CN115393528B - 一种古地震探槽的三维建模方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种古地震探槽的三维建模方法，所述古地震探槽的三维建模方法包括：S1：获取古地震探槽的结构光数据、RGB数据、IMU姿态数据和GPS数据；S2：对所述结构光数据和所述IMU姿态数据进行坐标匹配，得到局部坐标系下的古地震三维模型；S3：利用所述RGB数据对所述局部坐标系下的古地震三维模型进行三维点云着色，得到带有颜色的三维模型；S4：利用所述GPS数据对所述带有颜色的三维模型进行坐标转换，得到全球大地坐标系下的三维模型；S5：输出所述全球大地坐标系下的三维模型为所述古地震探槽的最终三维模型。本发明能够更客观、全面地保留古地震探槽地质构造三维信息。

Description

一种古地震探槽的三维建模方法及其系统

技术领域

本发明涉及古地震探槽建模技术领域，具体涉及一种古地震探槽的三维建模方法及其系统。

背景技术

我国的活动断层分布广，地震活动多并且地震灾害严重。科学工作者对国内外大地震现场考察及灾害现象分析研究表明，活动断层为地震的根源，查明地震活动断层的准确位置及断层属性和地震危险性做出科学评估，是地震灾害风险评估和震害防御的基础。大地震在时间和空间上具有一定的间隔性和重复性，研究古地震断层属性对防震减灾工作具有很强的指导作用，研究古地震的重要手段就是古地震探槽，古地震探槽能够深入揭示断层活动的复发周期及同震位移，并以此预测中长时间尺度的危险性。

古地震探槽是一种在横跨活动断层区域挖掘近地表浅部10m以内的开挖工程，其目的在于揭示和识别地表破裂型古地震事件相关的地层和构造信息，但因受困于实际地质环境复杂、出露地层受自然环境影响等因素，开挖后的探槽无法长久保留，因此如何在探槽开挖后，第一时间快速、完整、客观、精确地记录探槽揭示的地质构造信息是研究古地震探槽的重点工作之一。古地震探槽三维建模技术是精细探槽分析的重要手段，是推动古地震学研究发展的重要内容。

目前古地震探槽三维建模技术主要是采用手工素描建模、图像建模和激光雷达建模。基于手工素描的三维建模很大程度上受限于地质工作者的素描熟练程度，素描人员的主观认知会造成地质现象素描细节的偏差，同时缺乏地质剖面的色彩信息，影响客观地保留真实古地震探槽的地质构造信息。基于图像的建模技术相比手工素描而言，照片能够快速更贴近实际的记录古地震探槽信息，相对素描能够客观地详细地记录探槽情况。但，其二义性(前后)和部分性(不能顾及整体和部分)会给解释人员带来不便，探槽解释时需要不时地对应相关照片地拍摄位置及镜头朝向，在后期的图像拼接过程中，难以克服图像扭曲变形和接边不协调的问题。基于激光雷达的三维建模技术是近几年的发展新趋势，该方法通过计算激光脉冲的行程时差构建探槽岩墙的三维空间位置，然而该技术造价成本高，基于光束旅行时间计算的三维空间位置对于小尺度古地震遗迹(例如沉积物质组分、古裂缝、古断层等)的识别能力有限、误差大，同时在后期数据工作繁琐，点云数据拼接过程中可能造成局部信息丢失。

发明内容

本发明的目的在于提供一种古地震探槽的三维建模方法及其系统，以能够更客观、全面地保留古地震探槽地质构造三维信息。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

本发明提供一种古地震探槽的三维建模方法，所述古地震探槽的三维建模方法包括：

S1：获取古地震探槽的结构光数据、RGB数据、IMU姿态数据和GPS数据；

S2：对所述结构光数据和所述IMU姿态数据进行坐标匹配，得到局部坐标系下的古地震三维模型；

S3：利用所述RGB数据对所述局部坐标系下的古地震三维模型进行三维点云着色，得到带有颜色的三维模型；

S4：利用所述GPS数据对所述带有颜色的三维模型进行坐标转换，得到全球大地坐标系下的三维模型；

S5：输出所述全球大地坐标系下的三维模型为所述古地震探槽的最终三维模型。

可选择地，所述步骤S1和所述步骤S2之间，所述古地震探槽的三维建模方法还包括：利用坐标转化公式获取所述结构光数据中的古地震探槽点云坐标，所述坐标转化公式为：

X₀＝(tanα·L·x)/(f+x·tanα)

Y₀＝(tanα·L·y)/(f+x·tanα)

Z₀＝(tanα·L·f)/(f+x·tanα)

其中，(X₀，Y₀，Z₀)表示局部坐标系的古地震探槽点云坐标，(x，y)表示当前帧的像素坐标，L表示基线长度，f表示焦距，α表示当前帧的像素偏离结构光发射器的中轴线的角度。

可选择地，所述步骤S3包括：

S31：获取结构光数据和RGB数据中的第i帧和第i+1帧；

S32：对所述第i帧和所述第i+1帧进行匹配，得到第i帧重叠区域和第i+1帧的重叠区域；

S33：分别将所述第i帧的重叠区域和所述第i+1帧的重叠区域转换至HSV颜色空间，得到亮度均值和饱和度均值；

S34：根据所述亮度均值和所述饱和度均值，以所述第i帧的重叠区域为基础，对所述第i+1帧进行调节，得到调节后的第i+1帧；

S35：判断所述调节后的第i+1帧的亮度是否超过阈值；若是，根据所述第i+1帧的亮度对前i帧进行校正，得到校正后的帧的亮度；否则，将第i+1帧作为第i帧并返回步骤A1，直至采集结束；

S36：将所有所述校正后的帧的亮度的RGB数据着色至所述古地震三维模型，得到带有颜色的三维模型。

可选择地，所述步骤S2包括：

利用所述IMU姿态数据中的RPY数据，对所述结构光数据中的每一帧点云数据进行校正，得到各帧点云数据对应的磁北及水准平面的坐标系下的点云数据；

将所有磁北及水准平面的坐标系下的点云数据汇总，得到局部坐标系下的三维模型。

可选择地，所述步骤S4中，所述GPS数据包括GPS测量时间和GPS测量位置。

可选择地，所述步骤S4包括：

S41：根据所述GPS测量时间，利用IGRF国标地磁参考系统，得到磁偏角；

S42：根据所述磁偏角对所述点云匹配数据进行旋转，得到所述古地震探槽在真北方位下的局部坐标；

S43：根据所述GPS测量位置，对所述古地震探槽的局部坐标进行平移，得到所述全球大地坐标系下的三维模型。

本发明还提供一种基于上述的古地震探槽的三维建模方法的三维建模系统，所述三维建模系统包括：

数据获取装置，所述数据获取装置用于获取所述古地震探槽的结构光数据、RGB数据、IMU姿态数据和GPS数据；

点云匹配装置，所述点云匹配装置用于对所述结构光数据和所述IMU姿态数据进行坐标匹配，得到局部坐标系下的古地震三维模型；

点云着色装置，所述点云着色装置用于利用所述RGB数据对所述局部坐标系下的古地震三维模型进行三维点云着色，得到带有颜色的三维模型；

坐标转换装置，所述坐标转换装置用于利用所述GPS数据对所述带有颜色的三维模型进行坐标转换，得到全球大地坐标系下的三维模型；

三维显示装置，所述三维显示装置用于输出所述全球大地坐标系下的三维模型为所述古地震探槽的最终三维模型。

可选择地，所述数据获取装置包括：

图像数据组件，所述图像数据组件包括结构光发射器和感光器，所述结构光发射器用于发射带有不同结构的光，以得到结构光数据；所述感光器用于对所述光进行拍照，以获取所述古地震探槽表面的反射光数据，以得到RGB数据；

IMU姿态测量组件，所述IMU姿态测量组件设置于所述数据获取装置的内部且用于获取所述数据数据获取装置的三维实时姿态数据；

GPS测量组件，所述GPS测量组件设置于所述数据获取装置的顶部且用于获取测量时间和测量位置。

本发明具有以下有益效果：

1、结构光、IMU姿态和GPS数据三种数据的结合，可有效解决复杂地质环境测量过程中人为等因素影响导致模型的变形问题，直接将探槽信息转化成相对于真北方位和全球大地坐标系下的三维模型。

2、图像处理方法有效解决野外不同光线导致的全局色调、明暗程度不统一等问题，批量产生的点云和色彩信息，弥补了工作效率慢，保证将探槽内信息简单完整地记录和保存，保证了现场与记录信息的一致性；

3、三维显示装置有效克服传统方法室内资料处理过于繁琐、无法核对信息可靠性等问题，本发明可边扫描边建模，同时可在三维模型中进行地层、断层、裂隙等地质信息进行简单的标注和标定，实时核对真实地质模型和构建的三维点云模型的准确性，更客观、全面地保留古地震探槽地质构造三维信息。

附图说明

图1为本发明古地震探槽的三维建模方法的流程图；

图2为本发明结构光点云坐标的三维测量原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

本发明提供一种古地震探槽的三维建模方法，参考图1所示，所述古地震探槽的三维建模方法包括：

S1：获取古地震探槽的结构光数据、RGB数据、IMU姿态数据和GPS数据；

本发明的结构光数据和RGB数据通过图像数据组件获取的，所述图像数据组件包括结构光发射器和感光器，所述结构光发射器用于发射带有不同结构(点状、线状)的光，点状结构光类似于双目摄像头的基本原理，但其分辨率更加精细化；线状结构光即光线在平面上的投影为线，线结构光在不同时刻进行明暗编码(二进制编码或者格雷编码)，通过不同编码序列计算空间位置。所述感光器用于对所述光进行拍照，以获取所述古地震探槽表面的反射光数据。感光器按照光源性质有普通的相机——对应可见光发射设备、红外线感光设备——对应红外发射器。本发明对于结构光发射器和感光器的具体结构不做限制，本领域技术人员可结合本发明和本领域常规技术手段选择合适的产品。

具体地，本发明通过图像数据组件对古地震探槽岩体表面进行扫描，通过结构光发射器，将具有一定结构特征的光线投射到被古地震探槽表面岩层上，接收反射的结构光线，通过三角测量原理获得探槽岩层表面三维高精度三维结构点云数据。根据不同古地震探测环境，可进行多种分辨率调节，分辨率取决于拍照设备的分辨率及发射设备的光线分辨率，调整范围为0.1mm～100mm。测量范围可在与探测岩层表面距离1m～5m不同的范围内进行调整。

可选择地，在所述步骤S1和所述步骤S2之间，所述古地震探槽的三维建模方法还包括：利用坐标转化公式获取所述结构光数据中的古地震探槽点云坐标。具体地，结构光发射器不同时间发射不同间距的线状结构光(明暗相间条纹)，在物体表面形成明暗条纹，进行拍照，条纹间距随时间变化，每次拍照间隔时间极短，可认为是同一扫描范围内的结构成像；参考图2所示，对每个像素随时间编码(明为1，暗为0)，例如5次拍照像素显示为(明-暗-暗-明-暗)编码为(10010)，这样每个像素(x，y)偏离结构光发射器的中轴线的角度α可以计算得到，基线长度(相机与发射器的距离)为L，利用焦距f，通过三角测量原理，以相机中心作为原点，此像素(x，y)所反应的实际物体坐标(X₀，Y₀，Z₀)分别：

X₀＝(tanα·L·x)/(f+x·tanα)

Y₀＝(tanα·L·y)/(f+x·tanα)

Z₀＝(tanα·L·f)/(f+x·tanα)

其中，(X₀，Y₀，Z₀)表示当前帧的结构光点云坐标，(x，y)表示当前帧的像素，L表示基线长度，f表示焦距，α表示当前帧的像素偏离结构光发射器的中轴线的角度。

S2：对所述结构光数据和所述IMU姿态数据进行坐标匹配，得到局部坐标系下的三维模型；

具体包括：

利用所述IMU姿态数据中的RPY数据，对所述结构光数据中的每一帧点云数据进行校正，得到各帧点云数据对应的磁北及水准平面的坐标系下的点云数据；

将所有磁北及水准平面的坐标系下的点云数据汇总，得到局部坐标系下的三维模型。

点云数据匹配获取局部三维坐标采用的是SLAM技术，每一帧的带RGB信息点云数据，利用IMU的RPY数据校正到磁北及水准平面的坐标系下，当前帧的点云数据与上一帧的点云数据进行ICP匹配，点云匹配完成后进行颜色矫正及调节，完成色调和亮度一致，映射颜色和点云数据，循环此过程，得到局部坐标系下的完整的颜色校正后的三维点云结构。处理完成后的三维物体形状结构为真实大小，不需要像素描和照片那样必须带有参考物，物体坐标信息为可信的和真实的。

本发明的三维点云数据匹配使用SLAM技术的ICP(迭代最近点算法(IterativeClosest Point))。其原理是通过旋转R和平移t将原点云数据(Ps)转化成目标点云(Pt)，参数旋转R和平移t的求解是通过建立评价函数

求评价函数极小值。如果已知Pt和Ps点的对应关系，可通过SVD分解求解R和t。

S3：利用所述RGB数据对所述局部坐标系下的三维模型进行着色，得到带颜色的三维模型；

此外，由于野外地质工作环境复杂，反射光线不是漫反射光，导致不同方位、不同高度、不同时段等情况下照片颜色不均，同时在野外工作环境中补光效果差，难以保证获取的照片的整体色调、亮度等保持一致，在后期的图像拼接过程中，难以克服图像扭曲变形和接边不协调的问题，造成一定的岩层等古地震地质特征辨别的能力差。

因此本发明利用所述RGB数据对所述局部坐标系下的三维模型进行着色，得到带颜色的三维模型，具体包括：

S31：获取结构光数据和RGB数据中的第i帧和第i+1帧；

S32：对所述第i帧和所述第i+1帧进行匹配，得到第i帧重叠区域和第i+1帧的重叠区域；

S33：分别将所述第i帧的重叠区域和所述第i+1帧的重叠区域转换至HSV颜色空间，得到亮度均值和饱和度均值；

S34：根据所述亮度均值和所述饱和度均值，以所述第i帧的重叠区域为基础，对所述第i+1帧进行调节，得到调节后的第i+1帧；

S35：判断所述调节后的第i+1帧的亮度是否超过阈值；若是，根据所述第i+1帧的亮度对前i帧进行校正，得到校正后的帧的亮度；否则，将第i+1帧作为第i帧并返回步骤A1，直至采集结束；

S36：将所有所述校正后的帧的亮度的RGB数据着色至所述古地震三维模型，得到带有颜色的三维模型。

这种方式即为本发明的图像处理方法。

这里，对于古地震构造特征分析中颜色作为重要的信息来说是极为有用的，建立带有与真实岩层相同颜色的三维模型有助于更客观地保留探槽地质信息，也有利于古地震探槽地质信息分析，包括有古地震探槽的地层单元的划分、古裂隙及断层分析。

在数据采集过程中，在开启每次结构光发射前获取IMU姿态数据(RPYi)，结束单次采集时进行RPY评估，如果出现偏离角度过大(单次点云采集过程中设备晃动)，需重新采集点云数据，航向角Yaw来源于IMU的磁场数据，相对稳定，通过RPY旋转采集完成的点云数据，即得到磁北和垂直大地水准的笛卡尔坐标系下的点云数据，为SLAM提供约束，并为真北的大地坐标系提供原始数据。

对于古地震构造特征分析中颜色作为重要的信息来说是极为有用的，建立带有与真实岩层相同颜色的三维模型有助于更客观地保留探槽地质信息，也有利于古地震探槽地质信息分析，包括有古地震探槽的地层单元的划分、古裂隙及断层分析。

将经过处理后的图像对点云数据进行着色，通过提取每帧处理后图像颜色对三维点云数据进行着色，建立带有与真实岩层相同颜色的三维模型。

S4：利用所述GPS数据对所述新的三维模型进行坐标转换，得到全球大地坐标系下的三维模型；

可选择地，所述步骤S4中，所述GPS数据包括GPS测量时间和GPS测量位置。

所述步骤S4包括：

S41：根据所述GPS测量时间，利用IGRF国标地磁参考系统，得到磁偏角；

S42：根据所述磁偏角对所述点云匹配数据进行旋转，得到所述古地震探槽在真北方位下的局部坐标；

S43：根据所述GPS测量位置，对所述古地震探槽的局部坐标进行平移，得到所述全球大地坐标系下的三维模型。

具体地，三维局部坐标转换成三维绝对坐标技术需要同时结合IMU获取的磁北方向、GPS获取的时间和位置。计算得到古地震探槽真北方位和绝对坐标。具体计算步骤如下：

1、结构光采集过程中，利用IMU的RPY数据计算磁北和水平面建立的局部坐标系1(磁北为X，东向为Y，垂向为Z)，以第一帧相机中心作为原点。

2、通过GPS时间及IGRF国际地磁参考系统计算磁偏角，通过坐标旋转得到真北方位下的局部坐标2(真北为X，东为Y，垂向为Z轴)。

通过GPS获取的坐标，对坐标系2进行平移得到全球坐标的探槽带RGB点云三维模型。

S5：输出所述全球大地坐标系下的三维模型为所述古地震探槽的最终三维模型。

本发明还提供一种基于上述的古地震探槽的三维建模方法的三维建模系统，所述三维建模系统包括：

数据获取装置，所述数据获取装置用于获取所述古地震探槽的结构光数据、RGB数据、IMU姿态数据和GPS数据；

点云匹配装置，所述点云匹配装置用于对所述结构光数据和所述IMU姿态数据进行坐标匹配，得到局部坐标系下的古地震三维模型；

点云着色装置，所述点云着色装置用于利用所述RGB数据对所述局部坐标系下的古地震三维模型进行三维点云着色，得到带有颜色的三维模型；

坐标转换装置，所述坐标转换装置用于利用所述GPS数据对所述带有颜色的三维模型进行坐标转换，得到全球大地坐标系下的三维模型；

三维显示装置，所述三维显示装置用于输出所述全球大地坐标系下的三维模型为所述古地震探槽的最终三维模型。

本发明的三维显示装置包括有整个古地震探槽的姿态显示、局部三维显示、岩层标定、断层标记等操作。三维显示装置以点云显示软件为基础，处理完成的点云及着色贴图进行三维展示，基本的缩放、平移、分割操作，并加入标注三角、直线、面积和体积等测量工具，让研究人员方便的提取和标注有用信息。三维显示装置有效克服传统方法室内资料处理过于繁琐、无法核对信息可靠性等问题，本发明可边扫描边建模，同时可在三维模型中进行地层、断层、裂隙等地质信息进行简单的标注和标定，实时核对真实地质模型和构建的三维点云模型的准确性，更客观、全面地保留古地震探槽地质构造三维信息。

可选择地，所述数据获取装置包括：

图像数据获取组件，所述图像数据组件包括结构光发射器和感光器，所述结构光发射器用于发射带有不同结构的光；所述感光器用于对所述光进行拍照，以获取所述古地震探槽表面的反射光数据；

IMU姿态数据获取组件，所述IMU姿态测量组件设置于所述数据获取装置的内部且用于获取所述数据数据获取装置的三维实时姿态数据；

在数据采集过程中，在开启每次结构光发射前获取IMU姿态数据(RPYi)，结束单次采集时进行RPY评估，如果出现偏离角度过大(单次点云采集过程中设备晃动)，需重新采集点云数据，航向角Yaw来源于IMU的磁场数据，相对稳定，通过RPY旋转采集完成的点云数据，即得到磁北和垂直大地水准的笛卡尔坐标系下的点云数据，为SLAM提供约束，并为真北的大地坐标系提供原始数据。

GPS数据获取组件，所述GPS测量组件设置于所述数据获取装置的顶部且用于获取测量时间和测量位置。

本发明结合IMU姿态数据、GPS时间和位置信息构建古地震探槽在真北方位下全球大地坐标系下的三维模型，通过图像处理方法可以有效克服相机拍摄图像的二义性，三维显示系统实时展示探槽三维模型信息，避免后期室内资料处理后三维结构不完整，提高建模的可靠性。本发明具有高精度、便捷、造价低、易操作等特点，为全面、客观地构建古地震探槽三维模型提供新技术。

额外地，野外古地震探槽三维模型构建的操作步骤及注意事项：

1、采集人员携带三维建模系统进入场景；

2、开启数据获取装置，通过类似“抹墙”操作，扫描多次的照片形成“叠瓦状”部分重叠，对古地震探槽扫描，要求每次扫描开关开启后保持0.5秒，每次移动覆盖前一次扫描位置重合30％左右；

3、采集过程中实时查看显示设备，防止出现遗漏，注意及时发现未扫描的“空白”区域进行补充；

4、扫描结束数据保存；

5、如果出现扫描区域过大，一天不能完成工作量，可分区域扫描，每个区域需要有重叠，打开实时显示软件，设置参数，可实现三维模型自动拼接。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种古地震探槽的三维建模方法，其特征在于，所述古地震探槽的三维建模方法包括：

S1：获取古地震探槽的结构光数据、RGB数据、IMU姿态数据和GPS数据；

S2：对所述结构光数据和所述IMU姿态数据进行坐标匹配，得到局部坐标系下的古地震三维模型；

S3：利用所述RGB数据对所述局部坐标系下的古地震三维模型进行三维点云着色，得到带有颜色的三维模型；

S4：利用所述GPS数据对所述带有颜色的三维模型进行坐标转换，得到全球大地坐标系下的三维模型；

S5：输出所述全球大地坐标系下的三维模型为所述古地震探槽的最终三维模型；

所述步骤S1和所述步骤S2之间，所述古地震探槽的三维建模方法还包括：利用坐标转化公式获取所述结构光数据中的古地震探槽点云坐标，所述坐标转化公式为：

X₀＝(tanα·L·x)/(f+x·tanα)

Y₀＝(tanα·L·y)/(f+x·tanα)

Z₀＝(tanα·L·f)/(f+x·tanα)

其中，(X₀，Y₀，Z₀)表示局部坐标系的古地震探槽点云坐标，(x，y)表示当前帧的像素坐标，L表示基线长度，f表示焦距，α表示当前帧的像素偏离结构光发射器的中轴线的角度；

所述步骤S3包括：

S31：获取结构光数据和RGB数据中的第i帧和第i+1帧；

S32：对所述第i帧和所述第i+1帧进行匹配，得到第i帧重叠区域和第i+1帧的重叠区域；

S33：分别将所述第i帧的重叠区域和所述第i+1帧的重叠区域转换至HSV颜色空间，得到亮度均值和饱和度均值；

S34：根据所述亮度均值和所述饱和度均值，以所述第i帧的重叠区域为基础，对所述第i+1帧进行调节，得到调节后的第i+1帧；

S35：判断所述调节后的第i+1帧的亮度是否超过阈值；若是，根据所述第i+1帧的亮度对前i帧进行校正，得到校正后的帧的亮度；否则，将第i+1帧作为第i帧并返回步骤A1，直至采集结束；

S36：将所有所述校正后的帧的亮度的RGB数据着色至所述古地震三维模型，得到带有颜色的三维模型。

2.根据权利要求1所述的古地震探槽的三维建模方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

利用所述IMU姿态数据中的RPY数据，对所述结构光数据中的每一帧点云数据进行校正，得到各帧点云数据对应的磁北及水准平面的坐标系下的点云数据；

将所有磁北及水准平面的坐标系下的点云数据汇总，得到局部坐标系下的三维模型。

3.根据权利要求1所述的古地震探槽的三维建模方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述GPS数据包括GPS测量时间和GPS测量位置。

4.根据权利要求3所述的古地震探槽的三维建模方法，其特征在于，所述步骤S4包括：

S41：根据所述GPS测量时间，利用IGRF国标地磁参考系统，得到磁偏角；

S42：根据所述磁偏角对所述点云匹配数据进行旋转，得到所述古地震探槽在真北方位下的局部坐标；

S43：根据所述GPS测量位置，对所述古地震探槽的局部坐标进行平移，得到所述全球大地坐标系下的三维模型。

5.一种基于权利要求1-4中任意一项所述的古地震探槽的三维建模方法的三维建模系统，其特征在于，所述三维建模系统包括：

数据获取装置，所述数据获取装置用于获取所述古地震探槽的结构光数据、RGB数据、IMU姿态数据和GPS数据；

点云匹配装置，所述点云匹配装置用于对所述结构光数据和所述IMU姿态数据进行坐标匹配，得到局部坐标系下的古地震三维模型；

点云着色装置，所述点云着色装置用于利用所述RGB数据对所述局部坐标系下的古地震三维模型进行三维点云着色，得到带有颜色的三维模型；

坐标转换装置，所述坐标转换装置用于利用所述GPS数据对所述带有颜色的三维模型进行坐标转换，得到全球大地坐标系下的三维模型；

三维显示装置，所述三维显示装置用于输出所述全球大地坐标系下的三维模型为所述古地震探槽的最终三维模型。

6.根据权利要求5所述的三维建模系统，其特征在于，所述数据获取装置包括：

图像数据组件，所述图像数据组件包括结构光发射器和感光器，所述结构光发射器用于发射带有不同结构的光，以得到结构光数据；所述感光器用于对所述光进行拍照，以获取所述古地震探槽表面的反射光数据，以得到RGB数据；

IMU姿态测量组件，所述IMU姿态测量组件设置于所述数据获取装置的内部且用于获取所述数据数据获取装置的三维实时姿态数据；

GPS测量组件，所述GPS测量组件设置于所述数据获取装置的顶部且用于获取测量时间和测量位置。

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