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佰模伝快訊 | 助力廈大“嘉庚”號海洋科考船三維數字模型

發布時間:2022-04-08 09:28:00   瀏覽數:

 

“嘉庚”號海洋科考船

           廈門大學“嘉庚”號海洋科考船,2015年3月開工建造,2016年5月下水、命名,2017年4月正式交付使用并入列國家海洋調查船隊,是一艘全球級(global class)、無限航區的3000噸級海洋科學綜合考察船。以“嘉庚”號命名科考船,是為了緬懷廈門大學校主、著名愛國僑領陳嘉庚先生。繼而不斷發展與時俱進的精神。


       每年“嘉庚”號平均有270天的時間在海上執行各種航次任務。先進的船載探測與實驗系統及專業的海上探測技術隊伍,可開展海底地形地貌探測、定點和走航式海洋環境參數連續探測、氣象及海氣界面通量連續探測、生物化學取樣及海底沉積物取樣等作業,滿足多學科海上調查需求。

       運行以來,嘉庚號積極承擔傳播海洋科學知識的社會責任,致力于提升公眾海洋意識。

“嘉庚”號海洋科考船三維數字模型


       由于廈大船管中心對于“嘉庚”號科考船在學術研究領域方面應用的需求,希望通過三維數據化的方式,根據現有圖紙及采集的數據,運用三維軟件生成科考船三維模型。因此委托佰模伝信息科技(廈門)有限公司(以下簡稱“我司”)對“嘉庚”號進行數據采集,并利用公司BIM協同數據及數字化逆向技術對“嘉庚”號進行建模。

現場采集主圖

      我司按照船體數據信息同比還原需求,建立船舶構件族庫,實現對數據信息高質量和高性能的管理。

       建模人員通過提取數據庫中的參數信息來建立等比例船體結構形體,對科考船進行了可視化展示、協調、模擬、精細化,構建包含二維設計圖紙全部內容的三維模型,得到了二維圖紙所不能給予我們的視覺效果與認知角度。

      同步利用現場拍攝的照片做比對,可以在計算機上快速、準確地畫出船體微小構件的大樣圖,針對微小部件,我司采用材質、顏色及構造形狀等信息同比還原方式進行船體模型的重塑,從而建立了高精度、現狀及可編輯的三維數字化模型。有助于構建“科考船三維數據庫”,讓參觀者無需親身前往,即可在虛擬景觀中瀏覽到“嘉庚”號科考船的全貌。

       通過建立科考船三維數據庫的形式來實現船體的數據信息多維可視化,使得相關方能夠從各個層面審視模型,實現更加廣泛的應用。對“嘉庚”號科考船模型進行交互細化,實現在移動端、網頁端等多渠道上的虛擬仿真認知實驗,讓不同人員都能輕松對于模型進行操作并給予交互,實現BIM跨領域和跨階段的數據流動。

“嘉庚”號科考船初步建模過程

       廈大船管中心提供的科考船圖紙與我司到實地進行的數據的采集,利用配套軟件進行建模處理,最后可以完成整個物體表面形狀的擬合與內部配置最大程度的還原,將實物立體準確復現,建立科考船的三維數據庫。同時實現了科考船在學術研究中更加便捷的交互性。

三維激光掃描技術在船舶中的運用
以上圖片為“明思克”航母點云模型

      我司在助力“嘉庚”號科考船三維數字模型的過程當中,根據實物圖紙與收集的數據進行三維建模并不是唯一的方式。

       依據廈大船管中心的需求,佰模伝計劃后期對嘉庚號科考船進行三維激光掃描,運用三維激光掃描技術對船舶的外部整體及內部細項進行全面掃描留檔。在進行數據采集工作的同時,對于不同的區域及結構等要素進行分析,將掃描的物理性信息記錄留檔。運用點云數據的操作方法,可以最大限度控制我們采集的每一個物體的每一個點都會出現在我們的圖紙上。能夠讓我們最大限度還原一個真實的船艙情況。最終通過這些點云數據,我們可以建立起一個立體的三維模型。

      早在2015年,我司就對“明思克”航母進行過全方位的三維逆向掃描工作。航母艦長273.1米,艦寬49.2米,僅第一階段的原始數據就近200億點云,相當于采集了1000棟建筑的數據量,通過原始三維數據的采集,利用三維逆向工程技術,并持續追蹤采集數據更新,最終實現航母點云漫游及信息數據庫的存檔,為后續航母改造的工作提供了便利性。

 

       我司利用三維掃描技術及無人機測繪配合數據處理協同平臺,通過數據整合,實現船舶內外不同空間的無縫對接,進而可對室內的結構同步進行細部觀察。三維數據逆推二維平面,從而創建出現場的平面圖、立面圖、剖面圖。同時,結合二維三維數據協同,對局部建筑精細修復,更加貼合實際尺寸。

 

三維展示優勢與意義

       我司借助三維建模技術對“嘉庚”號進行實物的還原,可以實現以數字化的方式精準、有效的記錄科考船的真實信息,以三維形式全方位、立體性展示。

      除此之外,還能使科考船以線上化方式無地域、無空間限制地推廣傳播,讓更多人主動了解科考、海洋知識,達到傳播教育的重要意義。實現了資源的共享,具有時代化的實用意義。

      能夠利用我司所擁有的高級、精密、尖端的技術為科考船在學術研究領域獻出我們的一份力,是我們的榮幸,也是我們一直秉持的信念。

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