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Bulent Yusuf 2020年5月5日 1 min read

关于点云扫描(scan-to-BIM):你需要知道的全部 | NavVis

了解点云扫描(scan-to-BIM)如何利用 3D 激光扫描技术将现有建筑转化为数字化的点云,用以创建或更新 BIM 模型。

点云扫描(scan-to-BIM)是对现有建筑记录的过程,可用于建筑信息模型(BIM)的数字规划。

3D 激光扫描仪通常捕捉物理建筑、结构或场地的高密度点云,然后用于创建和维护反映建筑“现状”的 BIM 模型。

使用点云扫描制作的模型,后阶段的应用可包括建筑现状文档的建立、项目改造和增建,甚至还包括设施管理。用点云扫描制作的模型对于原始计划、地形登记等之间的比较也非常有用。

这就是点云扫描(scan-to-BIM)概念的基本总结。但为了完整地定义它,我们应该退后几步,分析一下 BIM 所处的背景环境。首先,让我们来探讨一下 BIM 目前在建筑、工程和施工(AEC)行业的实践。

BIM 是什么?

BIM graphic

根据美国国家 BIM 标准项目委员会(National BIM Standard Project Committee)对 BIM 的定义:

“建筑信息模型(BIM)对是工厂设施物理和功能特征的数字呈现。BIM 是共享的知识资源,用于获取有关设施的信息,为其生命周期内的决策提供可靠的基础。从定义上讲,它的存在贯穿于最早的概念到最后的拆除。”

在实践中,BIM 是一种标准化的规划方法,用于创建数字 3D 模型,供 AEC 专业人员使用。一个 BIM 模型可以包括整个场地的物理和功能特征,都涵盖在一个数据集中。

例如,设计师可以创建智能3D模型,并清晰地标注所有的设计元素(包括它们的行为方式和相互之间的关系)。其中只要有一个元素发生改变,如支撑柱或门洞,模型的每一个视图,从剖面到立面到平面都会相应地更新。

但这种操作的权力不会只落在一个专家的手上。BIM 是多个利益相关者在建筑生命周期的不同阶段的相互合作。无论是建筑师、测量师、建筑运营商还是总承包商,每个利益相关者都可以在 BIM 模型中插入、提取、更新或修改信息。

因此,BIM 的价值在于所有的利益相关者都可以使用精心协调过的模型一起工作,而且每个人都清楚自己对整个项目的贡献。BIM 为他们提供了必要的信息和手段来更有效地规划、设计、建造和管理建筑环境。

BIM 与点云扫描(scan-to-BIM)之间有什么联系?

AEC 行业内对实施 BIM 的需求不断增长,对现有建筑的 BIM 示意图的创建需求也在增长。点云扫描(scan-to-BIM)正迅速成为 BIM 流程的一部分。

如果一个项目涉及到一个预先存在的建筑结构或场地(多数情况下都是这样的),在设计师开始工作之前,对现有建筑状况的现实捕捉可以为建筑模型提供非常关键的信息。

简而言之:点云扫描(scan-to-BIM)是将物理空间或场地数字化为激光扫描数据,然后用于创建、开发和维护 BIM 模型的过程。

从 3D 激光扫描仪到点云,再到 BIM 模型

激光扫描数据几乎总是以点云的形式呈现的。点云是三维坐标系内的一组数据点,定位在经典的X、Y和Z轴上,可以代表一个物体的表面或内部环境。

3D 激光扫描设备,如地面激光扫描仪和移动测绘系统,可以进行数百万次的测量,并收集有关建筑环境的信息。接着,这些信息会被处理并组装成一个虚拟形式:点云。

市场上有许多不同类型的激光扫描设备,一般会采用 LiDAR(光探测和测距)或 SLAM(同步定位和测绘)等技术。这些技术提供了生成点云所需的质量和精度水平,以便与标准的 BIM 流程无缝整合。

点云扫描(scan-to-BIM)可以解决的问题

BIM-workflow-cn

如果点云扫描(scan-to-BIM)是解决方案,那么需要解决的问题是什么?点云扫描(scan-to-BIM)可以解决哪些问题呢?

数据收集需要仔细规划,非常耗时。如果现有建筑的 BIM 模型需要定期更新,那就更耗时了。

  • 在设计阶段,不完整或不可靠的信息有时会被用来创建现有建筑的 BIM 模型。这样建成后的文件往往是过时的或零散的。BIM 建模者在不顺利的情况下可能会浪费很多时间,精心拼凑数据来创建一个让人能够理解的 BIM 模型,但却不一定可靠。模型中的误差很可能影响到模型的所有其他用户。

  • 在施工阶段,收集数据以更新和验证模型是一个具有挑战性的过程。它可能涉及到费力的工作,如亲自到现场去测量和拍照。这导致了进一步的后勤障碍,如需要获取进入现场的许可,在现场的时间以及项目参与的员工数也将受限。所有这些都会花费大量时间、资源和预算。

然而,使用 3D 扫描技术,AEC专业人员可以采用点云扫描(scan-to-BIM)的工作流程,使工作事半功倍。点云扫描通过在现场部署 3D 激光扫描仪,建立精确的点云数据集和模型,根据工作所需的速度和规模进行操作。

点云扫描(scan-to-BIM)工作流程的优势

让我们来看看采用点云扫描(scan-to-BIM)工作流程获得优势的一些例子。

最明显的优势是:对于没有现有结构和设计文件数字记录的建筑物,在规划翻新或扩建时会减少误差。在上面讨论的数据收集阶段时,我们触及了这个话题。该工作流程让我们能够更容易地获得可靠的现代标准化格式的平面图。

另外,点云扫描(scan-to-BIM)还提供了质量保证。它允许你在项目的每个阶段比较进度与规划;可以更频繁地在场外进行检查,减少旅行的需要而不影响评估质量。

当在原有建筑附近、具有挑战性的地点开始新的建设项目时,点云扫描(scan-to-BIM)的工作流程也能提供巨大的价值。例如,附近的建筑结构可以使用完整的、最新的工程示意图来保护其免受损害,让你及时发现潜在问题。

另外,旧物业的资产和设施管理人员还可以从 BIM 对新建筑工作效率的提升中获利。比如,他们可以通过确定需要添加绝缘材料的地方来减少他们的碳足迹。此外,用于持续维护的故障报告也会变得更加精确。

总结

点云扫描(scan-to-BIM)是 BIM 流程的一个主要组成部分,它使用频率的增长与 BIM 在建筑和建筑维护中的整体作用成正比。

另一个因素是点云技术的可及性和可用性的不断提高,这降低了AEC专业人士考虑采用点云扫描(scan-to-BIM)的门槛。

项目各个层面的利益相关者——测量师、项目经理、建筑团队、工程师以及室内设计师和建筑师——可以自信协作,并从点云扫描(scan-to-BIM)中获益。

想了解对于端到端标准点云扫描(scan-to-BIM)项目的看法,请阅读我们本系列文章中的另一篇:12步教你如何将一栋实体大楼变身为BIM文件

您还可以下载我们关于使用移动扫描创建 CAD 和 BIM 建筑现状文档的免费资源

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