数字孪生化的根本目的是为物体或系统建立数字孪生模型。我们更关注反向建模的低成本趋势，因为物理世界大量的物体和系统已经存在，它们不太可能通过正向设计来实现，这是数字孪生体产业规模化发展的瓶颈。
反向建模通常采用激光雷达、声呐、光学成像等方式，为已有的物体或系统建立点云模型，再加工为需要的数字孪生模型。
城市实景三维扫描建模
构建数字孪生城市中很重要的一点就是高精度的城市模型，这不仅需要建筑物模型，还需要建筑物之间的位置关系、绿化、道路等。传统的参数化建模，所耗人力物力巨大，使用三维激光扫描技术进行建模就可以大幅减少人力物力消耗。
三维激光点云数据可以精准获取各种参数，且同时获取周围一定范围内所有地物的参数值。在之后的建模过程中，依托点云数据建模的精准度也远高于传统方法。
因此，在数字孪生城市的建设过程中使用三维扫描技术进行助力，可以在精度与效率上获得巨大的提高，既节约成本又提高质量！
城市更新——建筑外立面改造
建筑是城市的史书，记载了城市的文化和历史，承载了人们对过去的记忆，是社会、经济、文化发展的产物。随着社会的经济不断发展，物质需求的不断提高，人们对建筑的功能、外观需求，变得越来越高。
建筑外立面逐渐呈现出多样化，它不再是传统意义上的一层皮。作为连接和转换建筑内、外空间的媒介，在很大程度上，都影响着建筑外观、空间功能以及城市界面。
在建筑立面全寿命管理中，改造是很重要的一个部分。在各种不同的改造方法中，外立面改造，因其迅速而有效的建筑改造效果得到了大范围的应用。
老旧小区改造
对于年久失修、情况复杂的老旧小区建筑，更新改造之前必须先调查摸底，对待改造的建筑物进行群面信息的获取，从而为改造设计方案提供基础数据，在确定改造设计方案中往往面临着众多问题：无图纸资料留存、现状与图纸差距较大导致图纸无法使用、需要快速、精确、完整的对现状进行测量。
三维数字化应用于改造方案的全生命周期，从成本、工期、质量等方面把控设计阶段、施工阶段、预制件阶段以及工检测。
老旧小区的改造有助于改善了生活环境，提高生活质量，是改善民生的重要措施，同时还可以构建和谐社区，协调社区内各方面的关系，化解不和因素，营造一个良好的生活环境。
三维实景建模
利用数字摄像机作为图像传感器，综合运用图像处理、视觉计算等技术从二维图像中提取目标的三维空间信息，通过多种手段的综合应用，最终实现目标的三维重建。
目前最成功的应用领域集中在大型地质调查（三维地形重建）、考古、文物保护以及建筑复原。除此之外，在科学研究、交通事故分析、影视特效和逆向工程设计中都有成功的应用。
三维实景建模是数字孪生化的一个重要发展方向，能广泛应用于包括移动机器人自主导航系统、航空及遥感测量、工业自动化、影视制作等在内的各个领域。
逆向工程翻模
在工业生产中很大部分零部件是由一系列复杂的空间曲面构成的，这些曲面是由不同曲率的空间曲面相互连接而成，这种连接既要满足零件 功能、结构的要求，又要光滑过渡，达到平顺、和谐的效果。逆向工程作为一种重要的开发手段，广泛地应用于产品改进设计中，以加快产品的开发周期。
逆向工程技术就是对实物原形进行3D扫描、数据采集，经过数据处理、三维重构等过程，构造具有相同形状结构的三维模型。然后，再对原形进行复制或在原形的基础上进行再设计，实现创新。
三维激光扫描技术能够高效、准确地采集到产品表面的三维几何坐标数据，是实现逆行工程的基础和关键技术之一。
数字工厂
三维模型是数字化工厂的基础，工厂里管道密集，很多设备不但结构复杂，而且几何形状不规则，如果用传统测量方法进行数据采集，不但采集效率较低，还会受到一定测量环境的影响。
三维激光扫描仪的应用，可以大大改善传统的工作方式，建立有效的工厂车间资产管理系统，为工厂的安全、设计、改造维护等方面提供准确的数据基础，广泛应用于工厂数字化领域，利用三维激光扫描技术构建三维数字化工厂是目前最优的解决方案。
通过三维激光扫描得到的工厂三维点云模型数据，我们可以进一步建立数字化模拟体系，可以保证数学化工厂的真实性和有效性，这不仅使工厂的运作管理水平提高，还有助于实现工厂运行的数字化、模型化、可视化、集成化。
机械制造与检测
传统式的检验方式是选用容栅的检验方法，比如三坐标采点，专用型的工装夹具检具等，这类方式尽管高精度，可是检验高效率不高，检验全过程中很将会会对零件导致多余的二次损害并且存有较多检验盲区。
三维激光扫描技术可以准确的获得工件真实的三维数据信息，可将获得的三维数据信息与三维工程图纸开展核对，迅速精确地获得钢件每个部位的误差，根据核对結果得出调整 计划方案。三维激光扫描技术盲区少，对于繁杂斜面，平行度，圆柱度等用传统式方式无法获得检验的数据信息，也都能够轻易获得。同时该技术还可以提升检验的高效率，降低時间和人工成本。
三维测量技术性在机械设备制造行业拥有普遍的运用市场前景，能为制造行业发展趋势发展出示各种各样的解决方法。
工件尺寸测量
大型和重型工业零件检测一直是一个挑战，三维激光扫描技术的出现为该类工件的质量控制提供了新的解决方案。大型工件的体积和重量都极大，几乎无法移动。同时，这类工件通常工艺较为复杂，有众多凹槽、转角、曲面等难以人工测量的细节。
未采用三维激光扫描之前，通常采用人工方式对便于测量的大尺寸进行测量，其他细节则不做检测，这不仅意味着耗时长，还意味着质量无法把控，可能会存在较大偏差，但三维激光扫描技术无需接触就能测量到所有细节，为大型工件检测提供了简易可行的检测方案。
三维激光扫描在大型和重型工业零件检测上优势显著，能够帮助控制整个工件的精度与质量，从而实现对生产线产品的质量控制，大大提高生产质量与效率。
钢结构施工质量控制
随着现代建筑技术的不断发展，钢结构被广泛应用到桥梁、民用高层、公共建筑、工业建筑等各个领域。随之而来的就是复杂的结构体中大量复杂钢构件。如何控制这些钢构件的加工和安装精度是业界的一个难题。
三维激光扫描仪作为一种可以快速获取空间数据的新兴技术，可重建三维模型，越来越多地被应用于工程建设领域。它采用非接触式高速激光测量方式，高精度采集现场真实坐标数据，其数据还可以作为后期规划、建模、精度分析、资料存档、变形检测等工作的基础数据来源。
利用三维激光扫描技术对钢构件进行数据采集，避免钢构件在生产、拼装中误差过大带来的施工延误；不仅提高了生产的精度、速度，减少了场地、人力、机械的投入，最大限度地保证了工程质量，节约成本。
建筑工程
作为数字信息时代的先进产物，BlM已经摆脱了建筑物的限制，成为了现代数字化施工及管理的代名词，其在各种施工中的应用已经越来越普遍，上至高楼大厦，下至管道机柜，都可以应用到BIM技术。
而作为新的高科技产品，三维激光扫描仪也已经成功在BIM建设、城市建筑测量、地形测绘、采矿业、变形监测、工厂、大型结构、管道设计、飞机船舶制造、公路铁路建设、隧道工程、桥梁改建等领域里应用。
通过三维激光扫描技术，可以快速准确地获取空间的三维点云数据，继而快速建立结构复杂、不规则场景的三维可视化模型，为后续BIM应用提供了全面、可靠的数据支持。
古建筑修复三维扫描
古建筑承载着一个国家的历史和文化，它具有历史意义和艺术价值，对古建筑的保护和研究方面，我们从未停止。在不断地科技发展中，对古建筑的信息采集也越来越全面、精细。古建筑设计修复时所需要的尺寸、纹理等信息的测量手段也逐渐由手工测量发展到现在的三维扫描测量、无人机摄影测量技术。
三维激光扫描仪采用非接触式高速激光测量方式，高精度采集现场真实坐标数据，其提供的通用数据还可以做为后期规划、建模、精度分析、资料存档、变形检测等工作的参考测量数据来源。
利用三维激光影像扫描技术能够在不损伤建筑物的条件下，快速采集古建筑物外部表面的精确数据、正摄影像图。经过后期处理，为为点云数据赋予相应的彩色信息，再经过加工制作成正射影像，向用户展示一个完全的实景三维彩色图像，向公众展示文物、古建蕴藏的历史知识，丰富历史文化遗址的保护及推广。
古建筑文物保护
我国古建筑历史悠久，古建筑风格迥异，展现出不同的风土人情。然而近年来由于市政建设、房地产开发、旅游业发展以及不可抗拒的自然因素，导致现存的古建受到破坏乃至毁灭。因此，开展古建数字化保护工作刻不容缓。
在古建保护中，重要的工作之一就是对原始建筑资料的保存，传统的方法通过人工测量以及二维图纸将建筑信息记录成册。这种方法在测量过程中费时费力，精确度低，而且无法直观表达建筑物的三维信息。
三维激光扫描技术能快速完整的获取建筑物的三维信息，并能够方便有效的生成建筑物的三维模型。由于三维激光扫描技术获取的是三维点云数据， 因此能充分体现出建筑物的特征信息。通过对建筑物进行整体扫描能为后续的数据处理提供丰富的源数据。
景区保护与可视化-溶洞三维激光扫描建模
溶洞作为我国重要的地理资源多数存在于比较偏远的山区，随着旅游的开发前往参观的人越来越多，但也让这项大自然的瑰丽艺术越来越危险，因为人呼出的二氧化碳会对于溶洞内的钟乳石造成不可逆的影响，很多钟乳石在经过了长时间的生长之后，在旅游开发之后会发生剧烈变小的情况，直至消失。
出于对于旅游资源保护，使用三维激光扫描技术对溶洞进行建模就非常有意义了。三维激光扫描技术无需直接接触资源的表面，可以在不伤害溶洞表面的情况下就可以迅速地采集全溶洞的三维数据，经过后期处理，可以通过VR技术向公众展示溶洞的瑰丽奇景。
更进一步，通过溶洞三维数据的累计，可以分析溶洞内部环境的变化差异，研究溶洞的演化趋势，为溶洞的保护提供完整、精准、丰富的数据依据。
新工科背景下的工程测量教学实践
三维扫描与工程专业学生的教学息息相关。随着三维扫描技术在各行各业获得广泛的应用，越来越多的院校培训机构开始开设针对三维扫描的课程。让学生在学习理论的基础上进行实际操作和实际应用，可以提高教育教学的效率和效果，同时也能为已有的专业课程，例如造型设计，工业设计等提供数据支持。
目前三维扫描以成为“必不可少的工程教育工具”，学生可以将一些东西带入虚拟世界进行检查和/或修改，可用于快速原型设计，并进一步用于其它领域，例如可用于可视化方面的虚拟现实和增强现实，以及数字制造工具，包括3D打印和激光切割。
通过引入三维激光扫描系统，在理论教学和实践教学之间搭建过渡“桥梁”，有效解决理论和实践难以有效融合的问题，提高了工程测量原理与方法的知识和实践操作效率和效果，优化学生实习体验。
康复医疗义肢或康复支具制作
在医院的康复保健部门，医护人员最大限度在帮助患者减轻身心负担，以便更好更快融入社会，重拾生活信心。三维激光扫描技术可以让义肢或康复支具的制作更为快捷、精确。
通过将三维激光扫描和3D打印技术想结合，可以让义肢的制作时间，从原来的人工石膏制作模型的两天时间，缩短到半天时间，大幅缩短义肢的制作周期，有效提高制作精度，帮助企业提高效益的同时，让患者穿起来更为舒适。
传统义肢的制作，取形是非常关键的步骤，如果数据不够精准，做出来的义肢无法完全贴合患者的身体，只会增加患者的负担。应用三维激光扫描技术制作的义肢，可以最大限度的贴合患者的肢体，实现了真正意义上的个体化定制。