洞穴地图。目前唯一可以研究的洞穴是由一条直接注入冰川的小溪挖掘而成的接触式洞穴。该团队使用徕卡三维激光扫描解决方案来制作洞内前几十米以及洞口的三维地图。


测量方案组成

  • 徕卡P40三维激光扫描仪,用于采集实景三维数据。

  • 徕卡GS16 GNSS接收机,用于测量控制点。

  • 徕卡Cyclone、Cyclone 3DR三维数据处理软件,用于生成三维可视化模型。

  • 徕卡TruView软件,浏览三维实景数据。


使用徕卡P40远距离采集数据

三维激光扫描技术对地理勘测有着变革性的作用,来自拉文塔团队的Santagata说:"三维激光扫描技术越来越多地用于地质研究,如探索洞穴或计算冰面和冰量的变化。三维激光扫描技术可以在几分钟内采集复杂物体的海量点云数据,用于研究分析"。

徕卡P40最远可以在270米处采集高质量的彩色点云数据和高动态范围(HDR)图像。在佩里托-莫雷诺的研究中,研究小组将徕卡P40被放置在一个相对安全的距离,以获取冰川表面和洞穴入口的数据。

Santagata解释说:"为了获得所需数据,我们进行了8次扫描,花费约两个小时。扫描是在下午进行的,因为要避免被阳光直接照射。激光扫描的分辨率为6毫米和3毫米(代表在距离三维激光扫描仪10米处测量的每个点的距离),并通过内置摄像头获取全景照片。"

该团队使用徕卡GS16为摄影测量提供地面控制点,并测量冰川南北走向的融化速度与海拔变化。徕卡GS16通过与徕卡CS35平板电脑配对,可以在现场直接处理数据。

此外,该团队还使用无人机从30至70米的高度进行了摄影测量飞行。


使用徕卡Cyclone软件处理数据

调查团队使用徕卡Cyclone点云处理软件进行点云拼接,然后用徕卡Cyclone 3DR软件创建并完善三维模型,创建项目成果。

由于徕卡Cyclone 3DR可以处理大多数行业标准格式数据,因此,该团队使用徕卡Cyclone 3DR软件将激光扫描数据与无人机拍摄的图像合并,创建他们所需的模型。

Santagata使用徕卡的免费软件徕卡Truview与其他同事分享三维数据,通过徕卡Truview可以轻松查看和操作点云。


成果分享

Santagata解释说,详细的冰川三维模型给研究人员提供了准确的记录数据,从中可以测量冰川的变化。"在正确的时间和正确的地点拥有这种技术的使我们能够快速高效地采集数据,这些数据可以在未来用于比较冰川的演变过程。"

在调查结束后,该团队制作了冰川洞穴入口处的360°全景照片和一个三维互动模型,任何对该地区感兴趣的都可以查看。在2019年意大利举行的国际岩溶会议上,该模型可以使用虚拟现实眼镜观看,目前该模型仍在网上供人查看:莫雷诺冰川的洞穴的三维模型(点击链接,即可查看)

莫雷诺冰川的洞穴的三维模型