Co to jest chmura punktów i jak wygląda proces skanowania laserowego?
Chmura punktów to wielomilionowy zbiór punktów stanowiący bezpośredni efekt pomiaru skanerem laserowym. Jest cyfrowym, trójwymiarowym zapisem mierzonego obiektu z dnia wykonania pomiaru.
Pomiar rozpoczyna się od pozyskiwania danych przez umieszczony na statywie geodezyjnym skaner laserowy. Za pomocą lasera i zbierane są dane o obiektach, znajdującego się w jego zasięgu i odzwierciedlane są w postaci chmury punktów. Domyślnie chmura punktów jest generowana w postaci surowego pomiaru, w skali odcieniach szarości zachowując parametry intensywności odbicia i jest wystarczająca do opracowania dokumentacji 2D lub 3D.
Kolor stosuje się, gdy potrzebujemy informacji o zabarwieniu konkretnych elementów, np. rozróżnienia orurowania czy zabytkowej elewacji. Nałożenie koloru może się jednak wiązać z dłuższym czasem realizacji zamówienia i większymi kosztami, ale chmura zyskuje realistyczny charakter.
Najpopularniejszymi formatami są:
- .rcp/.rcs — Autodesk format
- .E57
- .PTX
- .LAS standard ascii format las
- .ZFC – Aveva lfm modeller format
Praktyczne zastosowania chmury punktów?
Podstawową funkcją chmury punktów jest możliwość jej „krojenia” w dowolnej płaszczyźnie. Dzięki temu możemy przygotować podkłady do opracowania kompletnych rysunków w dokumentacji 2D, uzyskać dodatkowe informacje za pomocą przekrojów uzupełniających, przeanalizować budynek z zupełnie innej perspektywy, a także wiernie odwzorować budynek w modelu 3D lub BIM.
Rzut chmury punktów
Profilowy przekrój chmury punktów
Przekrój chmury punktów z pokazaniem w tle elementów budynku
Przekroje wykonane na podstawie chmury punktów charakteryzują się niezwykłą precyzją, oddając każde ugięcie, fugę i ubytek w ścianie.
Skaning laserowy możesz wykorzystać do:
- Tworzenia rysunków i dokumentacji 2D
- Inwentaryzacji powykonawczych
- Do dokładnych pomiarów elewacji
- Monitoringu obiektów podziemnych
- Monitoringu robót budowlanych
- Pozyskiwania danych o odkształceniach
- Pomiaru rzeźby terenu
- Inwentaryzacji upraw rolnych (airborne laser scanning)
Skonsultuj skan budynku
Jeżeli chciałbyś wykorzystać skaning laserowy 3D w swoich projektach umów bezpłatną konsultację.
Modele 3D i BIM
Naziemny skaning laserowy (terrestrial laser scanning) doskonale sprawdza się w przypadku tworzenia modeli BIM w budownictwie. Krojąc chmurę punktów, możemy tworzyć bardzo szczegółowe i dokładne modele 3D. Wykorzystując ogromną ilość danych dostarczanych przez skaner laserowy, jesteśmy w stanie z niezwykłą precyzją modelować nie tylko podstawowe elementy budynku, ale także skomplikowane detale, takie jak sztukaterie i inne elementy architektoniczne, które są trudne do odwzorowania tradycyjnymi metodami.
Dane w postaci chmur punktów mogą zostać zaimportowane do najpopularniejszych środowisk programowych takich jak ArchiCAD czy oprogramowania z rodziny Autodesk (Autodesk format).
Chmura punktów domu jednorodzinnego
Model BIM utworzony na bazie ww. chmury punktów
Dokumentacje wektorowe 2D
Rysunki wektorowe wykonane na podstawie chmury punktów są nieporównywalne z tymi, które zostały opracowane na podstawie tradycyjnych pomiarów. Dzięki bezwzględnej precyzji skaningu laserowego, który uwypukla każde najmniejsze odkształcenie czy krzywiznę ścian, stropów i innych elementów budynku, możemy precyzyjnie oznaczać miejsca kanałów wentylacyjnych, studzienek czy widocznych instalacji sanitarnych, a także z najwyższą dokładnością odwzorowywać detale architektoniczne, takie jak sztukaterie.
Korzystając z tych technik pomiarowych, jesteśmy w stanie dostarczać inwentaryzacje architektoniczno-budowlane i inwentaryzacje powykonawcze
Fragment rzutu wykonanego na bazie chmury punktów
Fragment rzutu wykonanego na bazie chmury punktów
Fragment przekroju wykonanego na bazie chmury punktów
Numeryczny model terenu
Pomiar skanerem laserowym tworzy geometryczną reprezentację terenu, co umożliwia wykonanie bardzo dokładnego jego modelu. Uwzględniającego wszelkie różnice wysokości i nierówności na poziomie gruntu.
Model terenu wykonany na bazie chmury punktów
Analiza deformacji i odkształceń budynku
Możliwości analizy deformacji i odkształceń budynku są ogromne. Pozyskane dane podczas skaningu laserowego pozwalają na przykład:
- wykonywać cienkie przekroje i profilować dany element, analizując jego przebieg
- barwić chmurę punktów w osiach X, Y lub Z, wykazując kolorami przebieg i obszary zdeformowanych elementów.
- Porównywać model prawidłowy obiektu z chmurą punktów, ukazując jego niedoskonałości.
- Wykazywać odchylenia słupów od pionu. Każdy przypadek można przeanalizować, stosując odpowiednią metodologię diagnozy, aby badanie było jak najbardziej skuteczne.
Badanie deformacji słupa suwnicy. Wykazanie różnic istniejącego słupa z modelem prawidłowym
Badanie deformacji elewacji budynku biurowego
Przekrój więźby dachowej
Wykazanie ugięcia krokwi więźby dachowej
Wykrywanie kolizji
Posiadając chmurę punktów, możemy na bieżąco analizować kolizje między projektowanymi elementami a stanem rzeczywistym. Jest to szczególnie przydatne podczas projektowania nowych rozwiązań technologicznych w przemyśle, np. w zakładzie produkcyjnym.
Tworzenie wizualizacji i animacji
Dodatkową zaletą chmury punktów jest możliwość wizualizacji lub animacji istniejącego budynku, np. zabytkowego zamku, w formie statycznych renderów lub spaceru po obiekcie. Można również przedstawić stan istniejący wraz z nowo projektowanymi obiektami, np. w przypadku częściowej rozbudowy szpitala, gdzie wizualizuje się istniejącą część budynku i zagospodarowanie terenu na chmurze punktów, a nowo projektowaną część w modelu BIM.
Zobacz przykładową animację
Przedmiary robót i obliczenia mas ziemnych
Skaning laserowy i Chmura punktów może również służyć jako doskonały materiał do szybkich i bardzo dokładnych przedmiarów robót budowlanych. Dzięki ogromnej ilości danych jesteśmy w stanie błyskawicznie obliczyć metraże ścian, posadzek czy stropów, a także skomplikowanych elementów, takich jak sklepienia w kościołach. Posiadając ogromną ilość punktów pomiarowych, możemy przetworzyć je w modele 3D (tzw. modele mesh) i precyzyjnie obliczyć ich powierzchnię.
Podobnie jak w przypadku przedmiarów robót, skaning laserowy pozwala obliczać masy ziemne. Przekształcając dużą ilość punktów na model 3D i zamykając go od dołu, możemy precyzyjnie obliczyć jego objętość.
Fragment przedmiaru robót — wyliczenia powierzchni sklepień
Podsumowanie
Skaning laserowy pozwala przeprowadzić wszystkie te działania na bazie jednej chmury punktów. Wystarczy pozyskać ją raz, aby móc dowolnie realizować szereg powyższych zadań. Szereg zastosowań wspierający wielobranżowe biura projektowe pozwala nam twierdzić, że skaning laserowy jest obecnie najskuteczniejszą i najefektywniejszą metodą inwentaryzacji w budownictwie.
Zobacz jak wykorzystaliśmy skaning laserowy w praktyce
Odkryj możliwości skanowania laserowego w przemyśle, architekturze i ochronie dziedzictwa! Ta nowoczesna technologia umożliwia precyzyjne tworzenie trójwymiarowych modeli obiektów, terenów czy budynków, dostarczając niezwykle dokładnych danych na potrzeby projektowania, analizy i dokumentacji.
