当前(qián)，我(wǒ)國(guó)正(zhèng)致(zhì)力于(yú)建設智慧城(chéng)市(shì)。三(sān)維激光(guāng)掃描儀作(zuò)为(wèi)一(yī)種(zhǒng)新(xīn)的(de)空(kōng)間(jiān)數據(jù)獲取手(shǒu)段(duàn)，其(qí)在(zài)智慧城(chéng)市(shì)建設中(zhōng)的(de)應(yìng)用(yòng)具有(yǒu)重(zhòng)要(yào)意(yì)義。

一(yī)、什(shén)么是(shì)智慧城(chéng)市(shì)

智慧城(chéng)市(shì)就(jiù)是(shì)運用(yòng)信(xìn)息和(hé)通(tòng)信(xìn)技術(shù)手(shǒu)段(duàn)感(gǎn)測、分(fēn)析、整合城(chéng)市(shì)運行核心(xīn)系(xì)統的(de)各(gè)項關(guān)鍵信(xìn)息，從而(ér)对(duì)包(bāo)括民(mín)生(shēng)、环(huán)保、公(gōng)共安(ān)全、城(chéng)市(shì)服(fú)务、工商業活動(dòng)在(zài)內(nèi)的(de)各(gè)種(zhǒng)需求做出(chū)智能(néng)响應(yìng)。其(qí)實(shí)質(zhì)是(shì)利用(yòng)先(xiān)進(jìn)的(de)信(xìn)息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)城(chéng)市(shì)智慧式管(guǎn)理(lǐ)和(hé)運行，實(shí)現(xiàn)精细(xì)化(huà)管(guǎn)理(lǐ)，促進(jìn)城(chéng)市(shì)的(de)和(hé)諧、可(kě)持(chí)續成(chéng)长(cháng)。

二(èr)、三(sān)維激光(guāng)掃描儀與(yǔ)工作(zuò)流程

1. 三(sān)維激光(guāng)掃描儀是(shì)什(shén)么？

三(sān)維激光(guāng)掃描技術(shù)是(shì)20世紀90年(nián)代(dài)中(zhōng)期(qī)随着科技不(bù)斷发展(zhǎn)而(ér)出(chū)現(xiàn)的(de)一(yī)種(zhǒng)高(gāo)新(xīn)技術(shù)，同(tóng)时(shí)也(yě)是(shì)繼GPS空(kōng)間(jiān)定(dìng)位(wèi)系(xì)統之(zhī)後(hòu)的(de)又一(yī)項測绘技術(shù)新(xīn)突破。它(tā)突破了(le)傳統的(de)單點(diǎn)測量方(fāng)法(fǎ)，具有(yǒu)高(gāo)效率、高(gāo)精度(dù)的(de)独特(tè)優勢。三(sān)維激光(guāng)掃描技術(shù)能(néng)夠提(tí)供掃描物(wù)體(tǐ)表面(miàn)的(de)三(sān)維點(diǎn)雲(yún)數據(jù)，因(yīn)此(cǐ)可(kě)以(yǐ)用(yòng)于(yú)獲取高(gāo)精度(dù)高(gāo)分(fēn)辨率的(de)數字(zì)地形模型。

2. 三(sān)維激光(guāng)掃描儀工作(zuò)流程

三(sān)維激光(guāng)掃描儀的(de)作(zuò)業流程可(kě)大(dà)致(zhì)分(fēn)为(wèi)四(sì)个(gè)階(jiē)段(duàn)，即前(qián)期(qī)準備、數據(jù)采集、數據(jù)加工、點(diǎn)雲(yún)應(yìng)用(yòng)。

前(qián)期(qī)準備階(jiē)段(duàn)

該階(jiē)段(duàn)的(de)主(zhǔ)要(yào)工作(zuò)就(jiù)是(shì)根(gēn)據(jù)現(xiàn)场(chǎng)勘察情(qíng)況来(lái)制定(dìng)具體(tǐ)的(de)工作(zuò)計(jì)劃(huà)，包(bāo)括設站數量、設站位(wèi)置等，需要(yào)注意(yì)的(de)是(shì)，應(yìng)当在(zài)保證測量準确的(de)基礎上(shàng)，盡量減少(shǎo)設站數、缩短(duǎn)掃描时(shí)間(jiān)、提(tí)高(gāo)工作(zuò)效率。

數據(jù)采集階(jiē)段(duàn)

此(cǐ)階(jiē)段(duàn)就(jiù)是(shì)依照已經(jīng)确定(dìng)的(de)工作(zuò)計(jì)劃(huà)来(lái)進(jìn)行數據(jù)采集，在(zài)采集數據(jù)的(de)过(guò)程中(zhōng)，一(yī)旦发現(xiàn)不(bù)合理(lǐ)的(de)地方(fāng)，工作(zuò)人(rén)員應(yìng)当及(jí)时(shí)对(duì)掃描測站數量進(jìn)行相應(yìng)的(de)調整，並(bìng)做好(hǎo)相關(guān)的(de)記(jì)录(lù)，從而(ér)保證後(hòu)期(qī)數據(jù)處(chù)理(lǐ)工作(zuò)的(de)順利開(kāi)展(zhǎn)。

數據(jù)處(chù)理(lǐ)階(jiē)段(duàn)

數據(jù)處(chù)理(lǐ)是(shì)整个(gè)流程中(zhōng)花費时(shí)間(jiān)最(zuì)长(cháng)的(de)階(jiē)段(duàn)。一(yī)般，數據(jù)處(chù)理(lǐ)包(bāo)括點(diǎn)雲(yún)拼接、去(qù)除噪聲、數據(jù)精簡等步驟，只(zhī)有(yǒu)經(jīng)过(guò)这(zhè)些(xiē)複雜的(de)處(chù)理(lǐ)过(guò)程，才能(néng)得到(dào)完整、高(gāo)質(zhì)量、可(kě)用(yòng)的(de)點(diǎn)雲(yún)數據(jù)。

點(diǎn)雲(yún)應(yìng)用(yòng)

點(diǎn)雲(yún)包(bāo)含了(le)物(wù)體(tǐ)三(sān)維坐标(biāo)值、色(sè)彩信(xìn)息的(de)将被(bèi)測物(wù)的(de)相關(guān)數據(jù)，人(rén)们(men)可(kě)以(yǐ)根(gēn)據(jù)實(shí)際需要(yào)对(duì)進(jìn)行進(jìn)一(yī)步的(de)加工處(chù)理(lǐ)，從而(ér)为(wèi)三(sān)維建模、制作(zuò)常規二(èr)維图(tú)、场(chǎng)景虛拟等提(tí)供數據(jù)支持(chí)。

三(sān)、三(sān)維激光(guāng)掃描技術(shù)在(zài)智慧城(chéng)市(shì)建設中(zhōng)的(de)具體(tǐ)應(yìng)用(yòng)

建築物(wù)制图(tú)

智慧城(chéng)市(shì)建設中(zhōng)，对(duì)前(qián)期(qī)的(de)建築制图(tú)具有(yǒu)較高(gāo)的(de)要(yào)求。而(ér)三(sān)維激光(guāng)掃描儀的(de)應(yìng)用(yòng)能(néng)夠为(wèi)建築制图(tú)提(tí)供精準、可(kě)靠的(de)數據(jù)依據(jù)，從而(ér)保證建築制图(tú)的(de)科學(xué)性(xìng)、合理(lǐ)性(xìng)。

基于(yú)三(sān)維激光(guāng)掃描點(diǎn)雲(yún)绘制常規的(de)平、立、剖面(miàn)二(èr)維CAD图(tú)，目前(qián)比較流行的(de)方(fāng)式有(yǒu)两(liǎng)種(zhǒng)：第(dì)一(yī)種(zhǒng)方(fāng)式是(shì)利用(yòng)處(chù)理(lǐ)後(hòu)的(de)點(diǎn)雲(yún)生(shēng)成(chéng)正(zhèng)射影像，再根(gēn)據(jù)影像绘制成(chéng)平面(miàn)图(tú)。这(zhè)種(zhǒng)方(fāng)式與(yǔ)摄像測量极(jí)为(wèi)相似，但是(shì)影像並(bìng)沒(méi)有(yǒu)透视畸变的(de)功能(néng)，因(yīn)此(cǐ)，基于(yú)三(sān)維激光(guāng)掃描儀绘制的(de)平面(miàn)图(tú)的(de)精度(dù)要(yào)優于(yú)摄影測量；第(dì)二(èr)種(zhǒng)方(fāng)式是(shì)将拼合處(chù)理(lǐ)後(hòu)的(de)點(diǎn)雲(yún)切成(chéng)薄片(piàn)，再将點(diǎn)雲(yún)薄片(piàn)导入(rù)CAD等软(ruǎn)件(jiàn)中(zhōng)，根(gēn)據(jù)點(diǎn)雲(yún)绘制。采用(yòng)这(zhè)種(zhǒng)方(fāng)式时(shí)，點(diǎn)雲(yún)片(piàn)密度(dù)的(de)控制极(jí)为(wèi)關(guān)鍵，理(lǐ)論上(shàng)密度(dù)越大(dà)，精度(dù)越高(gāo)。但是(shì)随着數據(jù)量的(de)增大(dà)，其(qí)对(duì)計(jì)算機(jī)的(de)性(xìng)能(néng)要(yào)求也(yě)就(jiù)越来(lái)越高(gāo)。

对(duì)比来(lái)看(kàn)，两(liǎng)者(zhě)各(gè)自(zì)有(yǒu)各(gè)自(zì)的(de)優點(diǎn)與(yǔ)不(bù)足，一(yī)般情(qíng)況下(xià)，前(qián)者(zhě)适用(yòng)于(yú)壁(bì)画(huà)、彩绘等精细(xì)線(xiàn)劃(huà)图(tú)的(de)绘制，而(ér)後(hòu)者(zhě)更(gèng)适合建築的(de)平、立、剖面(miàn)等結構性(xìng)的(de)線(xiàn)劃(huà)图(tú)的(de)绘制，並(bìng)且(qiě)還(huán)能(néng)較精準地控制整體(tǐ)尺(chǐ)寸精度(dù)。

構建數字(zì)實(shí)體(tǐ)模型

建數字(zì)三(sān)維模型能(néng)直(zhí)觀地展(zhǎn)現(xiàn)建築風(fēng)貌，可(kě)用(yòng)作(zuò)效果(guǒ)展(zhǎn)示，虛拟漫遊等。智慧城(chéng)市(shì)建設中(zhōng)会(huì)應(yìng)用(yòng)到(dào)大(dà)量先(xiān)進(jìn)的(de)信(xìn)息技術(shù)，例如(rú)建築信(xìn)息模型技術(shù)（BIM），而(ér)在(zài)應(yìng)用(yòng)BIM模型对(duì)工程進(jìn)行管(guǎn)理(lǐ)时(shí)，就(jiù)需要(yào)結合高(gāo)效的(de)測量手(shǒu)段(duàn)来(lái)檢測施工質(zhì)量。

三(sān)維激光(guāng)技術(shù)能(néng)夠将模型和(hé)工程現(xiàn)场(chǎng)進(jìn)行有(yǒu)效鍊(liàn)接，從而(ér)高(gāo)效、完整地反(fǎn)映工程現(xiàn)场(chǎng)的(de)實(shí)際情(qíng)況。通(tòng)过(guò)对(duì)三(sān)維激光(guāng)點(diǎn)雲(yún)進(jìn)行抽稀、除噪，並(bìng)导入(rù)專業软(ruǎn)件(jiàn)中(zhōng)，可(kě)直(zhí)接对(duì)點(diǎn)雲(yún)進(jìn)行拟合建模，形成(chéng)高(gāo)精度(dù)、多(duō)種(zhǒng)分(fēn)辨率的(de)三(sān)維模型，並(bìng)可(kě)轉(zhuǎn)換为(wèi)BIM模型，進(jìn)而(ér)與(yǔ)設計(jì)模型進(jìn)行精度(dù)对(duì)比。

實(shí)景監測

智慧城(chéng)市(shì)建設的(de)目标(biāo)就(jiù)是(shì)利用(yòng)先(xiān)進(jìn)的(de)信(xìn)息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)城(chéng)市(shì)智慧式管(guǎn)理(lǐ)和(hé)運行，從而(ér)为(wèi)人(rén)们(men)提(tí)供良好(hǎo)的(de)生(shēng)活环(huán)境。因(yīn)此(cǐ)，城(chéng)市(shì)中(zhōng)各(gè)項活動(dòng)的(de)有(yǒu)效監控就(jiù)顯得尤为(wèi)重(zhòng)要(yào)。而(ér)三(sān)維激光(guāng)掃描技術(shù)的(de)應(yìng)用(yòng)就(jiù)擴展(zhǎn)到(dào)城(chéng)市(shì)环(huán)境監測、地表資源獲取、城(chéng)市(shì)建設規劃(huà)等各(gè)个(gè)領域，從而(ér)能(néng)夠實(shí)現(xiàn)对(duì)城(chéng)市(shì)信(xìn)息化(huà)的(de)高(gāo)度(dù)把(bǎ)控。基于(yú)三(sān)維激光(guāng)掃描儀高(gāo)精度(dù)、高(gāo)密度(dù)的(de)點(diǎn)雲(yún)數據(jù)，能(néng)夠計(jì)算路(lù)面(miàn)橫向凹凸偏差值，從而(ér)快(kuài)速便捷地檢測道(dào)路(lù)平整度(dù)；公(gōng)路(lù)養護的(de)重(zhòng)要(yào)工作(zuò)之(zhī)一(yī)就(jiù)是(shì)公(gōng)路(lù)病害監測。而(ér)三(sān)維激光(guāng)掃描儀可(kě)通(tòng)過曆史點(diǎn)雲(yún)實(shí)景數據(jù)的(de)对(duì)比，快(kuài)速識别公(gōng)路(lù)坑道(dào)等病害，進(jìn)而(ér)能(néng)夠提(tí)高(gāo)公(gōng)路(lù)病害監測的(de)實(shí)时(shí)性(xìng)、準确性(xìng)、安(ān)全性(xìng)；利用(yòng)基于(yú)三(sān)維激光(guāng)掃描儀的(de)三(sān)維激光(guāng)實(shí)景技術(shù)，能(néng)夠實(shí)現(xiàn)对(duì)城(chéng)市(shì)綠(lǜ)化(huà)信(xìn)息的(de)可(kě)视化(huà)管(guǎn)理(lǐ)。通(tòng)过(guò)數字(zì)園(yuán)林(lín)信(xìn)息業务管(guǎn)理(lǐ)平台(tái)，用(yòng)戶可(kě)以(yǐ)借(jiè)助于(yú)二(èr)維地图(tú)或(huò)屬性(xìng)關(guān)鍵词(cí)等对(duì)園(yuán)林(lín)進(jìn)行定(dìng)位(wèi)，並(bìng)通(tòng)过(guò)移動(dòng)測量系(xì)統外業實(shí)地采集的(de)園(yuán)林(lín)實(shí)景影像，實(shí)現(xiàn)对(duì)園(yuán)林(lín)實(shí)景、樹(shù)木(mù)类别、年(nián)限、數目等信(xìn)息的(de)可(kě)视化(huà)管(guǎn)理(lǐ)。

总而(ér)言之(zhī)，智慧城(chéng)市(shì)的(de)建設在(zài)國(guó)內(nèi)外許多(duō)地區(qū)已經(jīng)展(zhǎn)開(kāi)，並(bìng)取得了(le)一(yī)系(xì)列成(chéng)果(guǒ)。智慧城(chéng)市(shì)的(de)建設需要(yào)我(wǒ)们(men)加大(dà)对(duì)新(xīn)型技術(shù)的(de)應(yìng)用(yòng)，依靠先(xiān)進(jìn)的(de)技術(shù)解(jiě)決以(yǐ)往工作(zuò)中(zhōng)存在(zài)的(de)問(wèn)題(tí)。三(sān)維數字(zì)化(huà)技術(shù)解(jiě)決了(le)城(chéng)市(shì)在(zài)建設过(guò)程中(zhōng)对(duì)大(dà)量數據(jù)相關(guān)细(xì)节(jié)信(xìn)息的(de)應(yìng)用(yòng)，促進(jìn)了(le)在(zài)建設智慧城(chéng)市(shì)过(guò)程中(zhōng)內(nèi)部(bù)信(xìn)息化(huà)、智能(néng)化(huà)的(de)實(shí)現(xiàn)。

參考文(wén)獻：

[1] 金(jīn)菁，李沄璋，曹毅.三(sān)維激光(guāng)掃描儀在(zài)建築領域的(de)應(yìng)用(yòng)[J].建築與(yǔ)文(wén)化(huà)，2014（04）：168-171.

[2] 闫晨.三(sān)維激光(guāng)實(shí)景技術(shù)在(zài)智慧城(chéng)市(shì)建設中(zhōng)的(de)應(yìng)用(yòng)[J].測绘通(tòng)報，2016（04）：142-143.endprint