三维扫描在地质遗迹土林调查中的应用

一、土林的形成

土林是由没有完全固结成岩的土状堆积物构成的成群分布的柱状地貌，远望如林，其形成以流水侵蚀为主要动力。这些未完全固结成岩的松散沉积物大多形成于最近二三百万年以来的湖泊或河床。但是土林形成的时间跨度很长。

二、土林的价值作用

随着地壳的不断运动与演变，时间的打磨会促使土林形成拟人拟像的百态形状，也会随着风吹日晒导致不同程度的山体形状变化、塌陷、地质变化等情况。监测数据变化，是预判土林危害发生的主要方法。

三、土林的监测

长期以往，传统的测量方式已经不能满足土林大空间内精确数据获取的需求。选择一款高效率、精准化的测量方式是土林监测乃至地质研究工作者们至关重要的事情。

土林数据采集所遇到的问题

空间范围大，且涉及到大小不一的土台、土柱、土崖、土岭等，数据多且杂，采集难度大。

所需用到的测量和记录工具多，在土林这种凹凸不平的勘测环境中，来回移动和布置工具给工作人员造成了巨大的工作量。

对于数据的整理和存储运用等，无法实现快速交付，影响研究或防治工作的进行。 

四、三维激光扫描技术解决行业痛点

随着测绘技术的不断发展，相关设备的研发朝着一体化方向发展。三维激光扫描仪，是集便携、快速、自动、精确等多种功能优势于一身的先进高科技设备。打破了传统单点式监测中依赖于监测点的模式，在对目标物非接触式的情况下，可实现几十万点/秒的数据获取速度。在地质研究工作中，真正实现了数据获取的时效性与准确性。 

1、三维激光扫描设备环境适应能力强，可在潮湿、强光、阴暗等各种复杂环境中进行数据获取，解决了土林因光照、风沙等情况导致的数据采集困难等问题。另外，FARO Focus测距可达350米，精度可达1mm，最高数据获取可达200万点/秒，数据获取快速精准且满足单兵作业，高效节省人力。

2、数据处理与运用 

Faro Focus自动化程度高，所获取的数据在相应的数据处理软件中可实现自动拼接，满足多种格式转化及输出。采集到的数据配合内业人力数据处理，完成除冗、去噪等操作，可得到一个完整的三维点云数据。多获得到的数据可实现永久性储存、变形分析等。 

对处理完成的点云数据进行三维建模，提取特征点与特征线，绘制地形图。可得到DEM模型、位移分析图等，可实现方量变化计算、变形量统计分析等。

五、小结

对于大同土林这种具有文旅功能的景区，可根据三维点云数据、三维模型结合3D打印技术等进行文创衍生物制作，实现宣传与销售。

地质信息安全关乎人民生命安全，Faro三维激光扫描技术在土林中的应用，一方面，为日后的监测提供有力的数据支持，另一方面，可实现土林的研究、宣传等工作。

审核编辑 黄宇