當前，我國正致力于建設智慧城市。三維激光掃描儀作為一種新的空間數據獲取手段，其在智慧城市建設中的應用具有重要意義。

一、什么是智慧城市

智慧城市就是運用信息和通信技術手段感測、分析、整合城市運行核心系統的各項關鍵信息，從而對包括民生、環保、公共安全、城市服務、工商業活動在內的各種需求做出智能響應。其實質是利用先進的信息技術，實現城市智慧式管理和運行，實現精細化管理，促進城市的和諧、可持續成長。

二、三維激光掃描儀與工作流程

1. 三維激光掃描儀是什么？

三維激光掃描技術是20世紀90年代中期隨著科技不斷發展而出現的一種高新技術，同時也是繼GPS空間定位系統之后的又一項測繪技術新突破。它突破了傳統的單點測量方法，具有高效率、高精度的獨特優勢。三維激光掃描技術能夠提供掃描物體表面的三維點云數據，因此可以用于獲取高精度高分辨率的數字地形模型。

2. 三維激光掃描儀工作流程

三維激光掃描儀的作業流程可大致分為四個階段，即前期準備、數據采集、數據加工、點云應用。

前期準備階段

該階段的主要工作就是根據現場勘察情況來制定具體的工作計劃，包括設站數量、設站位置等，需要注意的是，應當在保證測量準確的基礎上，盡量減少設站數、縮短掃描時間、提高工作效率。

數據采集階段

此階段就是依照已經確定的工作計劃來進行數據采集，在采集數據的過程中，一旦發現不合理的地方，工作人員應當及時對掃描測站數量進行相應的調整，并做好相關的記錄，從而保證后期數據處理工作的順利開展。

數據處理階段

數據處理是整個流程中花費時間最長的階段。一般，數據處理包括點云拼接、去除噪聲、數據精簡等步驟，只有經過這些復雜的處理過程，才能得到完整、高質量、可用的點云數據。

點云應用

點云包含了物體三維坐標值、色彩信息的將被測物的相關數據，人們可以根據實際需要對進行進一步的加工處理，從而為三維建模、制作常規二維圖、場景虛擬等提供數據支持。

三、三維激光掃描技術在智慧城市建設中的具體應用

建筑物制圖

智慧城市建設中，對前期的建筑制圖具有較高的要求。而三維激光掃描儀的應用能夠為建筑制圖提供精準、可靠的數據依據，從而保證建筑制圖的科學性、合理性。

基于三維激光掃描點云繪制常規的平、立、剖面二維CAD圖，目前比較流行的方式有兩種：第一種方式是利用處理后的點云生成正射影像，再根據影像繪制成平面圖。這種方式與攝像測量極為相似，但是影像并沒有透視畸變的功能，因此，基于三維激光掃描儀繪制的平面圖的精度要優于攝影測量；第二種方式是將拼合處理后的點云切成薄片，再將點云薄片導入CAD等軟件中，根據點云繪制。采用這種方式時，點云片密度的控制極為關鍵，理論上密度越大，精度越高。但是隨著數據量的增大，其對計算機的性能要求也就越來越高。

對比來看，兩者各自有各自的優點與不足，一般情況下，前者適用于壁畫、彩繪等精細線劃圖的繪制，而后者更適合建筑的平、立、剖面等結構性的線劃圖的繪制，并且還能較精準地控制整體尺寸精度。

構建數字實體模型

建數字三維模型能直觀地展現建筑風貌，可用作效果展示，虛擬漫游等。智慧城市建設中會應用到大量先進的信息技術，例如建筑信息模型技術（BIM），而在應用BIM模型對工程進行管理時，就需要結合高效的測量手段來檢測施工質量。

三維激光技術能夠將模型和工程現場進行有效鏈接，從而高效、完整地反映工程現場的實際情況。通過對三維激光點云進行抽稀、除噪，并導入專業軟件中，可直接對點云進行擬合建模，形成高精度、多種分辨率的三維模型，并可轉換為BIM模型，進而與設計模型進行精度對比。

實景監測

智慧城市建設的目標就是利用先進的信息技術，實現城市智慧式管理和運行，從而為人們提供良好的生活環境。因此，城市中各項活動的有效監控就顯得尤為重要。而三維激光掃描技術的應用就擴展到城市環境監測、地表資源獲取、城市建設規劃等各個領域，從而能夠實現對城市信息化的高度把控。基于三維激光掃描儀高精度、高密度的點云數據，能夠計算路面橫向凹凸偏差值，從而快速便捷地檢測道路平整度；公路養護的重要工作之一就是公路病害監測。而三維激光掃描儀可通過歷史點云實景數據的對比，快速識別公路坑道等病害，進而能夠提高公路病害監測的實時性、準確性、安全性；利用基于三維激光掃描儀的三維激光實景技術，能夠實現對城市綠化信息的可視化管理。通過數字園林信息業務管理平臺，用戶可以借助于二維地圖或屬性關鍵詞等對園林進行定位，并通過移動測量系統外業實地采集的園林實景影像，實現對園林實景、樹木類別、年限、數目等信息的可視化管理。

總而言之，智慧城市的建設在國內外許多地區已經展開，并取得了一系列成果。智慧城市的建設需要我們加大對新型技術的應用，依靠先進的技術解決以往工作中存在的問題。三維數字化技術解決了城市在建設過程中對大量數據相關細節信息的應用，促進了在建設智慧城市過程中內部信息化、智能化的實現。

參考文獻：

[1] 金菁，李沄璋，曹毅.三維激光掃描儀在建筑領域的應用[J].建筑與文化，2014（04）：168-171.

[2] 閆晨.三維激光實景技術在智慧城市建設中的應用[J].測繪通報，2016（04）：142-143.endprint

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