三維實(shí)景重建技術(shù)在現(xiàn)場(chǎng)勘查中的運(yùn)用

劉運(yùn)華 盧漢忠 季炳均

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三維實(shí)景重建技術(shù)在現(xiàn)場(chǎng)勘查中的運(yùn)用

劉運(yùn)華 盧漢忠 季炳均

南平市公安局延平分局

犯罪現(xiàn)場(chǎng)是犯罪嫌疑人進(jìn)行犯罪的場(chǎng)所，是犯罪信息的源泉。由于人為、天氣等外界因素干擾，案發(fā)現(xiàn)場(chǎng)容易遭到破壞和干擾。在公安機(jī)關(guān)現(xiàn)場(chǎng)勘查中，重建案件現(xiàn)場(chǎng)發(fā)揮越來越重要的作用?，F(xiàn)場(chǎng)三維實(shí)景重建技術(shù)主要利用激光掃描在電腦中形成三維實(shí)景圖像，所記錄的信息具有原始性、全面性、準(zhǔn)確性等優(yōu)點(diǎn)，該文就現(xiàn)場(chǎng)三維實(shí)景重建技術(shù)的數(shù)據(jù)（信息）采集、應(yīng)用方面進(jìn)行論述。

三維實(shí)景重建技術(shù) 現(xiàn)場(chǎng)勘查 三維動(dòng)畫模擬

犯罪現(xiàn)場(chǎng)是犯罪嫌疑人進(jìn)行犯罪的場(chǎng)所，是犯罪信息的源泉，現(xiàn)場(chǎng)勘查工作的精細(xì)與否，對(duì)案件的偵查成功與否有著舉足輕重的作用?？辈楝F(xiàn)場(chǎng)的同時(shí)也是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)原始性的破壞，很多時(shí)候現(xiàn)場(chǎng)勘查只有一次成功的機(jī)會(huì)，在傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)勘查工作后，現(xiàn)場(chǎng)勘查人員必須綜合現(xiàn)場(chǎng)筆錄、現(xiàn)場(chǎng)照片和現(xiàn)場(chǎng)錄像的記錄情況才能將現(xiàn)場(chǎng)情況反映給偵查人員。可以說，偵查員得到的現(xiàn)場(chǎng)信息是經(jīng)過勘查人員介紹的二手現(xiàn)場(chǎng)信息，這二手現(xiàn)場(chǎng)信息有的不夠全面，有的經(jīng)過勘查人員的加工，甚至有的帶有勘查人員的主觀臆斷，這些不全面甚至錯(cuò)誤的信息會(huì)嚴(yán)重干擾偵查員的偵查思路。當(dāng)前，無損勘查是廣大技術(shù)人員的一個(gè)共識(shí)，科技的進(jìn)步必然帶動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)勘查理念的更新及現(xiàn)場(chǎng)勘查技術(shù)的提高。目前，三維重建技術(shù)被廣泛運(yùn)用在建筑學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域中，在三維重建技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的現(xiàn)場(chǎng)三維實(shí)景重建技術(shù)主要是記錄現(xiàn)場(chǎng)的一切原始信息，在電腦中重建犯罪現(xiàn)場(chǎng)痕跡及犯罪過程，有別于傳統(tǒng)意義上的現(xiàn)場(chǎng)勘查方法，所記錄的信息具有原始性、全面性、重建案件發(fā)生過程高度逼真等優(yōu)點(diǎn)，將在公安機(jī)關(guān)今后的現(xiàn)場(chǎng)勘查中發(fā)揮越來越重要的作用。

1 三維實(shí)景重建技術(shù)的概念

現(xiàn)場(chǎng)三維實(shí)景重建技術(shù)是指采用三維實(shí)景掃描設(shè)備對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和物體進(jìn)行精細(xì)掃描，掃描信息傳輸至計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)，通過計(jì)算機(jī)軟件處理，生成360度空間現(xiàn)場(chǎng)三維實(shí)景效果圖像，全方位真實(shí)地記錄現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、物體及痕跡物證等一切現(xiàn)場(chǎng)實(shí)景的立體信息，并整合現(xiàn)場(chǎng)細(xì)目、測(cè)量數(shù)據(jù)、文字介紹等多媒體效果。三維實(shí)景圖像通過軟件具有放大、旋轉(zhuǎn)、平移、測(cè)量等操作功能，把這些三維實(shí)景圖像和動(dòng)畫、聲音、文字結(jié)合，就可為偵查、技術(shù)、指揮人員生成各種還原案件現(xiàn)場(chǎng)三維實(shí)景和案件過程的多媒體影音和影像材料。

2 三維實(shí)景重建技術(shù)的數(shù)據(jù)（信息）采集

三維實(shí)景重建技術(shù)數(shù)據(jù)采集的目的是收集案發(fā)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、物品的空間結(jié)構(gòu)、各種痕跡物證等信息，全面反映案發(fā)現(xiàn)場(chǎng)的具體情況。采集的對(duì)象主要包括現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、犯罪主客體以及各類犯罪痕跡等，內(nèi)容包括采集對(duì)象的性質(zhì)狀態(tài)、空間位置、尺寸大小、方位朝向等詳細(xì)信息,采集時(shí)可以使用紅外定點(diǎn)掃描、多點(diǎn)掃描、移動(dòng)掃描及近距離精細(xì)掃描等方式，全面、真實(shí)和準(zhǔn)確采集現(xiàn)場(chǎng)信息。特別是三維實(shí)景重建的掃描儀器可以搭載在多旋翼無人機(jī)上，利用無人機(jī)機(jī)動(dòng)靈活、運(yùn)行穩(wěn)定、適合超低空應(yīng)用的特點(diǎn)，在不影響現(xiàn)場(chǎng)痕跡物證的情況下，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)信息進(jìn)行無人掃描采集。在現(xiàn)場(chǎng)勘查的過程中，只有全面、真實(shí)和準(zhǔn)確地采集現(xiàn)場(chǎng)三維實(shí)景信息，才能在電腦軟件的幫助下形成接近真實(shí)場(chǎng)景的原始現(xiàn)場(chǎng)三維實(shí)景圖。

3 三維實(shí)景重建技術(shù)在現(xiàn)場(chǎng)勘查中的應(yīng)用

3.1 案發(fā)現(xiàn)場(chǎng)的全景重現(xiàn)

在勘查階段，除了用相機(jī)、攝像機(jī)固定現(xiàn)場(chǎng)痕跡及物證外，還可通過三維圖像掃描設(shè)備，在不破壞原始現(xiàn)場(chǎng)痕跡物證的情況下對(duì)犯罪現(xiàn)場(chǎng)原始狀態(tài)及現(xiàn)場(chǎng)痕跡物證進(jìn)行掃描，體現(xiàn)痕跡物證的相應(yīng)位置、狀態(tài)及痕跡物證之間的聯(lián)系，形成完整的犯罪現(xiàn)場(chǎng)信息情況，并保存在電腦內(nèi)形成電子數(shù)據(jù)。指揮人員可以通過所記錄的犯罪原始現(xiàn)場(chǎng)三維實(shí)景信息進(jìn)行反復(fù)巡查，分析現(xiàn)場(chǎng)哪個(gè)部位可能存在潛在的痕跡物證，確定進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)勘查的人員及勘查路線，并制定可行性現(xiàn)場(chǎng)勘查方案。因此，使用三維實(shí)景重建技術(shù)可以在現(xiàn)場(chǎng)巡查階段避免多人進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)或重復(fù)進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)，從而減少破壞現(xiàn)場(chǎng)潛在痕跡物證的機(jī)率，并具有長(zhǎng)期保存原始犯罪現(xiàn)場(chǎng)信息的作用。

3.2 案發(fā)過程三維動(dòng)畫模擬

常規(guī)現(xiàn)場(chǎng)勘查后，現(xiàn)場(chǎng)中的物品有的被移動(dòng)，痕跡物證被顯現(xiàn)和被提取，原始現(xiàn)場(chǎng)已被破壞，已無法反映犯罪信息的原始情況。利用現(xiàn)場(chǎng)三維實(shí)景重建技術(shù)所保存的原始犯罪現(xiàn)場(chǎng)信息，技術(shù)人員可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的鞋印大小、方向、鞋印間的關(guān)系及鞋印上形成的運(yùn)動(dòng)特征來分析嫌疑人的身高、體態(tài)及行走姿勢(shì)或運(yùn)動(dòng)方式。通過現(xiàn)場(chǎng)血跡的分布、形態(tài)及方向可以對(duì)血跡的形成方式進(jìn)行分析。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)分析后，運(yùn)用動(dòng)畫軟件重現(xiàn)犯罪過程，從而更精準(zhǔn)地分析出作案的人數(shù)、作案人的行為特征、作案人身體特征及作案的過程。

3.3 快速形成現(xiàn)場(chǎng)匯報(bào)文件

創(chuàng)建完成的現(xiàn)場(chǎng)三維實(shí)景重建圖像及犯罪過程模擬動(dòng)畫，可以導(dǎo)出可執(zhí)行匯報(bào)演示的文件，文件可以在任一電腦上脫機(jī)播放，無需安裝任何插件。全新的三維實(shí)景案件現(xiàn)場(chǎng)勘查匯報(bào)方式可以用多方位視角和動(dòng)畫播放演示的形式呈現(xiàn)，取代了傳統(tǒng)的PPT匯報(bào)，使案件現(xiàn)場(chǎng)更有真實(shí)感。公安機(jī)關(guān)可將這些直觀的案件現(xiàn)場(chǎng)和作案過程及時(shí)通過媒體發(fā)布，正確引導(dǎo)社會(huì)輿論，消除案件發(fā)生所帶來的社會(huì)影響，起到控制輿情、以正視聽、穩(wěn)定社會(huì)的作用。

總之，現(xiàn)場(chǎng)重建主要是對(duì)犯罪實(shí)施過程中嫌疑人和受害人的行為、動(dòng)作進(jìn)行再現(xiàn)，其中人的行為重建是關(guān)鍵?，F(xiàn)場(chǎng)三維實(shí)景重建犯罪現(xiàn)場(chǎng)是技術(shù)人員全方位采集原始現(xiàn)場(chǎng)信息后在電腦軟件下形成的三維立體實(shí)景圖像，并用3D動(dòng)畫技術(shù)真實(shí)模擬仿真整個(gè)案件發(fā)生的原因、過程和結(jié)果，為案件的偵破、記錄、匯報(bào)、存檔查詢提供便利，是現(xiàn)代化科技強(qiáng)警的有力工具，它有效提高了現(xiàn)場(chǎng)重建的效率，具有較高的實(shí)用性，將在今后的現(xiàn)場(chǎng)勘查中獲得廣泛應(yīng)用。