Zespół Systemów Informacji Geograficznej i Kartografii

Skanowanie w jaskiniach - praca magisterska

 

Dzięki współpracy Instytutu Geografii i Przestrzennego Zagospodarowania PAN oraz Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu zrealizowana została praca magisterska Darii Wiśniewskiej pt.: "Ocena potencjału skaningu laserowego w zakresie pomiarów i wizualizacji obiektów jaskiniowych na przykładzie Jaskini Skorocickiej". Promotorem pracy przygotowanej na kierunku Geoinformacja był dr hab. Zenon Kozieł, prof. UMK, a opiekunem naukowym członek naszego Zespołu GIS - dr Sebastian Tyszkowski.

Celem pracy było określenie przydatności naziemnego skaningu laserowego w badaniach jaskiń, na przykładzie największej w Polsce jaskini gipsowej znajdującej się na obszarze Niecki Nidziańskiej. W maju 2015 r. odbyła się kampania skaningowa, podczas której wykorzystano skaner laserowy Riegl VZ-4000, będący na wyposażeniu IGiPZ PAN. Pozyskano chmurę punktów, na którą złożyło się 79 stanowisk pomiarowych. Zbiór danych o wielkości 49,6 GB liczył łącznie 328 553 646 punktów. Za pomocą odbiornika GNSS R4 firmy Trimble i rejestratora TSC3 pozyskano informacje o położeniu kilku stanowisk skanera z dokładnością pomiaru na poziomie kilkunastu milimetrów. Pomierzone punkty w dalszym etapie posłużyły do zlokalizowania chmury punktów w geodezyjnym układzie współrzędnych. Pomiarów dokonano w czasie rzeczywistym (ang. Real Time Kinematic), wykorzystując poprawki ze stacji referencyjnych ASG-EUPOS. Zbiór danych poddano następnie procesowi orientacji, filtracji oraz georektyfikacji.

Przygotowane dane były podstawą do uzyskania szczegółowego planu jaskini wraz z przekrojami poprzecznymi i podłużnymi oraz animacji trójwymiarowej. Projektując skanowanie jaskini zakładano wykorzystanie modułu korekty wielostanowiskowej (ang. Multi Station Adjustment) do orientacji wzajemnej chmur punków. Skanowano z częstotliwością 300 kHz i rozdzielczością kątową 0,06° oraz 0,2°. Parametry te pozwoliły na optymalny pomiar, dobrze oddający morfologię jaskini i jej charakter, przy jednoczesnym uwzględnieniu pamięci dyskowej oraz możliwości sprzętu do obróbki danych. Skaner Riegl VZ-4000, mimo że jest urządzeniem dalekiego zasięgu, w pełni umożliwia pracę także w jaskiniach. Nieudogodnienia związane z jego wielkością, wagą, czy minimalnym zakresem skanowania były kompensowane przez rozwiązania technologiczne zastosowane w dedykowanym oprogramowaniu Riscan Pro, które umożliwiło sprawną rejestrację i filtrację chmur punktów. Zastosowane rozdzielczości okazały się wystarczające do odzwierciedlenia całego obiektu, bez zatracenia istotnych informacji.

 

   

Wróć