點雲資料可以用來幹什麼？

在回答前，我們先了解一下點雲資料是什麼？

簡單的講就是透過鐳射雷達獲取的帶空間座標的取樣點的一個集合，由於數量大且密集因此稱之為“點雲”。

由於點雲帶有空間座標，因此廣泛應用於測繪、電力、建築、工業、汽車、遊戲、刑偵等相當多的領域。且術業有專攻，不同鐳射產品所採集的點雲應用方向也是天差地別的。經過小海雲多年在測繪、建築、電力和工業等領域的三維鐳射應用經驗，歸納點雲資料的應用場景如下：

1、地形圖測繪

三維鐳射掃描技術在大比例尺地形測繪中的應用，在測區面積較大時能夠快速而精確地採集大量點雲資料，有效節約人力物力，縮短工期，提高工作效率和經濟效益；在複雜地形和危險測區，能夠不直接接觸危險目標，詳細、快速地進行外業資料採集，既保證了人員和裝置的安全，又保證了成圖精度要求，並同時提高工作效率。

點雲高程渲染

數字線劃圖（DLG）

2、數字高程模型（DEM）及等高線

利用獲取的鐳射點雲，透過去除部分噪聲點並進行柵格化，可以快速生成高質量的數字表面模型（DSM）。同時，如利用自動化方法結合人工編輯對鐳射點雲進行進一步的濾波操作，濾除其中的非地面點並進行柵格化，可以得到高質量的數字地形模（DEM）。

點雲去噪

DEM

等高線地形圖

3、方量計算

機載鐳射雷達系統獲取的高精度鐳射點雲和地形三維模型，可以為勘察設計提供斷面量測、坡度坡向量測、土方填挖量等資訊，大大減少工程勘察設計中的外業工作量，縮短工作週期。

4、公路和道路測量及改擴建

安裝在汽車上的移動式LiDAR掃描器或在直升機上操作的機載掃描器可以提供密集的點雲，可以非常準確地描繪高速公路，以及其周圍環境和路面情況。使用同時拍攝的照片和使用GPS測量的控制點可提高準確度，並有助於補償由高層建築物和樹木引起的GPS訊號間隙。

5、鐵路和電車測量

移動式LiDAR感測器可以安裝在鐵路發動機、有軌車或有軌電車上的感測器平臺快速獲取鐵路或有軌電車基礎設施上的地理參考3D空間資料，由此產生的點雲滿足高精度要求，並提供軌道，架空電線，平臺，橋樑，隧道屋頂和其他周圍結構的詳細和準確的空間資訊。從鐵路環境的點雲衍生的資訊可以包括：

6、電力巡線

電力線走廊通常位於不易進入的區域，因此走廊可能難以勘測。從低空機載平臺操作的LiDAR系統即使在最崎嶇的地形上也可以快速，經濟地進入和測量，並且不會使人處於危險之中。它提供沿電力線走廊的電線，結構，植被和地面的準確位置資訊。

7、管道走廊規劃與維護

在規劃天然氣和石油管道的路線時，地面的形狀，附近的建築物和其他結構，人口以及對環境的影響考慮的一些事項。LiDAR提供了一種快速收集資訊的方法，用於獲取計劃管道的走廊的完整影象，以及監測和維護現有管道走廊。

機載鐳射掃描是一種經濟有效的方法，用於生成管道區域的地理參考3D點雲。

8、礦山測量

由於礦山地形複雜，採用全站儀和GPS等傳統的測量手段進行高精度測繪工作往往費時費力。特別隨著數字礦山概念的提出，礦山管理對空間三維資訊的需求也顯得更加迫切，三維視覺化的管理模式已經成為數字礦山的主要內容之一，而目前常規的測量方式所獲取的資料很難滿足三維數字礦山的需要。近年來快速發展的三維鐳射掃描技術為解決複雜的礦山地形測量和數字礦山建設提供了新的技術手段。三維鐳射掃描技術具有高解析度、高取樣率以及非接觸測量的優勢，非常適合用於獲取礦山的複雜表面和高危區域的空間三維資訊。

9、森林調查

森林的機載LiDAR點雲可用於估計森林的特徵，例如樹木的平均高度，樹冠密度，生物量，林分體積和植被覆蓋度。採用具有較小的鐳射束的掃描系統和完整的波形功能，以及可能用於生成支援資料的附加感測器（例如真彩色或紅外影象），可以確定更多的資訊，如高度，樹冠直徑，和物種。

衍生資料可用於監測森林生長，風暴或火災造成的損害，樹木採伐以及估計採伐時樹木的財務價值。具體資訊支援森林管理，以提高木材質量，減少浪費，增加利潤和保持環境質量。有關森林樹冠密度和生物量的資訊進一步有助於估算森林火災蔓延，從而支援消防員的工作和疏散任務。

10、立面測量

三維鐳射掃描器在建築物立面測量領域，克服了傳統建築立面測量的侷限性，透過面掃描方式快速獲取詳細的立面資料，使立面測量更為直觀和高效。

11、地質災害應急與評估

LiDAR適用於測量多種物體，同樣適用於檢測自然或人為變化。將在不同時間點掃描的點雲相互比較以發現它們之間的顯著差異。

機載鐳射掃描是最快且可能是唯一的測量方法，能夠收集遭受自然災害或其他災害的區域的3D資料，從而為事故發生後不久的損傷分析提供依據。

12、古建築測量

古建築測量的特殊性決定其不適用於傳統的測量方式，而三維鐳射掃描的測量方式可以發揮其獨特的優勢，能在較短的時間內獲取所測古建築的三維資料，從而為後期修繕保護、模型存檔等工作提供準確的資料支撐。

古建築點雲高程渲染

古建築點雲強度渲染

古建築3D模型

13、數字化園區

隨著資訊化整體加快以及物聯網概念的提出，對園區智慧化管理提出了更高要求。作為數字化的前提，精準的三維模型資料尤為重要，而點雲處理對於精準空間資料的獲取有著天然的優勢。

14、數字工廠

在工廠數字化的過程中要對工廠進行模型數字化，傳統測量方法在測量結構複雜的工廠時，會產生巨大的工作量，在測量過程中會遺漏諸多細節。點雲技術能夠高精度、大範圍的對工廠進行掃描，在短時間內獲得廠房的三維點雲及影象，並在三維點雲基礎上建模。大大降低了建模的難度，加快了建模的速度，能夠1：1精確還原真實工廠。

15、3D城市模型

3D城市模型有許多應用：城市規劃，建築，市政資產管理，安全和防禦，緊急疏散計劃，事故和災難風險評估，定位服務，資訊服務，虛擬現實，商業視覺效果和廣告，電信，視覺化，飛越動畫，等等

16、道路建模

城市道路作為連線城市不同功能區的空間紐帶以及城市空間資訊流的主要載體，其三維模型是數字城市不可或缺的重要組成部分。道路三維模型一般是由路面模型及其附屬構造物組成，而三維鐳射掃描技術能快速獲取詳細道路面高精度點雲資料，並以此為依據構建出更精細的道路模型。

由於點雲的應用十分廣泛且專業性極強，因此本文列舉的都是海達數雲自身產品親自參與並且透過實踐檢驗的案例，至於其他領域如工業上用來建立高精度模型，刑偵用來場景還原等暫未列入。

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