应用背景

 
近年来，数字城市建设进行的如火如荼，三维地理信息逐渐代替二维地理信息成为数字城市建设的主要内容，三维地理信息获取作为数字城市建设工作的基础显得尤为重要。传统的测量手段已经跟不上城市建设的步伐，而三维激光扫描仪的出现为准确快速获取城市地理信息提供了保证。
在数字城市建设中，激光雷达技术主要应用于如下领域：基于三维点云数据快速提取建筑物模型，从而获取城市的三维信息数据，应用于城市的整体规划设计；旧城改造过程中，建筑物以及土地资源的评估和监测；用于灾害应急的分析等。
 

现状与困难

 
传统的城市规划与设计是通过规划设计平面图、效果图以及沙盘模型等方式来展示设计成果。LiDAR系统的应用使得将各种规划设计方案定位于虚拟的三维现实环境当中，用动态交互的方式对其进行全方位的审视，评价其对现实环境的影响。以此评价空间设计规划的合理性，降低了设计成本的同时提高了规划效率及效果
 

技术优势

 

1、技术特点

在数字化程度越来越高的今天，基于二维城市形象系统已不能满足形象时代的要求，将三维空间形象完整呈现已经成为发展的必然，LiDAR系统在城市中更能体现其不受航高、阴影遮挡等限制的优势，能够快速采集三维空间数据和影像，房屋建模速度快，高程精度高，纹理映射自动化程度高，能够满足分析与测量的需求，广泛用于城市规划的大比例尺地形图获取。

2、设备概况

机载激光雷达扫描测量系统集成了激光传感器、定位定姿系统、高分辨率数码相机、计算机控制单元、无人机飞行平台等，具有集成度高、质量轻、数据精度高、运行成本低、使用限制少、操作维护简单、快速拆装、方便携带等特点。轻小型机载激光雷达扫描测量系统的主要组成部分包括：

a、激光传感器

激光传感器通过高速激光扫描测量的方法，利用激光测距的原理，记录被测物体表面大量密集点的三维坐标、反射率和纹理等信息，由此快速复建出被测目标的三维模型及线、面、体等各种图件数据。

b、定位定姿系统

定位定姿系统用于获取设备在每一瞬间的空间位置与姿态以及为整个系统提供精确的时间基准，系统利用 GNSS 提供的精确时间基准并通过定位定姿系统与激光传感器、数码相机（选配）、计算机之间的通讯连接，保证数据采集操作的时间一致性，实现在统一的时间基准下展示、融合、分析点云数据、影像数据和空间位置姿态数据，保证系统的数据精度高。

c、高分辨率数码相机(选配)

高分辨率数码相机用于获取对应地面的彩色数码影像，与激光点云数据结合可以提供更为丰富的空间信息。

d、计算机控制单元

计算机控制单元用来实现机载激光雷达扫描仪、定位定姿系统、数码相机的数据同步采集及存储等功能。
GS-260X激光雷达系统，以轻型无人机、汽车、背包、船舶等作为运载测量平台，将激光扫描系统、相机系统（选配）、定位定向系统以及控制单元进行有效集成，是当前摄影测量与遥感领域最先进的对地观测系统。基于其内置的高精度惯导系统，GS-260X 能快速地获取地形表面的三维空间信息和影像，具有高精度、高密度、高效率、产品丰富等特点。

解决方案

 
采用GS-260X激光扫描测量系统，对数字城市建设区域进行飞行扫描测量和成像，获得高精度点云和影像数据，应用于城市的整体规划设计；旧城改造过程中，建筑物以及土地资源的评估和监测；用于灾害应急的分析等。

1、航线规划

航线的规划工作是决定飞行扫描测量和成像任务完成质量的关键因素。航线设计需要综合考虑地形地貌、续航时间、测区面积等因素，合理地划分架次、设置重叠度。还需要外业踏勘选取起飞点，适合在开阔、信号干扰少地区选取，而后为每个架次设计曝光点。

2、数据采集

通过自动或者手动控制的方式，对城市进行飞行扫描测量和成像，获得高精度点云和影像数据。

3、数据分析

将点云数据导入行业专业分析软件，可得到正射影像图、平面图、剖面图、立面图，部分项目还需提供城市精细三维模型。