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徠卡MS60全站儀在冰雪世界的掃描與建模

2019-09-20 熱度:4514 ℃

  哈爾濱冰雪大世界始創于1999年,至今已經舉辦了20屆,在過去的二十年,這里涌現出來一系列的經典作品:五福塔、斷橋賞雪、蘇州印象、天朝鑾軒……以及世界上最大的哥特式建筑米蘭教堂、古羅馬斗獸場、歐式城堡大門等,東西方文化在這里激情碰撞,又相得益彰。

哈爾濱冰雪大世界

  在第20屆冰雪大世界園區西南部,有一座形似紅色鯉魚的冰雪建筑,在魚尾兩側,拱形形狀、構造精巧的幾座冰建筑就是采用了創新性的“黑科技”——氣膜技術,建造而成的冰旅館和冰酒吧。哈爾濱工業大學土木學院將這兩個奇妙建筑建造完成后,需要對兩個建筑外輪廓進行掃描及建模,那么徠卡MS60能夠采集到此類冰雪混合物的點云數據嗎?在現場低于零下20℃的氣溫下,徠卡MS60全站儀能夠正常作業嗎?

  一、外業掃描

  由于冰酒吧和冰旅館各區域間有間隔,無法一站進行掃描作業,所以本次掃描采用后方交會的方式設站,保證了各測站點云在同一坐標系下。首先在合適位置布置反射片,并測量各點位坐標;然后設備搬站時采用后方交會的方式進行設站,點云無需拼接,免除了拼接誤差。

徠卡MS60全站儀作業

  單站設置掃描方式采用全景掃描,水平間隔8公分,豎直間隔5公分,斜距設置為10米,掃描時間在15分鐘左右,冰旅館為三站,冰酒吧為四站,掃描及測量在兩個小時即完成。

徠卡MS60兩小時完成掃描

  掃描現場室外溫度低于零下20℃,低于設備標稱的工作溫度,但是在整個掃描過程中,設備未出現異常情況,整個測量過程結束后設備只損失了20%的電量,完全滿足嚴寒地區的長時間掃描需求。

  二、數據管理及建模

  每個測站掃描得到的點云數據都可以在徠卡MS60中直接進行3D瀏覽查看,并可以在工程項目中對各站掃描數據進行整體查看,檢查是否有遺漏,若有遺漏可在現場第一時間進行補掃,避免返工造成的經濟損失。

  同時,外業采集完成后可以通過徠卡MS60配套的Infinity軟件進行數據的查看和點云噪點的去除。并可以根據建模軟件需求,轉換為不同格式進行后續數據處理。

掃描點云處理

  依據去噪之后的點云,可生成冰酒吧和冰旅館的格網模型:

掃描點云生成模型

  使用3d Max生成建筑凈模:

生成建筑凈模

  總結:徠卡MS60可以對冰雪混合物進行掃描操作,獲取高精度的點云數據,用于后續建模工作,但由于激光掃描到透明冰塊時會直接透過,因此無法獲取透明冰塊的點云數據。

  徠卡MS60在嚴寒條件下仍能進行正常作業,能夠滿足近7小時連續掃描測量。

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