三維火災(zāi)調(diào)查重建：科技賦能，探尋真相

在火災(zāi)事故發(fā)生后，迅速、準(zhǔn)確地查明起火原因、確定火災(zāi)責(zé)任、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，對(duì)于預(yù)防和減少火災(zāi)事故的發(fā)生具有重要意義。傳統(tǒng)的火災(zāi)調(diào)查方法在面對(duì)復(fù)雜的火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，往往存在諸多局限性。而三維火災(zāi)調(diào)查重建技術(shù)的出現(xiàn)，為火災(zāi)調(diào)查工作帶來(lái)了新的契機(jī)。它借助先進(jìn)的技術(shù)手段，能夠更加全面、準(zhǔn)確地還原火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，為火災(zāi)原因的分析提供有力支持。

一、傳統(tǒng)火災(zāi)調(diào)查的局限性

（一）現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集困難

火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)往往雜亂無(wú)章，存在著各種危險(xiǎn)因素，如建筑物坍塌、有毒有害氣體殘留等。傳統(tǒng)的調(diào)查方式，例如使用卷尺測(cè)量距離、手工記錄數(shù)據(jù)等，不僅效率低下，而且誤差較大。對(duì)于一些復(fù)雜的建筑結(jié)構(gòu)或大面積的火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，很難全面、準(zhǔn)確地獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。此外，在鋼結(jié)構(gòu)建筑火災(zāi)中，高溫可能導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)扭曲變形，傳統(tǒng)測(cè)量工具難以精確記錄其變形程度和尺寸變化。

（二）場(chǎng)景還原能力不足

二維照片和圖紙雖然能夠記錄火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的部分信息，但它們?nèi)狈臻g維度，無(wú)法直觀地展現(xiàn)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的立體結(jié)構(gòu)和空間關(guān)系。例如，對(duì)于立柱的傾斜角度、樓板的塌陷深度等關(guān)鍵信息，二維資料難以進(jìn)行量化表達(dá)。這使得調(diào)查人員在分析火災(zāi)蔓延路徑、確定起火點(diǎn)位置時(shí)，缺乏足夠的信息支持，容易產(chǎn)生誤判。

（三）證據(jù)追溯難度大

火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的證據(jù)極易受到各種因素的破壞或丟失。一方面，火災(zāi)撲救過(guò)程中的水流沖擊、消防人員的行動(dòng)等可能導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)物證移位或損壞；另一方面，在火災(zāi)發(fā)生后的清理和重建過(guò)程中，72% 的現(xiàn)場(chǎng)會(huì)因?yàn)槿藶榛顒?dòng)而丟失關(guān)鍵的立體物證。一旦這些物證丟失，后續(xù)的證據(jù)追溯工作將變得異常困難，嚴(yán)重影響火災(zāi)調(diào)查的準(zhǔn)確性和完整性。

二、三維火災(zāi)調(diào)查重建技術(shù)的原理與優(yōu)勢(shì)

（一）技術(shù)原理

三維火災(zāi)調(diào)查重建技術(shù)主要基于三維激光掃描、攝影測(cè)量、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)等技術(shù)手段。三維激光掃描儀通過(guò)發(fā)射激光束，快速獲取火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)物體表面的三維坐標(biāo)信息，形成點(diǎn)云數(shù)據(jù)。攝影測(cè)量技術(shù)則利用多視角的照片，通過(guò)圖像匹配和三維重建算法，生成火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的三維模型。計(jì)算機(jī)圖形學(xué)技術(shù)對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析和可視化呈現(xiàn)，最終實(shí)現(xiàn)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的三維重建。

（二）顯著優(yōu)勢(shì)

1. 全面、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)采集：三維激光掃描儀能夠在短時(shí)間內(nèi)對(duì)大面積的火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行快速掃描，獲取高精度的三維空間數(shù)據(jù)。其測(cè)量誤差可控制在極小范圍內(nèi)，相比傳統(tǒng)卷尺測(cè)量，大大提高了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性。對(duì)于復(fù)雜的建筑結(jié)構(gòu)和變形的物體，三維激光掃描技術(shù)也能精確記錄其空間形態(tài)和尺寸變化。

2. 逼真的場(chǎng)景還原：通過(guò)三維重建技術(shù)生成的火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)三維模型，能夠真實(shí)、直觀地展現(xiàn)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的全貌，包括建筑物的結(jié)構(gòu)、物品的擺放位置、火災(zāi)痕跡等信息。調(diào)查人員可以在虛擬的三維場(chǎng)景中進(jìn)行全方位的觀察和分析，如同身臨其境一般，更加準(zhǔn)確地判斷火災(zāi)蔓延方向、起火點(diǎn)位置以及火災(zāi)發(fā)展過(guò)程。

3. 強(qiáng)大的證據(jù)保存與追溯能力：三維模型可以永久保存火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的所有信息，即使現(xiàn)場(chǎng)被清理或重建，調(diào)查人員依然能夠通過(guò)三維模型隨時(shí)回溯現(xiàn)場(chǎng)情況，對(duì)關(guān)鍵證據(jù)進(jìn)行反復(fù)分析和研究。同時(shí)，三維模型中的數(shù)據(jù)可以進(jìn)行標(biāo)注、測(cè)量和分析，為證據(jù)的提取和追溯提供了極大的便利。

三、三維火災(zāi)調(diào)查重建的關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用流程

（一）關(guān)鍵技術(shù)

1. 三維激光掃描技術(shù)：具有快速、準(zhǔn)確、非接觸式的數(shù)據(jù)采集特點(diǎn)。它能夠在復(fù)雜的火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下，輕松獲取現(xiàn)場(chǎng)物證的精細(xì)結(jié)構(gòu)信息和空間位置關(guān)系。

2. 攝影測(cè)量技術(shù)：利用多臺(tái)相機(jī)從不同角度對(duì)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拍攝，通過(guò)圖像匹配算法和三維重建軟件，將二維圖像轉(zhuǎn)換為三維模型。該技術(shù)成本相對(duì)較低，且能夠獲取豐富的紋理信息，使重建的三維模型更加逼真。

3. 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)：對(duì)采集到的點(diǎn)云數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析和可視化呈現(xiàn)，生成逼真的三維火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)模型。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)讓調(diào)查人員能夠在沉浸式的虛擬環(huán)境中進(jìn)行火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)勘查和分析，提高調(diào)查效率和準(zhǔn)確性。

（二）應(yīng)用流程

1. 現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集：在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)安全條件允許的情況下，使用三維激光掃描儀、相機(jī)等設(shè)備對(duì)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全方位的數(shù)據(jù)采集。對(duì)于大型火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，可結(jié)合無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)，獲取更全面的現(xiàn)場(chǎng)信息。

2. 數(shù)據(jù)處理與三維模型構(gòu)建：將采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中，利用專(zhuān)業(yè)的三維重建軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，包括點(diǎn)云數(shù)據(jù)拼接、去噪、紋理映射等操作，最終構(gòu)建出火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的三維模型。

3. 火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)分析與重建：調(diào)查人員在三維模型中對(duì)火災(zāi)痕跡、起火點(diǎn)、火勢(shì)蔓延方向等關(guān)鍵信息進(jìn)行分析和標(biāo)注。通過(guò)測(cè)量功能測(cè)量物證距離、面積、體積等參數(shù)，結(jié)合火災(zāi)調(diào)查技術(shù)和相關(guān)知識(shí)，還原火災(zāi)發(fā)生的全過(guò)程。

4. 報(bào)告生成與結(jié)果應(yīng)用：根據(jù)三維重建分析的結(jié)果，撰寫(xiě)火災(zāi)調(diào)查報(bào)告，為火災(zāi)事故的處理、責(zé)任認(rèn)定以及預(yù)防措施的制定提供科學(xué)依據(jù)。同時(shí)，三維模型和分析結(jié)果還可用于消防培訓(xùn)、應(yīng)急演練等工作。

四、眾趣科技在三維火災(zāi)調(diào)查重建領(lǐng)域的成就

眾趣科技作為國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的三維重建技術(shù)企業(yè)，在三維火災(zāi)調(diào)查重建領(lǐng)域取得了顯著的成就。

早在 2019 年，眾趣科技便憑借在三維重建領(lǐng)域自主研發(fā)空間算法的能力優(yōu)勢(shì)以及在三維可視化領(lǐng)域多年的技術(shù)積累，開(kāi)始了在公共安全領(lǐng)域的探索，并研發(fā)出了專(zhuān)為公檢法服務(wù)的捕實(shí)者三維全息復(fù)刻系統(tǒng)。

眾趣科技的 A300 Pro 3D 激光掃描儀在火災(zāi)消防等應(yīng)用場(chǎng)景中發(fā)揮了重要作用。該掃描儀基于三維重建技術(shù)，能夠 1:1 重建火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)案發(fā)現(xiàn)場(chǎng)外部環(huán)境、內(nèi)部環(huán)境、局部細(xì)節(jié)的空間三維數(shù)據(jù)采集。這幫助消防人員第一時(shí)間掌握案發(fā)現(xiàn)場(chǎng)細(xì)節(jié)，同時(shí)，通過(guò)對(duì)三維場(chǎng)景中的痕跡、起火點(diǎn)、火勢(shì)蔓延方向等內(nèi)容進(jìn)行標(biāo)注展示，使消防人員能夠快速了解現(xiàn)場(chǎng)情況，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境規(guī)劃最佳 3D 救援路線(xiàn)，實(shí)施快速救援。

此外，消防工作人員可在三維模型中使用測(cè)量功能測(cè)量物證距離、面積、體積等參數(shù)，聯(lián)合不同區(qū)域辦案人員進(jìn)行三維場(chǎng)景同屏勘驗(yàn)，及時(shí)分析復(fù)盤(pán)火災(zāi)發(fā)生原因及救援方案，形成三維數(shù)字檔案，為火災(zāi)重建提供客觀數(shù)據(jù)支撐。例如，在某起火災(zāi)事故調(diào)查中，眾趣科技的 A300 Pro 3D 激光掃描儀快速、準(zhǔn)確地完成了火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)采集工作，生成的三維模型清晰地呈現(xiàn)了火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的各種細(xì)節(jié)，為調(diào)查人員確定起火原因和責(zé)任認(rèn)定提供了關(guān)鍵證據(jù)。

眾趣科技的 SPACCOM 系列產(chǎn)品，在高精度還原基礎(chǔ)上，借助 Qverse 三維空間云平臺(tái)，不僅能夠快速還原現(xiàn)場(chǎng)，清晰記錄現(xiàn)場(chǎng)痕跡、腳印等關(guān)鍵物證信息，還能實(shí)現(xiàn)實(shí)測(cè)實(shí)量、模擬推演、存檔管理等功能，極大地賦能了公共安全行業(yè)工作人員高效展開(kāi)火災(zāi)調(diào)查工作。