拓普康GLS-2000 三维激光扫描仪 隧道扫描

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一、拓普康GLS-2000 型三维激光扫描仪产品介绍
三维激光扫描技术是上世纪九十年代中期开始出现的一项高新
技术，是继GPS 空间定位系统之后又一项测绘技术新突破。它通过高
速激光扫描测量的方法，大面积高分辨率地快速获取被测对象表面的
三维坐标数据。可以快速、大量的空间点位信息，为快速建立物
体的三维数字模型提供了一种全新的技术手段。由于其具有快速性，
不接触性，穿透性，实时、动态、主动性，高密度、高精度，数字化、
自动化等特性，其应用推广会像GPS 一样引起测量技术的又一次革命。
三维激光扫描技术是近年来出现的新技术，在国内越来越引起研究领
域的关注。它是利用激光测距的原理，通过记录被测物体表面大量的
密集的点的三维坐标、反射率和纹理等信息，可快速复建出被测目标
的三维模型及线、面、体等各种图件数据。由于三维激光扫描系统可
以密集地大量获取目标对象的数据点，因此相对于传统的单点测量，
三维激光扫描技术也被称为从单点测量进化到面测量的革命性技术
突破。该技术在文物古迹保护、建筑、规划、土木工程、工厂改造、
室内设计、建筑监测、交通事故处理、、灾害评估、船
舶设计、数字城市、军事分析等领域也有了很多的尝试、应用和探索。
作为zui为的测绘与视光设备生产厂家，拓普康隆重推出
GLS-2000 型三维激光扫描仪。该款扫描仪在原有拓普康3D 激光扫描
仪的基础上，进行了多项重大技术革新。其便捷性、高集成性、高精
度等特点满足了全部三维扫描作业人员对于三维激光扫描仪的期望，
利用拓普康多年测绘工程领域中的实践经验，GLS-2000 型三维激光
扫描仪成为测量型中距离三维激光扫描仪。目前市场已
有300 家以上测绘企业使用GLS-2000 型三维激光扫描仪进行三维扫
描工作，GLS-2000 在3D 领域中的高精度已得到了用户的广泛认
可。
二、GLS-2000 型三维激光扫描仪硬件特点
1. 130 米/350 米/500 米可选测程，中距离三维激光扫描易如反掌。
GLS-2000 型三维激光扫描仪可根据固件进行测程调整，三种可选测
程适用多种工作环境，减少试用成本，更快更远，使命必达！
2. 提供3.5mm 测距精度，满足多种测量行业需求
GLS-2000 型三维激光扫描仪提供多种扫描模式，可根据不同现场环
境进行多类型扫描工作，150 米处平均3.5mm 测距精度满足绝大部分
测量工作，相比较其他工业型扫描仪，GLS-2000 三维激光扫描仪在
点云质量、精度上均优于对手，实现了将三维扫描走向高精度的过程。
3. 全视场扫描能力，可实现360°*270°全圆扫描
4. 高速扫描能力，25 秒快速扫描模式
扫描精度全圆扫描时间
25mm@10m 0.4min
12.5mm@10m 1.8min
6.3mm@10m 6.9min
5. 同轴广角双相机快速获取360°全景影像
GLS-2000 三维激光扫描仪内置两台500 百万像素相机，可在1 分钟
快速获取360°全景影像，广角相机拍摄全景地物，同轴长焦相机拍
摄细节特征，为您提供更详细的纹理信息。
6. 一键式数据采集功能，*作业人员一分钟掌握使用方法
拓普康GLS-2000 型三维激光扫描仪，内置全彩色显示屏，可实现单
人一键式采集工作，*自动量测仪器高功能，测高精度可达
3mm，避免因量高误差产生数据拼接高程误差；主机控制面板界面简
单明了，触摸屏扫描功能可在一分钟内学会并掌握，无需作业人员具
备相应技术基础。
三、GLS-2000 型三维激光扫描仪技术特点
1. 全站仪导线测量扫描方式，测量行业使用易如反掌；
GLS-2000 型三维激光扫描仪将传统导线测量模式引入都三维扫描
工作中，作业人员若具备全站仪测站基础，仅需在扫描过程中通
过测站后视法对后视棱镜/标靶进行观测，GLS-2000 将自动对棱镜
/标靶板进行扫描照准，从而实现精确定向，简化后期数据拼接过
程，实现进准数据合成；
2. 改进的“Precise Scan Technology Ⅱ”去噪技术，有效解决针对低反
射率物体噪声明显的问题，对于传统三维激光扫描仪工作复杂地
区（诸如煤矿、化工厂），显著提升成果点云质量，为用户后期数
据应用提供更为准确的保障！
GLS-2000 改进前
3. 业内zui大范围液态双轴补偿器，提供±6′自动补偿范围，精确照
准4″精度，保证数据精度满足作业需求！
4. 业内*脉冲式扫描仪反射信号选择法，可选择/第二次回波
信号，有效减少因栅栏、树木遮挡产生的点云噪声；
四、GLS-2000 型三维激光扫描仪参数列表
型号GLS-2000（S）短程GLS-2000(M)中程GLS-2000(L)长距离
扫描方式脉冲法（时间飞行法）
扫描距离(m)
高清模式（90%反射率） 100M 100M 100M
高速模式（90%反射率） 130M 210M 210M
安全模式（90%反射率） 130M 210M 210M
长距模式（90%反射率） - 350M 500M
近景模式（9%反射率） 40M 40M 40M
扫描速度（点/秒) zui大120000 点/秒
激光等级1M/3R
波长1064nm
扫描分辨率
光斑大小.≤4mm .≤11mm
1~20M 1~150M
zui大点数H:20268 点/线（360°） V：15202 点/线（270°）
视场角H:360°/V：270°
角度精度H:6″/V：6″
距离精度3.5mm
表面精度2.0mm
仪器高测量
测量范围0.3~2.0m
测量精度3.0mm(使用反射片）
相机单元
视场角
广角相机：对角线170°
长焦相机：11.9°（H）*8.9°（V）
像素双500 万像素相机
倾斜传感器
类型液态双轴补偿器
补偿范围±6′
显示单元
类型3.5 英寸VGA 彩色触摸屏液晶显示器
其他
激光对中光斑大小.1mm（1m）/.4mm（1.5m）
影像对中放大范围：1m
端口
卡槽SD 卡（Class 6 SDHC 或者更高版本），zui大64GB
工作环境
工作温度-5℃~40℃
存储温度-20℃~60℃
防水防尘IP54(JIS C0920，IEC 60529)
电源
电池BDC70
容量5240mAh/1 块，共4 块
标定电压7.2V/1 块，共四块
物理特性
尺寸228（长）*293（宽）*412（高）mm（带手柄和基座）
仪器高226mm（从仪器基座底部到仪器中心位置的距离）
重量10Kg（含电池和基座）
后处理软件ScanMaster v3.0
五、TOPCON GLS-2000 三维激光扫描仪隧道扫描解决方案
1. 实施目的
在过往的隧道施工及后期管理过程中，由于隧道内部具有地形复
杂、光线条件差、定向难度大、无法获取GNSS 信号等特点，如
何对隧道内部建筑设施设备进行有效数据获取，成为一大难题。
在过往常规方法中，作业人员仅能够使用全站仪等常规技术手段，
对隧道内部部分特征地物或重点结构进行单点式测绘或区域性扫
描，作业时间长，安全风险大，且获取的数据较为简单，无法完
整掌握隧道内部环境的全部要素信息。因此，若使用三维激光扫
描，配以相应数据分析软件对隧道环境进行全面高效的扫描与处
理，即可在保障精度的前提下，快速高效的完成原有繁冗的测绘
工作；
三维激光扫描仪在隧道工程中，既可以完成原始地貌基础数据的
采集，又可以对施工中或运营阶段的隧道进行扫描，得到高精度
的点云模型。在点云数据上可以直接截取断面数据来对隧道工程
的质量、状态进行检查和分析；可以提供包括三维模型、横纵断
面图、中轴线提取、超欠挖分析图等各类数据成果。
2. 数据获取
使用设备：
GLS-2000 三维激光扫描仪*1
全站仪单棱镜组*1
木质三脚架*2
数据获取流程：
使用TOPCON GLS-2000 三维激光扫描仪，其自带激光对功能可
将仪器架设在已知坐标上；若施工现场无已知坐标，则使用任意
位置设站功能架设仪器，利用GLS-2000 三维激光扫描仪*的扫
描棱镜功能，可在100 米范围内锁定棱镜并执行后视定向功能，
利用GLS-2000 三维激光扫描仪具备的360°*270°全视域扫描能力，
可完整扫描隧道内部整体建筑设施高精度真彩色三维激光点云数
据；利用导线测量法尽心移站工作，每站工作时间不超过10 分钟。
3. 数据处理
利用TOPCON MagnetCollage ScanKit 数据后处理软件，可针对所扫
描的三维激光点云数据进行内业处理工作。主要工作步骤分为：
原始数据解压缩——数据着色——点云数据重采样——测站数据
拼接注册——扫描区域合并——数据平滑处理——导出；
使用MagnetCollage ScanKit 后处理软件所处理的处理，可按照2D、
3D、全景视图等多种模式进行浏览，同时其自带切片功能可对隧
道点云数据进行切片式处理；
4. 数据成果应用
利用Topcon MagnetCollage ScanKit 所处理的真彩色三维激光点云
数据，可导出成为多种数据格式（TXT/LAS/RCS/OBJ 等）。利用清华
山维矢量化平台可进行详细隧道断面分析；
使用清华山维EPS2012 矢量化平台中的3D 点云模块，可针对隧道
点云数据进行矢量化工作，其自带多种视图浏览功能且具有点云
捕捉拟合模块，根据设定的基线方向，可自定义间隔生成隧道断
面，并可同步实现自动矢量化。
结合所输出的隧道断面结构图，可与原始设计图纸进行比较，从
而计算出隧道任意位置的结构变化量或超欠挖数据，从而更为准
确的掌握隧道施工进展及质量，提升施工进度；
5. 总结
使用TOPCON GLS-2000 三维激光扫描仪，可针对隧道环境进行无
死角高精度快速扫描，快速准确获取隧道实际情况及施工质量，
有效应用于隧道开挖、隧道养护、隧道数字化管理等多种领域，
相比较原有全站仪系统覆盖面更广，操作更简便，效率更高安全
性更有保障，是新时代隧道管理的*！

拓普康GLS-2000 三维激光扫描仪 隧道扫描