三維掃描在地質遺跡土林調查中的應用

一、土林的形成

土林是由沒有完全固結成巖的土狀堆積物構成的成群分布的柱狀地貌，遠望如林，其形成以流水侵蝕為主要動力。這些未完全固結成巖的松散沉積物大多形成于最近二三百萬年以來的湖泊或河床。但是土林形成的時間跨度很長。

二、土林的價值作用

隨著地殼的不斷運動與演變，時間的打磨會促使土林形成擬人擬像的百態形狀，也會隨著風吹日曬導致不同程度的山體形狀變化、塌陷、地質變化等情況。監測數據變化，是預判土林危害發生的主要方法。

三、土林的監測

長期以往，傳統的測量方式已經不能滿足土林大空間內精確數據獲取的需求。選擇一款高效率、精準化的測量方式是土林監測乃至地質研究工作者們至關重要的事情。

土林數據采集所遇到的問題

空間范圍大，且涉及到大小不一的土臺、土柱、土崖、土嶺等，數據多且雜，采集難度大。

所需用到的測量和記錄工具多，在土林這種凹凸不平的勘測環境中，來回移動和布置工具給工作人員造成了巨大的工作量。

對于數據的整理和存儲運用等，無法實現快速交付，影響研究或防治工作的進行。

四、三維激光掃描技術解決行業痛點

隨著測繪技術的不斷發展，相關設備的研發朝著一體化方向發展。三維激光掃描儀，是集便攜、快速、自動、精確等多種功能優勢于一身的先進高科技設備。打破了傳統單點式監測中依賴于監測點的模式，在對目標物非接觸式的情況下，可實現幾十萬點/秒的數據獲取速度。在地質研究工作中，真正實現了數據獲取的時效性與準確性。

1、三維激光掃描設備環境適應能力強，可在潮濕、強光、陰暗等各種復雜環境中進行數據獲取，解決了土林因光照、風沙等情況導致的數據采集困難等問題。另外，FARO Focus測距可達350米，精度可達1mm，最高數據獲取可達200萬點/秒，數據獲取快速精準且滿足單兵作業，高效節省人力。

2、數據處理與運用

Faro Focus自動化程度高，所獲取的數據在相應的數據處理軟件中可實現自動拼接，滿足多種格式轉化及輸出。采集到的數據配合內業人力數據處理，完成除冗、去噪等操作，可得到一個完整的三維點云數據。多獲得到的數據可實現永久性儲存、變形分析等。

對處理完成的點云數據進行三維建模，提取特征點與特征線，繪制地形圖?？傻玫紻EM模型、位移分析圖等，可實現方量變化計算、變形量統計分析等。

五、小結

對于大同土林這種具有文旅功能的景區，可根據三維點云數據、三維模型結合3D打印技術等進行文創衍生物制作，實現宣傳與銷售。

地質信息安全關乎人民生命安全，Faro三維激光掃描技術在土林中的應用，一方面，為日后的監測提供有力的數據支持，另一方面，可實現土林的研究、宣傳等工作。

審核編輯 黃宇