钱景山

摘要;激光雷达技术在数字城市三维建筑物建模技术中应用对于数字城市建设效果优化有非常重要的作用，也有利于现代城市建设发展。本文笔者针对数字城市三维建筑物建模进行分析研究，文章中简要阐述了激光雷达技术以及数字城市，并总结了激光雷达技术在数字城市三维建筑物建模中的应用要点，并以具体案例分析了激光雷达技术在数字城市三维建筑物建模中的具体应用。

关键字;激光雷达技术;三维建模;数字城市建设

随着现代科技发展、技术进步城市建设也随之发展，数字化城市建设是当前城市建设的重要发展方向，对于城市合理规划以及城市建设发展也都有十分重要的作用。而在数字城市建设中，利用激光雷达技术可以实现对城市三维建模，為后续的城市具体建设发展打好基础。通过激光雷达技术的应用，可以实现对城市相关信息采集，并做到模型建设设计优化，从而保证模型设计建设更加合理。

1.激光雷达技术与数字城市建设阐述

1.1激光雷达技术简单阐述

激光雷达技术是当前社会建设中应用的重要技术，也是现代遥感技术的新发展，对于遥感技术应用有重要的影响。在当前激光雷达技术应用过程中，主要是应用到地理测绘以及城市建设当中，对于地理测绘工作效率提升以及精度提升都有重要的作用。

激光雷达技术具体应用的过程中，主要是利用光度学原理、辐射度学原理、激光雷达探测原理实现技术应用，并且利用激光雷达技术系统实现信息采集和信息处理，并最终实现数据建模和仿真。在当前数字化城市建设和发展过程中，激光雷达技术应用非常关键。利用LIDAR系统构建，可以完成对数字城市的整体测绘扫描，并且实现数字城市的合理建模，对于数字智慧城市建设发展有非常重要的作用[1]。

1.2数字城市建设分析

数字城市建设理念是当前城市建设发展的重要方向，也是智慧城市建设的主要方向之一，是城市未来建设的重要方向，一定程度上也保证城市建设更加合理。数字城市发展建设在现代化技术发展基础之上形成，对于数字化城市建设发展也到了关键的作用，一定程度上直接关系到城市建设的发展应用。在数字城市建设中，主要应用有现代化计算机技术、多媒体技术、数据处理技术、工程测量技术、仿真虚拟技术等，数字城市建设可以利用先进技术，实现整个城市数字处理，有利于城市建设中应用城市数据进行规划建设，提高城市规划建设效果，对于整个城市发展建设而言也起到了重要的作用[2]。

2.激光雷达技术在三维建模中的应用分析

激光雷达技术在数字城市三维模型建设中应用，对于数字城市建设发展有非常重要的影响，一定程度上也关系到城市发展建设效果。

2.1数据处理技术应用

三维建筑建模过程中，利用数据处理技术可以完成数据预处理，对于后续的三维建模有非常重要的影响。在实际的雷达激光技术应用过程中，主要完成以下几个方面工作。首先，在数据采集完毕之后利用到GPS/IMU模块进行数据联合结算，从而有效的采集到数据处理过程中的城市坐标以及城市轨迹信息。其次，利用激光雷达技术商业处理软件，实现对地面数据和建筑物数据及植被等数据的合理采集和分离，清晰的划分多种分类点云数据，同时利用地面数据完成DEM制作和影像外方位数据的精度调整。最后，基于分类点云数据和DOM在cass下提取各物方边界线和轮廓线，完成高精度的矢量图制作。

2.2三维模型建立

信息预处理完毕之后，就要进行三维模型建立。利用激光雷达技术系统，可以实现对数字城市的整体模型建立，从而保证三维模型确定更加精准，也会在一定程度上提升三维模型的建设精度。首先，在前期数据预处理过程中，激光雷达技术实现了影像多方位数据的合理采集和控制，但是其在整体建筑三维模型中应用，还存在有精度不足问题，而在激光雷达软件应用后，利用纯地表数据与之前的影像外方位数据有效结合，实现对影像外方位数据的精度调整，并且融合建设成城市三维建模系统中的地表DOM。而在整个城市三维模型系统构建中实际DOM+DEM就是地表三维模型形状。在该模型中不仅包括有地表地形信息、同时还有城市三维模型高程信息，实现了模型空间立体化建设。其次，基于三维点云数据采用专业软件对矢量数据（建筑物）进行白模处理和制作，完成城市建筑物模型精度优化，通过模型精度优化，保证城市三维建筑模型建立更加合理。最后，利用专业软件对地表模型和建筑物模型进行导入、整合及精化编辑，快速的实现城市建筑三维模型的建立。激光点云数据应用过程中，其主要对建筑物位置信息进行合理采集，并对三维建模中的建筑物整体轮廓清晰度进行优化，保证三维建模技术应用更加高效，也能够在最大程度上实现三维建模技术效果优化。

2.3三维建筑模型纹理贴图

激光雷达技术应用过程中，可以利用三维模型纹理贴图技术实现最终的模型确立，对于模型应用建设而言也有非常重要的作用，也会在最大程度上实现三维建筑模型优化。在当前三维模型纹理贴图过程中，主要采用手动粘贴以及纹理映射的手段进行纹理粘贴。如，实际的纹理映射过程中，选择应用倾斜航空摄影方式进行纹理摄影，从而实现纹理信息采集，最大程度上提高三维建筑模型技术应用效果。

3.激光雷达技术在惠州市某区域智慧城市建设中的具体应用

3.1案例分析

惠州市某区域在进行智慧城市建设的过程中，选择应用雷达激光技术进行三维建模。在工程中应用了机载激光雷达技术、无人机倾斜航空摄影技术、栅格矢量化、房屋白模制作、DEM制作、DOM制作等测量测绘技术。以下是激光技术应用的具体分析。

3.2激光雷达技术应用流程分析

3.2.1城市三维模型原始数据获取

利用大鹏CW-30航摄设备、SONY ILCE-7R倾斜数码航摄仪、GPS解算软件、GPS接收机等设备获取原始激光点云数据及原始影像数据等。通过合理的技术设计准备，保证后续的建模工作更有效率。

3.2.2数据处理技术：

本项目实施展开过程中，先利用Miscrostation+Terrasolid及GPS解算等软件对点云、影像等原始数据进行预处理，包括GPS/IMU数据联合解算、影像空三解算、点云纠正与分类、DEM及1：1000 DOM制作等处理过程。其次，利用处理后的测量数据，采用CAD作图软件对测区范围内的建筑物进行三维线绘制，绘制完成后，通过Sketchup软件对三维线数据进行白模处理和制作，同时对植被、道路等点云数据与影像进行融合建模处理。最后，利用软件对地表模型、植被模型及建筑模型等进行整合、细部编辑及纹理映射。在整个城市三维模型建立过程中，也需要对采集的WGS84坐标、影像方位以及外方位元素进行合理应用，实现整个系统模型的构建。通过合理的数据处理技术，保证建模数据处理更合理更有效。

该城市三维模型经过内外业检测对比分析，其模型结构完整，纹理清晰，无绝对漏洞;建筑物平面位置精度中误差为0.21m，小于限差0.60m;高程中误差0.12m，小于限差0.50m;城市三维模型成果质量可靠，精度良好。基于激光雷达技术的三维模型，它的高程精度是远远高于倾斜摄影建模及传统建模的精度的。惠州市某区域三维建模通过激光雷达技术应用，能有效增强模型真实感，提高精度和效率，对于惠州市智慧城市合理性建设有非常重要的作用。以下图4是本项目应用激光雷达技术后的三维建模图案。

结束语

本文笔者对智慧数字城市建设进行分析研究，利用激光雷达技术可以实现三维建模精度效率优化和精度优化，对于数字化城市建设发展也起到了关键的作用，一定程度上直接关系到城市建设的发展应用。

参考文献：

[1]田方. 基于激光光谱遥感图像处理的地理信息系统研究[J]. 粘接， 2020， 041（001）：81-85.

[2]周琦， 韩富圆， 侯加林. 利用Lidar-DP系统生产数字高程模型方法研究[J]. 经纬天地， 2019， No.189（04）：58-62+66.

[3]任晓娜， 李彦睿. 激光雷达测绘技术在工程测绘中的应用探讨[J]. 中国战略新兴产业（理论版）， 2019， 000（006）：1-1.