河南BIM公司浅谈点云三维激光扫描技术在BIM技术领域的应用2022-03-31 14:09:05
关于点云三维激光扫描技术：
点云三维激光扫描技术是一种非接触主动式快速获取物体表面三维密集点云的技术，已成为高时空分辨率三维对地观测的一种主要手段。该技术可直接获取具有三维坐标(X, Y, Z)和一定属性(反射强度等)的海量、不规则空间分布的三维点云，而且受天气影响小，同时具有一定的穿透性，在全球变化、智慧城市、资源调查、环境监测、基础测绘等领域发挥越来越重要的作用。
点云三维激光扫描技术又称为实景复制技术，利用激光测距原理，通过高速激光扫描测量方法，大面积、高分辨率地获取被测对象表面的高精度三维坐标数据以及大量空间点位信息，可以快速建立高精度(精度可达毫米级)、高分辨率的物体真实三维模型以及数字地形模型。是测绘领域继GPS技术之后的又一次技术革命。
什么是BIM技术：
BIM（Building Infermation Modeling）技术是Autodesk公司在2002年率先提出，已经在全球范围内得到业界的广泛认可，它可以帮助实现建筑信息的集成，从建筑的设计、施工、运行直至建筑全寿命周期的终结，各种信息始终整合于一个三维模型信息数据库中，设计团队、施工单位、设施运营部门和业主等各方人员可以基于BIM进行协同工作，有效提高工作效率、节省资源、降低成本、以实现可持续发展。
BIM的核心是通过建立虚拟的建筑工程三维模型，利用数字化技术，为这个模型提供完整的、与实际情况一致的建筑工程信息库。该信息库不仅包含描述建筑物构件的几何信息、专业属性及状态信息，还包含了非构件对象（如空间、运动行为）的状态信息。借助这个包含建筑工程信息的三维模型，大大提高了建筑工程的信息集成化程度，从而为建筑工程项目的相关利益方提供了一个工程信息交换和共享的平台。
BIM有如下特征：它不仅可以在设计中应用，还可应用于建设工程项目的全寿命周期中；用BIM进行设计属于数字化设计；BIM的数据库是动态变化的，在应用过程中不断在更新、丰富和充实；为项目参与各方提供了协同工作的平台。
三维激光扫描和BIM技术的结合
现场数据的采集，是点云前期的重要工作，点云数据的精度取决于仪器精度，大概两分钟一个数据塔位；数据采集很快呈现在激光设备中进行校对，数据转码后可以导入到BIM软件中使用。
得到三维点云数据后，可以导入到BIM软件中进行校对工作。点云是设计的一个辅助工具，也可以像剖切模型一样轻松可见平面、剖面、三维等视角。在施工阶段进行激光扫描具有许多优势，尤其是能够通过覆盖区、立面、剖面和3D模型，快速根据初始设计和计划检查项目进度的能力。
目前，根据不同应用领域的需求，点云已经应用到工程的很多方面，譬如:地址勘探、无人机测量、放射性勘察、文物考古、古建筑修复、旧房改造、机场改扩建等。
改扩建项目中点云现状实测
建筑的改扩建项目中测量一直是个难题。难点在于，现状和原设计图纸不一致，以至于图纸无法提供建筑的设计基础信息；面积和场地受限，大空间建筑是无法完成实际手工测量的，测量仪器精度不准确，以至于测量数据没有参照作用。
点云技术能够在虚拟环境对建筑物进行可视化处理，使业主或设计团队能够实景测量设计方案，并找出影响决策的因素。
新建项目中点云扫描模型和竣工模型比对
新建项目在建造过程中有大量的设计变更，激光扫描具有节省时间和成本的巨大潜力，尤其在应对施工现场的困难或繁琐复杂条件时，可提供一个与真实现场一致的数字化模型供各方讨论研究。借助点云技术的优势，点云扫描模型可以和竣工BIM模型比对。
优点在于，三维全透析模型与实际设计模型重叠与否碰撞可见，缺点也是显而易见，由于点云数据是借助光谱照射生成的点，也就是说照射不到的位置无法生成参照数据点，例如：吊顶内的设备，需要在吊顶完工前进行设备扫描，如果吊顶有遮挡，点云技术也无计可施。
文物保护项目中点云逆向复原
在古建筑修复项目中，可以通过点云扫面生成模型，现场测量一直是文物修复中的一个重要技术难题，难点在于建筑年代久远，图纸无保存，建筑高大结构复杂，斗拱构件无法测量。
综上所述，三维激光扫描技术可以高效、完整地记录施工现场的复杂情况，与设计BIM模型进行对比，为工程质量检查、工程验收带来巨大帮助。其应用思路主要是通过BIM模型与三维激光扫描设备结合进行正向或者逆向应用配合，达到现场高精度测量放线、精度把控、现场复核等工作。无论是在项目设计、施工、运维管理全生命周期的任何阶段，三维激光扫描技术都可以高效、完整地记录施工现场的复杂情况，并与BIM模型集成，为工程质量检查、工程验收带来巨大帮助。
点云三维激光扫描技术是一种非接触主动式快速获取物体表面三维密集点云的技术，已成为高时空分辨率三维对地观测的一种主要手段。该技术可直接获取具有三维坐标(X, Y, Z)和一定属性(反射强度等)的海量、不规则空间分布的三维点云，而且受天气影响小，同时具有一定的穿透性，在全球变化、智慧城市、资源调查、环境监测、基础测绘等领域发挥越来越重要的作用。
点云三维激光扫描技术又称为实景复制技术，利用激光测距原理，通过高速激光扫描测量方法，大面积、高分辨率地获取被测对象表面的高精度三维坐标数据以及大量空间点位信息，可以快速建立高精度(精度可达毫米级)、高分辨率的物体真实三维模型以及数字地形模型。是测绘领域继GPS技术之后的又一次技术革命。
什么是BIM技术：
BIM（Building Infermation Modeling）技术是Autodesk公司在2002年率先提出，已经在全球范围内得到业界的广泛认可，它可以帮助实现建筑信息的集成，从建筑的设计、施工、运行直至建筑全寿命周期的终结，各种信息始终整合于一个三维模型信息数据库中，设计团队、施工单位、设施运营部门和业主等各方人员可以基于BIM进行协同工作，有效提高工作效率、节省资源、降低成本、以实现可持续发展。
BIM的核心是通过建立虚拟的建筑工程三维模型，利用数字化技术，为这个模型提供完整的、与实际情况一致的建筑工程信息库。该信息库不仅包含描述建筑物构件的几何信息、专业属性及状态信息，还包含了非构件对象（如空间、运动行为）的状态信息。借助这个包含建筑工程信息的三维模型，大大提高了建筑工程的信息集成化程度，从而为建筑工程项目的相关利益方提供了一个工程信息交换和共享的平台。
BIM有如下特征：它不仅可以在设计中应用，还可应用于建设工程项目的全寿命周期中；用BIM进行设计属于数字化设计；BIM的数据库是动态变化的，在应用过程中不断在更新、丰富和充实；为项目参与各方提供了协同工作的平台。
三维激光扫描和BIM技术的结合
现场数据的采集，是点云前期的重要工作，点云数据的精度取决于仪器精度，大概两分钟一个数据塔位；数据采集很快呈现在激光设备中进行校对，数据转码后可以导入到BIM软件中使用。
得到三维点云数据后，可以导入到BIM软件中进行校对工作。点云是设计的一个辅助工具，也可以像剖切模型一样轻松可见平面、剖面、三维等视角。在施工阶段进行激光扫描具有许多优势，尤其是能够通过覆盖区、立面、剖面和3D模型，快速根据初始设计和计划检查项目进度的能力。
目前，根据不同应用领域的需求，点云已经应用到工程的很多方面，譬如:地址勘探、无人机测量、放射性勘察、文物考古、古建筑修复、旧房改造、机场改扩建等。
改扩建项目中点云现状实测
建筑的改扩建项目中测量一直是个难题。难点在于，现状和原设计图纸不一致，以至于图纸无法提供建筑的设计基础信息；面积和场地受限，大空间建筑是无法完成实际手工测量的，测量仪器精度不准确，以至于测量数据没有参照作用。
点云技术能够在虚拟环境对建筑物进行可视化处理，使业主或设计团队能够实景测量设计方案，并找出影响决策的因素。
新建项目中点云扫描模型和竣工模型比对
新建项目在建造过程中有大量的设计变更，激光扫描具有节省时间和成本的巨大潜力，尤其在应对施工现场的困难或繁琐复杂条件时，可提供一个与真实现场一致的数字化模型供各方讨论研究。借助点云技术的优势，点云扫描模型可以和竣工BIM模型比对。
优点在于，三维全透析模型与实际设计模型重叠与否碰撞可见，缺点也是显而易见，由于点云数据是借助光谱照射生成的点，也就是说照射不到的位置无法生成参照数据点，例如：吊顶内的设备，需要在吊顶完工前进行设备扫描，如果吊顶有遮挡，点云技术也无计可施。
文物保护项目中点云逆向复原
在古建筑修复项目中，可以通过点云扫面生成模型，现场测量一直是文物修复中的一个重要技术难题，难点在于建筑年代久远，图纸无保存，建筑高大结构复杂，斗拱构件无法测量。
综上所述，三维激光扫描技术可以高效、完整地记录施工现场的复杂情况，与设计BIM模型进行对比，为工程质量检查、工程验收带来巨大帮助。其应用思路主要是通过BIM模型与三维激光扫描设备结合进行正向或者逆向应用配合，达到现场高精度测量放线、精度把控、现场复核等工作。无论是在项目设计、施工、运维管理全生命周期的任何阶段，三维激光扫描技术都可以高效、完整地记录施工现场的复杂情况，并与BIM模型集成，为工程质量检查、工程验收带来巨大帮助。
