一种溶洞水上水下一体化三维模型重建方法技术

本发明专利技术公开了一种溶洞水上水下一体化三维模型重建方法，属于电子信息学科学技术领域。本发明专利技术所述方法具体为：将仪器安置到机动船上，到合适位置上将船固定后开始扫描测量，前后两站扫描范围有一定重叠，通过重叠部分进行两站数据配准，整体配准后进行数据检验，检验合格后进行三维建模，利用模型上的洞内特征点连线确定水下地形点平面位置，用测深仪在断面点上测量水深，水面高程减去水深得到水下点高程，获取水下点三维坐标后建立水下三维模型，再利用水边线作为共同边界将水上水下的模型融合为一个整体。本发明专利技术解决了常规方法无法进行水下三维坐标点的采集，且数据精度能够满足工程设计施工要求。足工程设计施工要求。足工程设计施工要求。

【技术实现步骤摘要】
一种溶洞水上水下一体化三维模型重建方法


[0001]本专利技术涉及一种溶洞水上水下一体化三维模型重建方法，属于电子信息学科学领域。

技术介绍

[0002]截止目前，有记录的国内旅游洞穴景区(点)达708个；传统的溶洞旅游存在同质化严重，个性缺失的特点，主要是通过LED灯渲染溶洞中的景观，手法单调、无设计感、无文化融入，对游客的吸引力下降，因此迫切需要一种新的表现形式使溶洞旅游焕发新的光彩。如何结合新媒体技术的投影技术，把溶洞景观作为投影的承载对象，将投影数字内容的艺术视觉特征融合到原生态的地质景观中，或利用溶洞景观和空间，采用全息3D技术将当地文化艺术展现出来，提升溶洞的旅游价值和审美体验，对开发具有创意色彩的溶洞体验模式具有十分重要的理论意义和实践价值。
[0003]传统的基础空间数据如大比例尺地形图及一定间距的溶洞剖面显然无法表达洞穴的整体空间状况及钟乳石等重要细节，难以满足这种全新的溶洞旅游开发模式，最基础的工作就是要对溶洞进行三维探测，进而重建满足各个学科专业需要的溶洞三维模型。国内外学者对三维激光扫描技术应用于大型溶洞的三维建本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种溶洞水上水下一体化三维模型重建方法，其特征在于，具体包括以下步骤：(1)两端洞口外地面分别设置3个以上标靶，并在附近测量控制点上安置全站仪精确测量标靶点的在当地坐标系下的三维坐标(X,Y,H)；(2)在洞口外地面安置三维激光扫描仪，使三维激光扫描仪同时能扫描到洞外设置的标靶点及部分溶洞内部；(3)驾驶机动船进入溶洞内部选择合适位置靠边，将船固定，在船上安置三维激光扫描仪进行扫描测量，保证前后两站扫描范围的重叠度不低于30％；(4)全部扫描完成后，利用专业软件MaptekI-Site Studio 6，以第一站扫描的独立坐标系下的三维点云数据为基准，将第二站数据配准到第一站上，第三站数据配准到第一、第二站配准好的整体数据上，以此类推，直至全部数据配准成为一个整体，在整体点云数据上找到洞外布设的标靶点，根据点云拟合出标靶点的中心坐标(X
′
,Y
′
,H
′
)；(5)在平面精度、高程精度满足相应规范要求的前提下，将在独立坐标系下配准好的整体点云数据转换到当地坐标系下；(6)利用利用专业软件Maptek I-Site Studio 6复杂表面建模功能进行三维建模；(7)分段导出溶洞点云及模型，现场对照特征点，垂直河流间距5米以内拉断面线，利用测深仪沿断面线按1-2米间距测水深，现场做好记录；(8)在Maptek I-Site Studio 6软件里将野外记录的断面线及实测点位展到三维模型上，提取断面上点的平面坐标(X,Y)，点位的水面高程减去水深得到水下点高程H，获取水下点的三维坐标(X,Y,H)；(9)将水下地形点三维坐标做成南方CASS的点文件格式，展点后转换为dxf格式，以点云格式储存并导入geomagic studio软件中从而生成水下地形模型；水上溶洞模型及水下模型构建完成后，提取出两个模型的边界线，以边界线为约束进行模型之间的三角网融合，从而实现模型的融合。2.根据权利要求1所述溶洞水上水下一体化三维模型重建方法，其特征在于：步骤(5)中平面精度通过以下方法判断：利用坐标反算边长公式根据两端洞口的标靶点拟合平面坐标(X
′
,Y
′
)分别计算边长D
′
a
1-b1，D
′
a
1-b2,
…
,D
′
a
1-b
n
，D
′
...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏永华，杨明龙，槐以高，杨向英，吴学群，吕杰，朱琪，查陆九，黄德，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：