Skanowanie laserowe

Skanowanie laserowe zwane jest też skanowaniem 3D albo skaningiem laserowym. Podstawowym narzędziem jest tutaj skaner laserowy. Nie wchodząc w techniczne szczegóły i delikatnie upraszczając całe zagadnienie można powiedzieć, że skaner to taki zautomatyzowany tachimetr. Różnica między nimi polega na tym, że prędkość tachimetru to kilkanaście punktów w ciągu minuty. Skaner  – milion w ciągu sekundy. Wobec tego zamiast mierzyć wybrane punkty można pomierzyć wszystko. Efektem takich pomiarów jest chmura punktów – coś co wygląda jak miły dla oka model 3D a jednocześnie jest zbiorem danych o milimetrowej dokładności. Z takiej metody pomiaru płyną liczne korzyści, przede wszystkim oszczędność środków i czasu. Czasem pozwoli podnieść prestiż firmy (gdy stosuje taką nowoczesną technologię), czasem zaś go uratować (gdy na podstawie chmury udowodni, że uszkodzenie zabytkowej elewacji już było zanim firma przystąpiła do projektu). Skanowanie laserowe oznacza:

Krótki czas pomiaru

To co geodeta będzie mierzył pół dnia skanerem można zrobić w godzinę. Na dużych i skomplikowanych obiektach (np. przemysłowych) ta przewaga rośnie jeszcze bardziej.

Bezdotykowy charakter pomiaru

Odległość od mierzonego obiektu może wynosić od kilku metrów do nawet kilometra ale nadal nie trzeba do niczego podchodzić. Ma to szczególne znaczenie przy dokumentacji zabytków i obiektów w miejscach niebezpiecznych.

Dokładność

Skanery wyznaczają pozycję pojedynczego punktu z dokładnością do kilku milimetrów (zależnie od modelu skanera), dokładność całego obiektu może sięgnąć nawet poniżej centymetra. Mając takie dane można uniknąć wielu problemów jeszcze na etapie planowania - od zakupu mniejszej ilości materiałów do przewidzenia, że projektowany element może się i zmieści ale urządzenie wykorzystywane do jego transportu już nie.

Pomiar wszystkiego

Ponieważ skaner mierzy wszystko dookoła, nie trzeba wracać do obiektu, aby uzupełnić brakujące pomiary.

Cyfrowa postać danych

Zawsze pod ręką, wszystko w jednym miejscu. Chmury punktów można obejrzeć w darmowych przeglądarkach. Bez problemu można je również zaimportować do programów BIM i CAD. Dzięki tym rozwiązaniom obecność zespołu modelującego na terenie obiektu nie jest konieczna. Docenią to firmy, które musiałyby organizować wyjazd i nocleg dla wielu pracowników albo występować o przepustki na obiektach chronionych.

Rozdzielczość

Odległości pomiędzy pomierzonymi punktami mogą wynosić zaledwie milimetr. Skanowanie laserowe to najlepsza metoda na inwentaryzację obiektów o skomplikowanej geometrii.

Drony i fotogrametria

Powszechne zastosowanie dronów to robienie zdjęć i filmów z powietrza. Nie każdy jednak wie, że oprócz pięknych materiałów promocyjnych można też je wykorzystać w bardziej pragmatyczny sposób. Fotogrametrycznie opracowane zdjęcia można wykorzystać do generowania modeli 3D (tak, z płaskich zdjęć można uzyskać trójwymiarowy model) a stąd już prosta droga do obliczania mas, powierzchni, objętości i oczywiście odległości. Pojawienie się dronów zrewolucjonizowało dwie branże – fotografię i fotogrametrię. Dziś w fotogrametrii drony dają te same możliwości, które do tej pory były dostępne tylko przy wykorzystaniu samolotów i satelitów. Stosowanie dronów oznacza:

Niski koszt pozyskania danych

Za ułamek ceny tradycyjnego nalotu fotogrametrycznego otrzymujemy równie dokładny lub dokładniejszy produkt.

Rozdzielczość

Jeśli w modelu lub na mapie musi być widoczna każda kostka lub cegła to jest to osiągalne. W przypadku mniejszych obiektów można odtworzyć nawet milimetrowe szczegóły.

Dokumentacja fotograficzna.

Zdjęcia są bazą do dalszych opracowań ale nic nie stoi na przeszkodzie by wykorzystać je też do innych celów - np. promocji, inspekcji stanu technicznego czy jako materiał dowodowy w sądzie.

Dokładność

Wykonanie produktu zgodnie z zasadami fotogrametrii pozwala na osiągnięcie dokładności na poziomie centymetra.

Szybkość

Dronem można pomierzyć znaczny obszar w ciągu kilku godzin. Ten sam pomiar tradycyjnymi metodami trwałby kilka dni.

Dostępność

Pomiary, których nie da się zrobić z ziemi (np. dach kamienicy) można wykonać przy pomocy drona.

Skanowanie laserowe + fotogrametria z drona

Chmurę punktów można uzyskać zarówno ze skanera laserowego jak i fotogrametrii. Łącząc te technologie jesteśmy w stanie zaoferować kompletny pomiar obiektu i jego otoczenia. Poniższy przykład pokazuje jak dokładne jest takie połączenie.

Obraz po lewej przedstawia chmurę punktów ze skanera laserowego. Pomiar z ziemi części dachu zaznaczonej czerwoną ramką był niemożliwy. Po prawej stronie widać efekt połączenia z chmurą z drona.

Po lewej przekrój przez fragment budynku gdzie dach udało się zeskanować. Obraz po prawej ukazuje jak dokładnie chmura z drona pokrywa się z tą ze skanera.

Przekrój przez ten fragment gdzie skaner nie sięgnął. Obraz po lewej nie daje żadnej informacji o grubości dachu. Obraz po prawej – przeciwnie.

BIM na bazie chmury punktów

Technologia BIM (Building Information Modeling) uważana jest za przyszłość budownictwa. Mimo iż standardy, prawodawstwo i metodyka cały czas się kształtują, już dzisiaj można skorzystać z tej technologii. Należy pamiętać, że zastosowanie BIMu nie oznacza automatycznie większych zysków. Korzyści przyjmują postać finansową dzięki oszczędności czasu, zarządzaniu procesem, dokładniejszym przedmiarom i rozwiązywaniu problemów zanim te wystąpią. Pozwoli to unikać strat, przestojów i kolejnych problemów. 

O BIMie najwięcej mówi się w kontekście nowych inwestycji. Zastosowanie tej technologii dla istniejących budynków pozwala uporać się z trudnościami, które od zawsze trapiły projektantów. Braki w dokumentacji, niezgodność wymiarów, zmiany wprowadzone na budowie bez konsultacji z architektem czy zwykłe starzenie się budynków. To problemy, z którymi projektanci radzą sobie wykorzystując model na podstawie chmury punktów.

Model zgody z rzeczywistością

Rzadko kiedy tradycyjna dokumentacja pokrywa się ze stanem faktycznym. Im starszy budynek tym większe rozbieżności. Wykorzystując model BIM wykonany na podstawie chmury punktów, wszyscy pracują na tych samych, aktualnych i zgodnych z rzeczywistością danych.

Dbałość o detale

Miliony punktów tworzących chmurę pozwalają odtworzyć szczegóły o skomplikowanej geometrii z jednoczesnym zachowaniem ich wymiarów.

Bezproblemowe przekazanie plików

Rzuty, przekroje i całe modele dostarczymy w wybranym formacie. Do Autocada proponujemy sprawdzony .DWG a do programów BIMowych - IFC. Problemu nie stanowią również formaty natywne: Revita (.rvt) Archicada(.pln) i innych programów.

Analizy inżynierskie w pakiecie

Rozdzielczość i dokładność chmury punktów pozwala przeprowadzić analizy odpowiadające na trudne problemy projektowe lub inżynierskie. Można je wykonać nawet jeśli pierwotnie nikt nie podejrzewał, że mogą być potrzebne. Zamiast zamawiać dodatkowe pomiary można "od ręki" wygenerować mapę płaskości posadzki, pionowości elewacji lub sprawdzić czy dane elementy są zamontowane zgodnie z projektem.

Wizualizacja zmian

Szczegółowa dokumentacja techniczna, zwłaszcza dwuwymiarowa, może być trudna do zrozumienia dla nie-specjalistów. Stosując BIM można pokazać łatwy w interpretacji model 3D gdzie jasno widać proponowane zmiany wraz z analizą ich skutków. Może to być np. zliczanie materiałów do budowy i związany z tym koszt. Równie ważne jest wykrycie kolizji między obiektami istniejącymi a projektowanymi. Daje to czas i szansę na wykrycie problematycznej sytuacji zanim w ogóle wystąpi. Porównując stan istniejący (w postaci chmury punktów lub modelu BIM) z projektowanymi elementami można sprawdzić i zaplanować ich podłączenie do istniejącej instalacji tak by niczego nie zostawiać przypadkowi.

Baza danych o obiekcie

Zwykłe modele 3D niosą dane o położeniu obiektu, jego kształcie i wymiarach. Modele BIM są również bazą danych. Ściana dostarczy informacji o jej grubości, warstwach, które ją tworzą, zastosowanych materiałach, przenikalności cieplnej i wielu innych. Dane te mogą posłużyć do obliczeń i analiz na etapie projektowania, w trakcie budowy a nawet po jej zakończeniu - przez cały cykl życia budynku.