三维扫描 | 只需四步！用数字技术保护文化遗产

2022年，一家房地产开发商开始在立陶宛首都维尔纽斯的一块空地上建造一座新的酒店和办公楼。然而，工人们在挖掘现场时发现了一个建于1910-1914年间的水处理站的地基。

一家经验丰富的考古研究服务公司，被聘请来记录这个结构，并评估它的历史意义。

挖掘现场。图源：GeoNovus

为完成这项任务，考古学家Mantas Daubaras决定利用三维激光扫描技术来创建这个结构的数字记录。在Trimble代理商GeoNovus提供的解决方案的协助下，考古学家Mantas使用点云数据、现有的二维图纸和旧照片，将这座20世纪建筑的精确三维模型创建了出来。

而做到这一切，仅需四步！

数据采集和处理工作流程

#1

首先使用 Trimble® X7 三维激光扫描仪 扫描挖掘的地基，面积约为550平方米。工作人员在44个扫描站收集了点云数据和全景照片，每个站大约需要五分钟。现场总时间约为4-5小时。

 “扫描仪的效率、速度和精度，让我们看到了三维扫描在捕获未覆盖结构时的许多优势，”考古学家Mantas说，“我们能够以惊人的细节数字化地保存水处理站的遗迹，并创建一个准确的模型。”

Trimble X7 三维激光扫描仪正在捕获了地基的详细点云。

图源：Mantas Daubaras

#2

工作人员使用 Trimble Catalyst™ GNSS 定位服务和 DA2 GNSS接收机 测量了八个地面控制点 (GCP)，以便将项目匹配到本地LKS-94坐标系。Catalyst精度能够达到一厘米。

 一些扫描站点是用 Trimble Perspective 外业软件进行现场配准的，其他点云重叠较少的站点是使用 Trimble RealWorks™ 内业软件在办公室手动配准的。Mantas使用具备地方坐标的 .e57点云绘制了原始地基的二维平面图。

#3

水处理站的原始纸质图纸被扫描并上传到点云上的 SketchUp®三维建模工具中，以生成三维模型的草稿。由于图纸的比例各不相同，GeoNovus调整了模型以匹配实际的基础尺寸。20世纪初的一张照片显示，该建筑的建造与图纸中显示的设计略有不同，导致了进一步的调整。总的来说，SketchUp建模工作花费了大约三天时间。

原始纸质图纸为SketchUp建模提供了必要的细节。

图源：GeoNovus

#4

SketchUp模型比对地面控制点进行了优化，并导入到 Trimble SiteVision™ 增强现实系统中，以便在施工现场以1:1的比例进行查看。可视化的效果使研究团队能够更好地了解原始建筑与当前环境之间的空间关系。

使用Trimble SiteVision增强现实，现场查看了三维模型。

图源：GeoNovus

综合扫描数据

数字技术为保护具有重要历史意义的考古遗址提供了新的解决方案。激光扫描快速全面，三维点云支持建模和重建原始结构，而SiteVision允许在现场实时地查看可视化的结构。

扫描和三维建模使我们能够捕获重要的历史信息，而且不会延误遗址的开发。我推荐这种方法来创建具有视觉冲击力的图像，并为城市的居民和游客重现栩栩如生的建筑和城市全景。——考古学家Mantas说。

文化遗产局对三维扫描的结果以及该结构可以点云形式无限期保存的事实印象深刻。快速收集数据并生成可视化文件满足了监管要求，更利于施工的顺利开展。

我们建议使用激光扫描仪收集数据，因为它比全站仪更快，而且三维点云提供了有关结构的更多详细信息。我们在这个试点项目中使用的工作流程，证实了这项技术可以很容易地应用于其他类型的建筑、工程和建设项目。——GeoNovus首席执行官Sarunas Prokopimas表示。

大约1914年的原始水处理站与SketchUp三维模型的对比。

图源：GeoNovus