基于车载激光扫描系统的三维数字建模项目

模 的 基 本 需求 。此 项 母利 用 国际 一 流 的
激光扫描 系统对城市设施进行 高精度三 维 激 光 数 据 和 高 分 辨率 影 像 数 据 的 采 集 、处 理 、三 维建 模 ， 发 出・ 种 高 效 、 研 准确 、 自动化程度 的方法来取 代人工建 模 的方法 ， 大大扩展数字城 市领域 核
【 关键 词 】 车 载 激 光 扫 描 系统 ；三 维 数 字 建 模
一
、
项 目简介
（ ）技术原理 一 第一步：原始数据采集。 使用激光扫描 车沿 目标区域街道进行原始数据的采集 ， 得 到 具有精确 位 置信息 的 原始点 云数 据及 与点 云数据 同 步 的数 字 图像数 据 。
第二 步：数据 预 处理 。使用 基 于点 云的 噪声分布 计算 及点 云分割 算法 去 除原始 采集 点 云数 据 中 的噪 声及 非 目标 数据 ， 到按 目 得 标 个 体分块 的点 云 数据 。 第三步： 建粗略模型。根据第二步得到 的经过 预 处理 的 点云 数据 ， 用 自主 研 发的 使 三维建模软件中的粗略建模重建得到粗略的 三 维 实体模 型 。 第 四步：建精 细 模型 。在第 三 步的基 础 上 ， 变 建模 算法 的参数 得 到精 细 模型 。 改 第五 步 ： 理贴 图 。 用在 第 一步 获得 纹 使 的图像 数 据给 精 细模 型贴 上 纹理 ， 得模 型 使 更具 真 实感 。 第六 步 ： 型 的显示 。 用三 维显 示 平 模 使 台加 载重 建好 的 三维 实体 模 型 ， 用户 基 于此 平 台可 以开 展各 种 各 样 的个性 应用 。 （ 图 见
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坝 代 商 业 ＭＯＤ Ｒ Ｕ ＩＥ Ｓ Ｅ ＮＢ ＳＮ Ｓ
时缺 乏精 度 。 （ ） 高级 应 用 二 且需要额外的测量。 作。 ］ 在进行大规模城市建模的过程 中， 可以 ￥ 此项 目所 采 用的软 件 Ｓａ Ｍａｐ ｒ ｃｎ ｐ ｅ 核 将 以前 项 目所 积累 的数 据 进 行二 次 利用 ， 从 心优 势 ： 而降 低成 本 。 而最 后处 理好 的数 据 可 以交付 可 在软 件上 实 现 自动 的建模 、加 纹理 、 给客 户获 取一 次性 的 盈利 ； 还有 一 部分 的客 加 阴影 ， 现 自动 化和 序 列化 过程 。 实 户 会需 要对处 理好 的数据 进行 及时 的更新 和 对 技术 人 员 的要 求 低 ， 要 ３ 建模 的 维 护 ， 以持 续 性地 获取 利润 。 Ｄ 可 另外 ， 还可 以 普通 技 术从 即可操 作 软 件 。 根据 客户 的 需求 ， 三 维 建模 的基 础上 进 行 在 在 自动建 模 的基 础上 ， 术 人员 也可 在 技 些后 续服 务如 ：小区 的消 防监 控 、 区的 社 建 模 的过 程 巾加 入一 系 列的 可控 性 操作 ， 按 景观设 计等来满足客户的需求 ， 提高产品的 需要进行交互式建模， 能得到 更精确的模型。 附 加值 。 日前 有剑 桥大 学研 究 出 了类似 的 ３ Ｄ 快 速建 模软 件 （ｒＦ Ｒ Ｐｏ Ｏ ＭＡ 系统 ） 。 三 、行 业 概 况 （ ）行业 现 状 一 二 、项 目应 用 地理 信 息产 业 ， 以 现代 测绘 技术 和 信 是 （ ）初 级 应 用 一 息 技 术为 基础 发展 起 来 的综合 性产 业 。 既包 初 级应 用主 要包 括 对公 路 、 隧道 、 梁 括 ＧＳ （ 理 信息 系统 ）产业 、卫 星定位 与 桥 Ｉ 地 及 占建筑 物修 复 等 的数据 采集 业务 。 对 大 导 航 产 业 、航 空航 天遥 感 产 业 ， 针 也包 括 测绘 规模 且 对测 绘精 度 要求 高 的项 目 ， 以便 充分 业 和地 理信 息技术 及其 应用 。 ０ ８ 是我 国 ２０ 年 发挥 此 技术 效率 高 、精 度高 的优 势 。 地 理信 息 产 业高 速 发展 的 一年 。 调查 显 示 ，
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黄色 的是 汽 车行 走 路线 ， 白色 部分 是激 光扫描 得 到的 点 云数据 重建 的场 景 。由于设 备 的采样 频率 高 ， 达到 ２ 赫兹 ， ０万 因此 可双 在瞬 问获 得大 量 的 测量 数据 ， 获得 高 精度 可 数据 ， 而且该设备是动态采样 ， 采集时速度最
２、数据 处 理技 术 优 势

随 着中国信息化的不 断推进 ， 市 城 数 字 化建 设也 在 不 断推 进 。传 统 的数 字 城 市 的建 模 是 采 用人 工 建模 的方 法 。根 据 照 相 、测 量 等 方 法人 工 建 模 ， 模 速 建 度 非常缓慢 ， 已经不 能满足 数字城市建
三 基于车载激 光扫描 系统的
维数字建模项 目
陈 东 华 吉 林 市 工 业 和 信 息化 局 １ ２ １ ０ ３ １
【 文章 摘 要 】 高可 达 ５ ｋ ｈ ０ ｍ／ 。工 作效 率极 高 ， 守 估计 保
定 点激 光 扫描 测绘 ：需 要工 作人 员少 ， 每 次 作业 只要 ２ 人 ， ３ 效率 中 ， 量 中 ， 数据 误 差低 ， 对 成本 中。 相 机 载激 光扫 描 测绘 ：需 要工 作人 员少 ， 作业 范围大 ， 高 ， 量大 ， 差 中 ， 效率 数据 误 相对 成 本高 。 相 比较 而言 ， 项 目车 载激 光扫描 采集 此 技术， 测量 距 离 长 、范 围 宽 ， 数据 采 集 速度 快， 需要 工作 人员极 少 ， 次大规 模作 业也只 每 要 ２ 就 可完 成 ， 人 效率 极 高 ， 数据 量极 大 ， 误 差 低 （ 米 级 别 ）相对 成 本低 。 厘 ， 下 面对＿ｊ 匕 各项 采集 技术 作一 下对 比
技 术 与 产 品研 究 开 发和 应 用 。
现有 软件 特点 ： 目前普 遍应 用 的工程 每 天可 测量 ２０ ０ 公里 的公 路或者 几 十平 方公 里 的 区域 。 三 维 建模软 件 ， 主要有 Ｓ ａｅ ｌｉ ３ ｍａ ， ｐ ｃＣａ ｍ，Ｄ ｘ （ 技术优势 二） ｍａ ａ ｐｏ ｇ Ａｕｏａ 软件 。其 特点 为 ： ｙ ，ｒ／ ， ｔｃｄ等 人工 建模 ： 模 、 纹理 、 阴影 等都 建 加 加 １ 、数 据 采 集 技 术 优 势 现 有数 据 采集 技术 ： 由人 工手 动完 成 。 手 工测绘： 要工作人 员多 ， 次要 出动 需 每 需 时长 ， 要专 业 技术 人 员 。 需 ５ ， 人 效率ｆ ， 据量 少 ， 氐数 误差高 ， 对成本高 。 相 对 已知物 体 （ 筑物 、生 物体 ）建模 如建