1. 項目背景：

　　隨著當(dāng)前社會經(jīng)濟技術(shù)的高速發(fā)展,我國的地下鐵路技術(shù)也在朝著更快、更高、更強的方向前進。地鐵修建的過程中隧道工程是不可缺少的重要項目，由于不同地區(qū)的地勢情況不同，因此也對隧道結(jié)構(gòu)的動力穩(wěn)定性提出了更高的要求。三維激光掃描技術(shù)的出現(xiàn)無疑是將隧道工程中的目標與要求得以實現(xiàn)。三維激光掃描儀不僅可以快速、高效的獲得點云數(shù)據(jù)，得到隧道內(nèi)部的數(shù)據(jù)信息，而且可以承受外界環(huán)境的各種影響，從而高效的完成隧道內(nèi)部主體結(jié)構(gòu)的建模以及可以提供后期的監(jiān)測、斷面圖提取等多項任務(wù)所需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

　　由于天津地勢的復(fù)雜性,地下水位較高，地質(zhì)巖層較軟，所以地鐵隧道的結(jié)構(gòu)為柱狀結(jié)構(gòu)。我公司與中鐵某局合作，使用Zui新gls-2000三維激光掃描儀對天津地鐵5號線進行三維數(shù)字化掃描，保證了采集數(shù)據(jù)的真實性與準確性。

2. 掃描對象：天津在建地鐵5號線（某段）隧道內(nèi)部（附平面圖）

3. 設(shè)備介紹：

  　拓普康gls-2000三維激光掃描儀，整個采集過程為非接觸式

  　掃描速度：120000點/秒

  　每站測量2-5分鐘

　　掃描精度：150m處±2mm

  　分辨率：10m內(nèi)3.1mm

  　Zui大掃描距離：500米

  　掃描視角范圍：水平360°垂直270°

  　內(nèi)置相機：雙相機（廣角/長焦）單幅照500萬像素

4. 項目實施

外業(yè)工作如下：

　?。?） 仔細觀察掃描現(xiàn)場，根據(jù)相關(guān)人員提供的需要，選取架站位置。

　?。?） 在選好的架站位置架設(shè)三維激光掃描儀，根據(jù)客戶需求，選擇掃描的密度，對待測區(qū)域進行掃描。

　　（3）首站是利用后方交會法進行掃描，同時獲得測站坐標數(shù)據(jù)，作為一個已知點。

　?。?）其他測站利用后視定向法進行掃描。通過使用后視法來布置掃描站數(shù)，使用標靶坐標進行拼接，并將測站已知點和標靶連接點進行匹配。

掃描現(xiàn)場照片

內(nèi)業(yè)處理：

　　1、數(shù)據(jù)導(dǎo)入topcon scanmaster點云處理軟件，對掃描數(shù)據(jù)進行拼接 。(scanmaster軟件可以依據(jù)點云提取特征線，快速分離區(qū)域數(shù)據(jù)和噪聲點，極大地提高了去噪的效率。)

拼接后的隧道主體結(jié)構(gòu)

　　2、數(shù)據(jù)導(dǎo)入巖石科技t3d點云隧道斷面處理軟件，對掃描數(shù)據(jù)進行處理 。（附圖）

5. 總結(jié)：

　　gls-2000三維激光掃描儀突破了以往掃描儀采用靶球拼接（隧道狹長環(huán)境不適合靶球擺放，導(dǎo)致拼接距離短、精度差、效率差、質(zhì)量不高），依托拓普康掃描儀的掃描角精度，可以做到像全站儀一樣操作簡單，有效提高了外業(yè)測量人員的工作效率，具體如下:

　　1）采用后視定向法對棱鏡進行掃描，可直接利用隧道導(dǎo)線點作為起點，快速對沿線進行換站掃描，簡潔的換站方式，100-200的換站距離，使得拓普康掃描儀具備高效的特點，輕松實現(xiàn)業(yè)界領(lǐng)先；

　　2）采用后方交會的方法進行數(shù)據(jù)采集，將掃描任務(wù)和內(nèi)業(yè)處理做到Zui簡化操作，提高了掃描儀拼接使用效率；

　　3）實踐證明，采用后方交會作業(yè)方式，在兩個控制點的棱鏡的位置與測站位置幾乎一條直線的情況下，所掃描的數(shù)據(jù)和已知點對比精度也在亞毫米級范圍內(nèi)，突出體現(xiàn)了拓普康掃描儀高精度為測量而生的特點；

　　4）可以同時采用后方交會與后視定向兩種方法結(jié)合的形式進行掃描工作，適合各種復(fù)雜的施工環(huán)境；

　　5）gls-2000三維激光掃描儀具有短程（130m）、中程（350m）、遠程（500m）三種可選型號，可滿足不同預(yù)算的需求；

　　6）掃描對象可以根據(jù)需要選擇靶標或棱鏡，其中大靶標可至200米，棱鏡可至100米，有效提高了換站距離，同時高達6秒的掃描角精度，使得換站方式得以快速實現(xiàn)；

　　7）gls-2000三維激光掃描儀還具有強大的點云拼接軟件scanmaster，可通過聯(lián)結(jié)點進行點云拼接，能夠快速去除噪聲點，同時可以獲得后方交會法中各個測站的點位坐標，簡化了再進行全站儀打點測坐標的過程，也便于數(shù)據(jù)的整理。對于監(jiān)測以及隧道斷面圖的繪制等后續(xù)工作提供了極大地便利條件，彌補了傳統(tǒng)測量方法的弊端。

附：掃描儀演示現(xiàn)場照片

　　北京拓普康商貿(mào)有限公司（簡稱拓普康商貿(mào)）是日本拓普康總部和中國拓普康科技工廠中國區(qū)域總代理，有20多年推廣和銷售拓普康日本產(chǎn)品的歷史和經(jīng)驗。公司專門成立3d業(yè)務(wù)部負責(zé)日本拓普康三維&bim測量產(chǎn)品（包括巖鷹無人機、gls-2000三維激光掃描儀、ln-100 /ds-200i bim放樣機器人、ip-s2/s3三維移動測量車等）。

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