三维实景重建技术在现场勘查中的运用

刘运华 卢汉忠 季炳均



三维实景重建技术在现场勘查中的运用

刘运华 卢汉忠 季炳均

南平市公安局延平分局

犯罪现场是犯罪嫌疑人进行犯罪的场所，是犯罪信息的源泉。由于人为、天气等外界因素干扰，案发现场容易遭到破坏和干扰。在公安机关现场勘查中，重建案件现场发挥越来越重要的作用。现场三维实景重建技术主要利用激光扫描在电脑中形成三维实景图像，所记录的信息具有原始性、全面性、准确性等优点，该文就现场三维实景重建技术的数据（信息）采集、应用方面进行论述。

三维实景重建技术 现场勘查 三维动画模拟

犯罪现场是犯罪嫌疑人进行犯罪的场所，是犯罪信息的源泉，现场勘查工作的精细与否，对案件的侦查成功与否有着举足轻重的作用。勘查现场的同时也是对现场原始性的破坏，很多时候现场勘查只有一次成功的机会，在传统的现场勘查工作后，现场勘查人员必须综合现场笔录、现场照片和现场录像的记录情况才能将现场情况反映给侦查人员。可以说，侦查员得到的现场信息是经过勘查人员介绍的二手现场信息，这二手现场信息有的不够全面，有的经过勘查人员的加工，甚至有的带有勘查人员的主观臆断，这些不全面甚至错误的信息会严重干扰侦查员的侦查思路。当前，无损勘查是广大技术人员的一个共识，科技的进步必然带动现场勘查理念的更新及现场勘查技术的提高。目前，三维重建技术被广泛运用在建筑学、生物学、医学等各个领域中，在三维重建技术的基础上发展起来的现场三维实景重建技术主要是记录现场的一切原始信息，在电脑中重建犯罪现场痕迹及犯罪过程，有别于传统意义上的现场勘查方法，所记录的信息具有原始性、全面性、重建案件发生过程高度逼真等优点，将在公安机关今后的现场勘查中发挥越来越重要的作用。

1 三维实景重建技术的概念

现场三维实景重建技术是指采用三维实景扫描设备对现场环境和物体进行精细扫描，扫描信息传输至计算机系统内，通过计算机软件处理，生成360度空间现场三维实景效果图像，全方位真实地记录现场环境、物体及痕迹物证等一切现场实景的立体信息，并整合现场细目、测量数据、文字介绍等多媒体效果。三维实景图像通过软件具有放大、旋转、平移、测量等操作功能，把这些三维实景图像和动画、声音、文字结合，就可为侦查、技术、指挥人员生成各种还原案件现场三维实景和案件过程的多媒体影音和影像材料。

2 三维实景重建技术的数据（信息）采集

三维实景重建技术数据采集的目的是收集案发现场环境、物品的空间结构、各种痕迹物证等信息，全面反映案发现场的具体情况。采集的对象主要包括现场环境、犯罪主客体以及各类犯罪痕迹等，内容包括采集对象的性质状态、空间位置、尺寸大小、方位朝向等详细信息,采集时可以使用红外定点扫描、多点扫描、移动扫描及近距离精细扫描等方式，全面、真实和准确采集现场信息。特别是三维实景重建的扫描仪器可以搭载在多旋翼无人机上，利用无人机机动灵活、运行稳定、适合超低空应用的特点，在不影响现场痕迹物证的情况下，对现场信息进行无人扫描采集。在现场勘查的过程中，只有全面、真实和准确地采集现场三维实景信息，才能在电脑软件的帮助下形成接近真实场景的原始现场三维实景图。

3 三维实景重建技术在现场勘查中的应用

3.1 案发现场的全景重现

在勘查阶段，除了用相机、摄像机固定现场痕迹及物证外，还可通过三维图像扫描设备，在不破坏原始现场痕迹物证的情况下对犯罪现场原始状态及现场痕迹物证进行扫描，体现痕迹物证的相应位置、状态及痕迹物证之间的联系，形成完整的犯罪现场信息情况，并保存在电脑内形成电子数据。指挥人员可以通过所记录的犯罪原始现场三维实景信息进行反复巡查，分析现场哪个部位可能存在潜在的痕迹物证，确定进入现场勘查的人员及勘查路线，并制定可行性现场勘查方案。因此，使用三维实景重建技术可以在现场巡查阶段避免多人进入现场或重复进入现场，从而减少破坏现场潜在痕迹物证的机率，并具有长期保存原始犯罪现场信息的作用。

3.2 案发过程三维动画模拟

常规现场勘查后，现场中的物品有的被移动，痕迹物证被显现和被提取，原始现场已被破坏，已无法反映犯罪信息的原始情况。利用现场三维实景重建技术所保存的原始犯罪现场信息，技术人员可以根据现场的鞋印大小、方向、鞋印间的关系及鞋印上形成的运动特征来分析嫌疑人的身高、体态及行走姿势或运动方式。通过现场血迹的分布、形态及方向可以对血迹的形成方式进行分析。对现场分析后，运用动画软件重现犯罪过程，从而更精准地分析出作案的人数、作案人的行为特征、作案人身体特征及作案的过程。

3.3 快速形成现场汇报文件

创建完成的现场三维实景重建图像及犯罪过程模拟动画，可以导出可执行汇报演示的文件，文件可以在任一电脑上脱机播放，无需安装任何插件。全新的三维实景案件现场勘查汇报方式可以用多方位视角和动画播放演示的形式呈现，取代了传统的PPT汇报，使案件现场更有真实感。公安机关可将这些直观的案件现场和作案过程及时通过媒体发布，正确引导社会舆论，消除案件发生所带来的社会影响，起到控制舆情、以正视听、稳定社会的作用。

总之，现场重建主要是对犯罪实施过程中嫌疑人和受害人的行为、动作进行再现，其中人的行为重建是关键。现场三维实景重建犯罪现场是技术人员全方位采集原始现场信息后在电脑软件下形成的三维立体实景图像，并用3D动画技术真实模拟仿真整个案件发生的原因、过程和结果，为案件的侦破、记录、汇报、存档查询提供便利，是现代化科技强警的有力工具，它有效提高了现场重建的效率，具有较高的实用性，将在今后的现场勘查中获得广泛应用。