FARO三维激光扫描仪扫描大型溶洞保护

三维激光扫描技术服务用于大型溶洞的若干问题进行探讨，提出将整个溶洞划分成若干独立单元分别进行扫描，并利用控制点约束进行拼接的方案。在分析噪声产生原因的基础上，提出了几种不同的去噪方法，并给出了相应的计算公式和参考阈值。较后，提出利用全站仪测量景观特征点来检验扫描精度的方案。结果显示，扫描精度在２ｍｍ以内，拼接精度在１ｃｍ以内，证明了本方案的有效性。
关键词：三维激光扫描；溶洞景观；
扫描方案；点云滤波。目前，对三维激光扫描的理论研究主要集中在点云配准方面和误差分析方面，应用研究主要集中在古文物和建筑物方面，鲜有对大型溶洞的相关理论和应用研究。本文以织金洞三维激光扫描工程实践为例，探讨了该技术在大型溶洞的相关问题，并提出了相应的解决方案。织金洞位于贵州省织金县，是国内外着名的喀斯特旱溶洞，具有较高的科学研究价值和旅游观赏价值。织金洞内弯曲多、起伏大、形状不规则，大部分洞厅阴暗、潮湿，除了主要路线外，大部分地区照明较差；个别洞穴地面积水严重，有些洞穴存在落石的风险，因此利用传统测绘手段难以测量。三维激光扫描技术不仅可以解决传统测量难以测量洞壁、洞**等区域的问题，还可提高测量效率和测量精度，客观真实地记录洞内景观的现状特征，为洞内地貌形态三维可视化构建、洞内虚拟场景构建、地理信息系统建设提供数据源，也为洞内数字化建设、数字化旅游和景观保护提供科学依据。
１.三维激光扫描的原理与方案
三维激光扫描系统主要由扫描仪、控制器和供电系统三部分组成。激光脉冲依次扫描被测区域，通过测量每个激光脉冲从发出到经被测物体表面反射再返回仪器所经过的时间差（或相位差）来计算斜距Ｓ，并通过扫描控制模块测量每个脉冲激光的水平角α和垂直角θ，计算得到激光点在仪器坐标系中的三维坐标。