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拓普康體積測繪GLS-2000 三維激光掃描儀
拓普康體積測繪GLS-2000 三維激光掃描儀三維激光掃描技術(shù)是上世紀九十年代中期開(kāi)始出現的一項高新技術(shù)，是繼 GPS 空間定位系統之后又一項測繪技術(shù)新突破。它通過(guò)高速激光掃描測量的方法，大面積高分辨率地快速獲取被測對象表面的三維坐標數據。
拓普康體積測繪GLS-2000 三維激光掃描儀
產(chǎn)品特點(diǎn)
1. 0 130 米0 /350 米0 /500 。 米可選測程，中距離三維激光掃描易如反掌。GLS-2000 型三維激光掃描儀可根據固件進(jìn)行測程調整，三種可選測程適用多種工作環(huán)境，減少試用成本，更快更遠，使命必達！
2. 提供 m 3.5mm 測距精度，滿(mǎn)足多種測量行業(yè)需求GLS-2000 型三維激光掃描儀提供多種掃描模式，可根據不同現場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行多類(lèi)型掃描工作，150 米處平均 3.5mm 測距精度滿(mǎn)足絕大部分測量工作，相比較其他工業(yè)型掃描儀，GLS-2000 三維激光掃描儀在點(diǎn)云質(zhì)量、精度上均優(yōu)于對手，實(shí)現了將三維掃描走向***的過(guò)程。
3. 全視場(chǎng)掃描能力，可實(shí)現 360 ° *270 °全圓掃描
4. 高速掃描能力，5 25 秒快速掃描模式
掃描精度 全圓掃描時(shí)間
25mm@10m 0.4min
12.5mm@10m 1.8min
6.3mm@10m 6.9min
5. 同軸廣角雙相機快速獲取 360 °全景影像170 8.9廣角相機（ 500 萬(wàn)像素） 長(cháng)焦相機（ 500 萬(wàn)像素）GLS-2000 三維激光掃描儀內置兩臺 500 百萬(wàn)像素相機，可在 1 分鐘快速獲取 360°全景影像，廣角相機拍攝全景地物，同軸長(cháng)焦相機拍攝細節特征，為您提供更詳細的紋理信息。
6. 一鍵式數據采集功能，*作業(yè)人員一分鐘掌握使用方法拓普康 GLS-2000 型三維激光掃描儀，內置全彩色顯示屏，可實(shí)現單人一鍵式采集工作，******自動(dòng)量測儀器高功能，測***可達3mm，避免因量高誤差產(chǎn)生數據拼接高程誤差；主機控制面板界面簡(jiǎn)單明了，觸摸屏掃描功能可在一分鐘內學(xué)會(huì )并掌握，無(wú)需作業(yè)人員具備相應技術(shù)基礎。
P001
1.457
技術(shù)特點(diǎn)
1. 全站儀導線(xiàn)測量掃描方式，測量行業(yè)使用易如反掌；GLS-2000 型三維激光掃描儀將傳統導線(xiàn)測量模式引入都三維掃描
工作中，作業(yè)人員若具備全站儀測站基礎，僅需在掃描過(guò)程中通過(guò)測站后視法對后視棱鏡/標靶進(jìn)行觀(guān)測，GLS-2000 將自動(dòng)對棱鏡/標靶板進(jìn)行掃描照準，從而實(shí)現***定向，簡(jiǎn)化后期數據拼接過(guò)程，實(shí)現進(jìn)準數據合成；
2. 改進(jìn)的“Precise Scan Technology Ⅱ"去噪技術(shù)，有效解決針對低反射率物體噪聲明顯的問(wèn)題，對于傳統三維激光掃描儀工作復雜地區（諸如煤礦、化工廠(chǎng)），***提升成果點(diǎn)云質(zhì)量，為用戶(hù)后期數據應用提供更為準確的數據保障！
去噪技術(shù)，有效解決針對低反射率物體噪聲明顯的問(wèn)題，對于傳統三維激光掃描儀工作復雜地區（諸如煤礦、化工廠(chǎng)），***提升成果點(diǎn)云質(zhì)量，為用戶(hù)后期數據應用提供更為準確的數據保障！
3. 業(yè)內范圍液態(tài)雙軸補償器，提供±6′自動(dòng)補償范圍，***照準自動(dòng)補償范圍，***照準 4 ″精度，保證數據精度滿(mǎn)足作業(yè)需求！
4. 業(yè)內***脈沖式掃描儀反射信號選擇法，可選擇***/***次回波信號，有效減少因柵欄、樹(shù)木遮擋產(chǎn)生的點(diǎn)云噪聲；***次回波信號，有效減少因柵欄、樹(shù)木遮擋產(chǎn)生的點(diǎn)云噪聲；
四、 GLS-2000 型三維激光掃描儀參數列表
型號 拓普康 GLS-2000
掃描方式 脈沖式（時(shí)間飛行法）
相機分辨率（像素） 雙相機（長(cháng)焦/廣角），500 萬(wàn)像素
單點(diǎn)精度 3.5mm
角度精度
水平 6″
垂直 6″
雙軸補償功能
分辨率 1″
精度 6″
范圍 +/-4′
顯示屏 3.5 英寸 VGA 彩色觸摸液晶顯示屏
掃描距離(m)
90% ref 350-500
18% ref 210-350
掃描速度（點(diǎn)/秒) 120,000
激光等級 1M/3R
掃描視場(chǎng)角
水平 360°
垂直 270°
靶標捕捉 2~200m/3″@50m
波長(cháng) 1064nm/635nm
激光對中 有，自動(dòng)量測
工作溫度 -5℃~40℃
存儲溫度 -20℃~60℃
存儲容量 64GB，SD 存儲卡
防塵防水等級 IP-54
工作時(shí)長(cháng)(h) 大于 2.5 小時(shí)
電池型號 BDC70（5240mAh 拓普康全站儀通用）
重量 10kg（含電池和基座）
后處理軟件 ScanMaster v3.0
案例
案例 1—— 建筑物翻新設計（BIM 一體化設計案例）
使用拓普康 GLS-2000 型三維激光掃描儀，可執行 BIM 一體化設計。通過(guò)使用拓普康 ScanMaster 軟件將所掃描的舊式建筑進(jìn)行快速后期處理，獲得真彩色***三維激光點(diǎn)云數據；接下來(lái)將數據無(wú)縫鏈接進(jìn)入 Autodesk Revit 三維設計軟件中，利用 Autodesk 強大的三維空間處理能力，進(jìn)行虛擬化建筑翻新工作，原始建筑物的快速矢量化可為設計翻新提供準確，直觀(guān)的可視化信息，同時(shí)利用設計圖紙上的矢量信息又可快速建成三維模式，與所掃描的空間坐標完整疊合，從而為后期規劃、施工提供強有力的信息保障。
針對原始建筑物進(jìn)行快速三維掃描，掃描方式如下：
使用 Topcon ScanMaster 數據后處理軟件進(jìn)行數據自動(dòng)拼接，影像渲染，點(diǎn)云數據輸出等工作：將點(diǎn)云數據直接導入至 Autodesk Revit 三維設計軟件中：提取感興趣點(diǎn)、線(xiàn)、面，進(jìn)行二維矢量化工作，并構建三維數字模型；在 Autodesk Revit 軟件中進(jìn)行三維可視化翻新設計，導入前期設計好
的陽(yáng)光房設計圖；
使用三維激光點(diǎn)云數據與翻新設計模型進(jìn)行效果顯示，分析；
由于三維激光掃描技術(shù)是以較高的密度連續采集等間隔的點(diǎn)，而且每個(gè)點(diǎn)具有三維坐標、點(diǎn)所處被測古建筑表面材質(zhì)反射強度和顏色信息，因此我們可以直接通過(guò)將這些記錄被測古建筑的點(diǎn)在同一窗口內顯示的方法來(lái)瀏覽和觀(guān)察被測古建筑的外觀(guān)和內部特征。由于三維激光掃描儀采集數據快速，被測古建筑可在***的時(shí)間間隔內被多次測量，方便用戶(hù)分析其變形情況，并在關(guān)鍵部位標注符號，標明該部位的實(shí)時(shí)狀態(tài)。
3.3 虛擬三維重建
被測古建筑的點(diǎn)云集合可以看做是立體模型。點(diǎn)云模型可以構建三維數字模型，以作虛擬現實(shí)和模擬修復等應用，亦可制成各類(lèi)工程圖、結構圖、切面圖等。自此實(shí)現室內外空間***模型的*一體化和模型建構的*可逆操作，有助于古建研究以及其他***利用其在各自領(lǐng)域作更深的拓展研究。***的古建筑模型信息可以幫助研究人員更加深入地探究古建筑的結構、藝術(shù)價(jià)值、營(yíng)造方法。
四、 古建筑測量實(shí)例 —— *故居
4.1 數據采集方案
經(jīng)過(guò)現場(chǎng)勘察分析，我們共布置了 3 個(gè)測站，并將測站和測站使用標靶連接點(diǎn)方法進(jìn)行了拼接。測站、標靶分布如下圖所示：
圖 1 數據采集方案示意圖
掃描時(shí)，逐一在相應測站對相應的區域和標靶進(jìn)行了掃描。在測站一，進(jìn)行了360°的故居內部的全景掃描。掃描間隔為 1 厘米，掃描距離為 10 米；在測站二，在故居的外部約 15 米處進(jìn)行了掃描；在測站三，在故居的左側進(jìn)行了掃描。由于 GLS-2000 內置了高清晰的彩色數碼相機，影像數據可在掃描時(shí)與點(diǎn)云數據同步取得。
4.2 掃描參數設置
統計各測站數據庫的大小與掃描參數如下表所示：表 1 點(diǎn)云數據大小和掃描儀參數設置測站名 掃描距離 掃描間隔 掃描用時(shí)
點(diǎn)云文件大
小
測站一 10 米 1 厘米 1.8 分鐘 31.3MB
測站二 10 米 1 厘米 2 分鐘 34.63MB
測站三 10 米 1 厘米 1.5 分鐘 24.33MB
外業(yè)測量根據上段所述 3 個(gè)測站按順序進(jìn)行了測量。本項目采用了 GLS-2000 特*故居有的一體化集成操作模式，并從連接點(diǎn)測量、測站/后視測量和導入坐標值測量法等三種測量方法中， 選擇了連接點(diǎn)測量方法進(jìn)行測試。連接點(diǎn)測量方法測量法簡(jiǎn)單、***且易操作，適用于測量范圍在350 米之內的區域。外業(yè)測量過(guò)程中，待測對象和標靶是分開(kāi)進(jìn)行掃描和測量的。我們可以首先選擇測量標靶的命令，照準標靶位置，記錄點(diǎn)位。之后，在同一個(gè)測站位置上，我們選定測量區域，***測量距離與間距，掃描儀即可自動(dòng)開(kāi)始掃描。在內業(yè)處理過(guò)程中，將測站一、測站二及測站三的點(diǎn)云數據、圖像數據及連接點(diǎn)數據（標靶）輸入到 ScanMaster 軟件下，并將不同測站下的相同連接點(diǎn)（標靶）一一對應，就可將點(diǎn)云數據拼接到同一坐標系下了。
拼接完成后的點(diǎn)云效果如下圖：
圖 3 局部浮雕精細點(diǎn)云效果
圖 4 整體建筑點(diǎn)云效果
圖 5 局部建筑點(diǎn)云效果
4.4 建模流程
三維模型建立的流程一般由特征線(xiàn)提取和模型構建兩部分組成。
(1). 特征線(xiàn)提取
特征線(xiàn)提取可采用多種方法。如自動(dòng)提取剖面、等高線(xiàn)，根據點(diǎn)云自動(dòng)擬合線(xiàn)段、圓柱、圓錐、多邊形等基本幾何形狀等。本項目成果包括單線(xiàn)結構圖，提取時(shí)采用了先繪制三維結構線(xiàn)，再統一投影到同一二維平面的方法，以保證結構線(xiàn)的平面精度。本項目提取所采用的使用的軟件為 Topcon 公司自行研制開(kāi)發(fā)的 ScanMaster軟件及 AutoDesk 公司的AutoCAD 軟件。
拓普康體積測繪GLS-2000 三維激光掃描儀
