三维激光扫描与建筑行业BIM技术的结合

名称：三维激光扫描应用于BIM

执行公司：***

要求：在建筑全生命周期中得到尺寸精确的数字模型

目的：建筑的现状数据完整的采集和归档，为设计、施工提供真实的基础数据，用于设计和施工协同、详图、制造和施工现场管理；为项目各方提供交流展示与管理的平台。

项目周期：13个月

仪器：武汉Trimble TX8  Trimble S8

软件：Trimble realworks  Trimble SketchUp  Tekla Structures

工具/环境

方法/步骤

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一、 项目背景

      **公司作为美国最大的总承建商，项目类型丰富，每个项目都承载着多重任务：装配、递交工期、施工进程协同、安全计划以及其他很多任务，覆盖从项目开始到结束。
工程服务组不仅包含在办公室工作的设计师，还有那些力保工程建筑质量的工程师，这个团队包括各种项目的队员：业主、建筑设计师、工程师、特殊分包商。
这些人才都包含在施工进程中，以确保复杂的模型系统不仅能协同工作，而且能指导在施工场地的执行工作人员的施工。


      **团队发现在他们的施工工程中，很难在各个不同的项目组之间以及复杂的全工程范围内进行沟通交流。
建筑信息模型(BIM)技术目前在3D建筑模型中又能够被赋予诸如进度、投资等信息，形成4D乃至5D的BIM模型，使得建筑图纸更加直观，对于各个项目组之间的协调工作特别关键。


      但是在工程实施阶段，如何能够将BIM模型应用于现场管理和推进，就需要有效的手段作为辅助。
基于此背景，采用三维扫描技术作为有效连接BIM模型和工程现场的纽带。
它能够有效地、完整地记录下工程现场复杂的情况

      三维激光扫描技术是利用激光测距的原理，密集地记录目标物体的表面三维坐标、反射率和纹理信息，对整个空间进行的三维测量。
传统的测量手段如全站仪、GPS 都是单点测量，通过测量物体的特征点，然后特征点连线的方式反映所测物体的信息，当所测物体是规则结构时，这种测量方法是适合的，但是如果所测物体是复杂曲面结构体时，传统测量手段就无法准确地表达物体的结构信息，这时我们采用三维激光扫描技术。


      三维激光扫描技术的最大特点就是非接触、面测量，有效地解决了施工现场复杂的测量问题。
三维扫描具有以下优势：

1. 数据获取自动化，速度快（每秒百万点）；

2. 数据获取全面，点云丰富，精度高（mm级）；

3. 数据是三维矢量，简单直观；

4. 非接触测量方式，保证作业安全。


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二、 原理

    扫描建筑物形成三维点云数据，用于获取高精度高分辨率的数字模型。


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三、 流程

外业操作：

现场踏勘--架设扫描仪--扫描--数据检查

内业操作：

数据导入--数据预处理--三维建模--成果检查--成果提交

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四、 解决传统问题及实现价值

    扫描技术对于工程现场最大的好处在于优化现场人员主要以钢尺、传统图纸作业这种繁琐的工作方式。


1. 精简现场工作只需在现场进行扫描工作，对比偏差与测量可在后台完成。


2. 方便监理人员在现场的测量工作可利用像素测量、点云测量技术，完成一些费力、高危险部位的测量。


3. 降低监理人员的工作量可以直接在图像上标示，而无需再进行纸上记录；也可直接得到扫描结果与设计模型的偏差，而无需先测量、后对照图纸、最后确认偏差。


4. 完善监理人员的沟通方式可以直接利用直观的图像、视频甚至转换后的模型与施工方进行沟通。


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五、成果图如下：

图4-1 原始灰度点云

 

图4-2 全彩色点云

 

图4-3 高精度真三维模型

 

教程结束。

注意事项