探究三维激光扫描技术在数字城市中的应用

摘要：三维激光扫描技术是随空间点阵扫描技术和激光无反射棱镜长距离快速

测距技术发展而产生的一项新测绘技术，是一种崭新的革命性的测量工具。本文

主要探讨了三维激光扫描技术在数字城市中的应用。

关键词：三维激光扫描技术；数字城市；应用

数字城市的建设给城市提供了有效的规划与管理，为城市的经济发展带来更

大的机遇和美好的前景。三维激光扫描技术是发展迅速的一种技术，它已成为空

间数据获取的一种重要技术手段，三维地面激光扫描仪可用于城市三维重建和局

部区域空间信息获取，目前正引起广泛的关注，与传统的测量手段相比，三维激

光扫描技术具有独特的优势，可以把三维模型转换到城市坐标系统中，此外可以

通过生成模型平台实现虚拟场景的漫游，为数字城市提供基础数据和信息浏览。

1三维激光扫描技术和数字城市概述

1.1三维激光扫描技术概述

三维激光扫描技术不同于单纯的测绘技术，它主要面向高精度逆向三维建模

及重构，传统测绘技术主要是单点精确测量，但用它做建模工作时就爱莫能助了，因为描述目标结构的完整属性需要大量的测绘点采集，少则几万个，多则几百万

以上，这样才能把目标完整的搬到电脑中来，所以，用现代高精度传感技术做辅

助就解决了这个问题，三维激光扫描技术就是这类全自动高精度立体扫描的技术。三维激光扫描技术的应用面非常宽广，它是正向建模(如：由人工操作CA—TIA、UG、CAD…．)的对称应用，所以说它为逆向建模技术(如：从实体或实景中直接还

原出模型)。逆向建模可以将设计、生产、实验、使用等过程中的变化内容重构回来，然后进行各种结构特性分析(如：形变、应力、效能、过程、工艺、姿态、预

测等)、检测、模拟、仿真、CIMS、CMMS、虚拟现实、柔性制造、虚拟制造、虚

拟装配等，这对于有限元分析、工程力学分析、流体动力分析等软件来说是非常

重要的，对于精度适合的工作还可以进行后处理测绘、计量等。地面三维激光扫

描技术的出现是以三维激光扫描仪的诞生为代表的，有人称“三维激光扫描系统”

是继GPS(Global Position)以来，测绘领域的又一次技术革命。

1.2数字城市概述

数字城市的内容包括技术组成、组织结构及应用等方面。数字城市组织结构，即数字城市工程将通过建设宽带多媒体网络、地理信息系统等基础设施平台，整

合城市信息资源，建立电子政务、电子商务、社会保障等空间信息管理服务系统。数字城市是城市信息技术的综合应用，也是当前信息技术应用最广泛的领域。就

这个意义而言，数字城市应用十分广泛，归纳起来主要有十二个方面：电子政务、电子商务、城市智能交通、市政基础设施管理、公共信息服务、远程教育、社会

医疗保障、社区管理、突发事件处理、城市环境检测、智能化小区、水网调配等。

数字城市的体系结构包括：(1)数据获取与更新体系。包括城市地表、上空及

地下等自然地理数据的自动获取系统，城市基础设施数据的实时获取和更新体系，城市人文、经济、政论等社会数据的变更与监控系统等。(2)数据处理储存体系。

包括高密度高速率的海量数据储存设施、多分辨率海量数据实时地存贮、压缩、

处理技术、元数据管理技术、空间数据仓库等。(3)信息提取与分机体系。包括数

据互操作、多元数据集成、信息智能提取分机、海量空间数据的智能提取与分析、决策支持等设施与技术。(4)网络体系。包括高宽带网络、智能网络，支持基于网

络的分析式计算操作系统，基于对象的分布式网络服务，分布处理和互操作协议