+86-10-65858516 18611177669 / 13801092882 info@iLiDAR.com

多重三维激光扫描用于山海关长城修复工程情况

一、迎奥运修古城   
    山海关是万里长城起点,是世界瞩目的“天下第一关”,为了弘扬中国文化,在中央领导的直接关心下,河北省省政府决定在2008年奥运会正式举办前对山海关长城(关城、罗城、瓮城)进行全面修复。并由省测绘局负责此项目的测绘工作。
    为了此次保护维修工程的顺利完成,负责此项目运作管理的河北省山海关区文物局,提出了尽快提供现存山海关长城详尽、精确、直观的测绘资料的要求,这些资料包括了可用于快速量测的真实三维立体模型和城墙的全部三面(平面、两个侧面)真实纹理及城墙两侧100米地貌数据。按此要求,河北省测绘局进行了实地踏勘。踏勘结果是:除少部分城墙保存较完整,大部分城墙已破损严重,呈断壁残垣,有的地段仅剩残留基土,加上沿城绿化植被与城墙上野生植物的遮蔽,若采取地面人工测绘和传统航测的方法,无论从技术上还是从时效性上都无法实现文物部门的要求。经过深入调研,综合比较目前国内各种现代测绘手段,最终确定采用广西桂能信息工程有限公司的多重三维激光雷达扫描技术进行长城的测绘工作。
 
 
二、世界先进的激光雷达
    激光雷达系统设备是数字波矢化技术,能够接收到无穷次连续的激光发射回波信号。因此,它能够将探测目标表面的形状,如:大地植被的轮廓细节、自然与人为构造物的精确外形、地表不平坦斜坡的坡度等遥感信息详尽、准确地显示出来。
    广西桂能信息工程有限公司最新引进的代表世界先进水平的LiteMapper5600激光雷达航测系统,可以完成高密度的详尽测绘信息采集。而且它的数字相机图像拍摄与激光雷达扫描仪同步工作,能同时获得测量覆盖范围内的图像和激光扫描回波数据,同步率小于一个象素。激光器适合低空航测,每秒钟能发射10万次高密度激光束,对人体无任何伤害。配备的2200万像素的高分辨率航空数码相机;集成高精度航空GPS、IMU与导航等嵌入式综合控制系统无需像控布点、空三加密与立体像对,缩短数据处理周期。它是激光雷达问世以来的又一个里程碑。当前,全世界仅美国航天航空总署(NASA)和RIEGL公司拥有此先进技术。
    利用地面激光雷达设备对部分墙面进行激光扫描和影像采集,可方便地解决城墙树木稠密地段航摄无法清晰获取墙面数码影像纹理的难题。
 
三、测绘数据采集与处理
    对古长城实现三维立体影像航测尚属首次。由于城墙走向不规则,欲完整无缺地采集信息,必须分段安排航线,还要严格遵守机载卫星定位系统对航线转弯时限及低空飞行防止撞山的要求(城墙北5公里即是山区),给航线设计、数据输入、空中实施带来一定难度;5月下旬至6月上旬华北地区出现多雾多雷雨的天气,也为飞行造成了一定的难度。
    针对上述情况,河北省测绘局与广西桂能信息工程有限公司发挥各自优势,紧密配合、主动协调、周密计划、严密组织,排除了工作中的难题,顺利的完成了任务。
数字山海关展示
    此次航测是国内首次实现高精度、真三维的数字山海关古城样板工程。从实际飞行航测情况看,航迹准确无误、机载激光雷达测绘系统和地面卫星定位系统工作良好,加之飞行当日空气透明度较高(能见度6—8公里),保证了采集数据无遗漏,影像质量经检验达到预期设定的标准。
    从采集数据处理结果看,一、是利用激光数据处理软件和正射影像软件,制作并形成了数字高程模型(DEM)和色调均匀、反差适中、纹理清晰的数字正射影像(DOM);二、是可准确地在直观的三维立体长城模型上测量其长度、宽度、高度以及面积、体积,可任意截取城墙某一断面,并生成剖面图的功能;三、是实现了全方位、多视角浏览查看城墙影像数据的功能;四、是利用航测数据和地面补充采集数据制作了清晰的墙面纹理影像。
 
五、权威专家给予鉴定
    7月27日,经中国测绘科学研究院刘先林院士、中国科学院陈述彭院士、总参测绘研究所王任享院士 、北京大学承继成教授等国内十多位测绘、文物界专家对测绘成果的进行了鉴定。结论是:多重三维激光雷达系统采集数据处理后,得到的山海关长城三维模型是真实的和可精确量测的,影像清晰、直观,发挥了机载激光雷达和地面激光雷达等多种设备集成使用、优势互补的技术性能,是目前唯一能实现真实三维的数字古长城。该项目采用目前国际先进的仪器设备和软件进行了综合开发应用,技术在同领域与国际水平同步,达到国际先进水平。山海关文物局认为,该手段适用性强,不但对山海关古城修复有着直接的现实意义,对于今后河北乃至全国的长城或古建筑的测绘与保护、修缮事业也有极高推广价值。
Copyright 中测瑞格测量技术(北京)有限公司 2009
中测瑞格测量技术(北京)有限公司  地址:北京市朝阳区农展馆南路13号瑞辰国际中心1208室,邮编:100026
电话:+86-10-65858516 传真:+86-10-65858526   邮箱:info@iLiDAR.com    网址:http://www.iLiDAR.com/