كيف يحل برنامج SLAM100 مشكلة حساب مساحة سطح الأجسام غير المنتظمة

تُستخدم الصخور البلاستيكية على نطاق واسع في فن تنسيق الحدائق. ويمكن رؤية آثارها في المتنزهات الترفيهية، والمواقع السياحية، وحدائق الألعاب، ومناطق السياحة البيئية، وغيرها، مما يدل على مكانتها في تصميم الحدائق المعاصر. تتميز الصخور البلاستيكية بشكلها الفريد والجميل، إلا أن هذه الخصائص تجعل مظهرها غير منتظم للغاية، مما يُصعّب على المهندسين والفنيين حساب مساحتها. وتعتمد طرق الحساب الشائعة في هذا المجال على عدة طرق، منها طريقة الأعمدة وطريقة الأسلاك الشائكة، لتقدير مساحتها. ومن المتوقع أن تنخفض دقة نتائج الحساب بشكل كبير.

جهاز SLAM100 هو جهاز مسح ليزري ثلاثي الأبعاد محمول باليد، تم تطويره بشكل مستقل من قبلنا. يتميز بصغر حجمه وسهولة حمله، وقدرته على الحصول بسرعة على بيانات سحابة نقاط ليزرية ثلاثية الأبعاد عالية الدقة للأجسام، وبناء نموذج تصوير ثلاثي الأبعاد للمشاهد المعقدة وغير المنتظمة، وحساب المسافة بين الأجسام غير المنتظمة. كما يمكن حساب معلومات هندسية مثل مساحة السطح والحجم لتلبية متطلبات التطبيقات المختلفة، مثل تقييم ميزانية الكميات الهندسية، وتخطيط المناظر الطبيعية وإنشائها، وقبول التسليم النهائي. يُستخدم جهاز SLAM100 في المسح الرقمي للصخور البلاستيكية، ويتميز بالمزايا التالية:

(1) مجال رؤية ليزر كامل المشهد 360 درجة × 270 درجة، بدون زاوية ميتة في المسح الضوئي؛

(2) تقوم 3 كاميرات مدمجة بتسجيل مشهد المسح الضوئي، وتستخدم تلوين سحابة النقاط لتحسين التعبير عن سحابة النقاط؛

(3) تضمن خوارزمية المعالجة اللاحقة SLAM ذات الدرجة الصناعية دقة سحابة النقاط (الدقة النسبية ≤ 2 سم)، مما يضمن دقة نتائج مساحة السطح.

بعد ذلك، دعونا نأخذ حجر المناظر الطبيعية لمنتجع سياحي في مدينة ساحلية كمثال، ونتبع SLAM100 لـ "مسحه" معًا.

تُستخدم أحجار الزينة على نطاق واسع في الحدائق، ويمكن استخدامها لتكوين الجبال، والقمم الاصطناعية المستقلة، وحماية الزوايا، والنقاط المتناثرة، والجدران الاستنادية، والدرجات الصخرية، وما إلى ذلك (كما هو موضح في الصورة أدناه). يشتري منتجع سياحي كمية من أحجار الزينة لتزيين الحديقة، ويحتاج إلى قياس مساحة سطح هذه الأحجار لأغراض المحاسبة والموافقة على المشروع.

واجهة حجرية ذات مناظر طبيعية

تتخذ الأحجار في المشهد شكل شريط يمتد من الغرب إلى الشرق، بطول 57 مترًا تقريبًا، ويبلغ ارتفاع أعلى نقطة فيه حوالي 5.2 مترًا عن سطح الأرض. ونظرًا لحجب زاوية الرؤية، لا يمكن الحصول على بيانات الجزء العلوي من الحجر بالمسح من جانبه. لذا، من الضروري المسح من الجانب والأعلى. تستغرق عملية جمع بيانات السحابة النقطية بالكامل حوالي 9 دقائق. وفيما يلي النقاط الرئيسية لجمع البيانات الميدانية:

(1) موقع العمل قيد الإنشاء، وهناك العديد من السقالات. قبل المسح الضوئي، يجب تخطيط المسار بشكل معقول، ويجب تجنب الطرق المغلقة والعوائق؛

(2) يحتوي المسار على حلقات مغلقة قدر الإمكان لتجنب تراكم الأخطاء الناجمة عن عمليات المسار الواحد على المدى الطويل؛

(3) بالنسبة للأماكن التي لا يكون فيها المسح الضوئي موجودًا بسبب الانسداد بين الأحجار، يمكن تمديد SLAM100 إلى الانسداد للحصول على البيانات بالكامل.

المسح الميداني

مسار مسح SLAM100

تم استخدام برنامج المعالجة اللاحقة SLAM GO POST Pro لإخراج سحابة النقاط الأصلية، وتم تحسين سحابة النقاط للحصول على سحابة نقاط عالية الدقة، وهو ما استغرق 16 دقيقة.

سحابة نقاط عالية الدقة

تتضمن سحابة النقاط عالية الدقة البناء والتحضير وما إلى ذلك، ويتم استخراج سحابة نقاط أحجار المناظر الطبيعية من سحابة النقاط الأصلية عن طريق القطع اليدوي، مما يسهل عملية تغليف النموذج وإصلاحه لاحقًا.

سحابة نقطية من الحجر الطبيعي

تجميع السحابة النقطية واستعادة النموذج. تعتمد هذه التقنية على تقريب النموذج الصلب واستعادته باستخدام العديد من الرقع المثلثية الصغيرة، مما يقلل من التشوه. يمثل الخط الأخضر حدود الثقب في نموذج التجميع الأولي. استغرقت عملية مطابقة السطح باستخدام السحابة النقطية المحيطة بالثقب، وإصلاحه، وإتمام عملية تجميع السحابة النقطية، أربع ساعات. تبلغ مساحة السطح المحسوبة 1248.4 مترًا مربعًا.

تغليف وترميم نموذج حجري للمناظر الطبيعية (جزئياً)

استغرق الأمر يومين حتى استلم المالك والمشرف وفريق البناء العمل، وكانت المساحة المقاسة 1493.7 مترًا مربعًا. استغرقنا 4.5 ساعات لمراجعة واستخدام برنامج SLAM100 والبرامج المساعدة. بلغت المساحة المقاسة 1248.4 مترًا مربعًا، وانخفضت بنسبة 16.4% (245.3 مترًا مربعًا).

يمكن لجهاز SLAM100 قياس مساحة سطح الصخور البلاستيكية غير المنتظمة بسرعة ودقة، وتحقيق المسح الرقمي والعرض المرئي للصخور البلاستيكية، مما يساعد على إجراء مراجعات متعددة في الموقع من قبل الملاك ووحدات البناء، ويوفر دعمًا موثوقًا للبيانات للتحقق من التدقيق.