Лазерное сканирование зданий и сооружений

ava
Акрополь-Гео


«Акрополь-Гео»

Потребность в проведении лазерного сканирования

 

Ускоренный темп строительства и реконструкции промышленных объектов привел к усилению конкурентной борьбы между компаниями, предоставляющими соответствующие услуги. Это, в свою очередь, вызвало повышение требований со стороны заказчиков к качеству и скорости проводимых работ. Одним из наиболее востребованных направлений остается реконструкция устаревших и даже аварийных промышленных зданий, а также мониторинг текущего состояния любых построек.

 

Значительная часть общего объема работ по реконструкции, ремонту и текущему наблюдению включает проведение обмеров зданий, внутренних помещений и отдельных конструктивных элементов. Эксплуатация любых построек постоянно требует регулярного проведения обследований для оценки их несущей способности. Важным фактором данного процесса являются геодезические обмерные работы. Наибольшему воздействию внешней среды подвержены здания и сооружения, которые находятся в длительной эксплуатации. Для таких объектов обследование особенно важно. Основанием для его проведения могут быть различные факторы, такие как наличие дефектов и повреждений несущих конструкций, включая геометрические изменения (например, прогибы, крены, просадки), реконструкция, изменение функционального назначения объекта, а также последствия чрезвычайных ситуаций.



 

Обмерные работы играют ключевую роль в процессе обследования строительных конструкций, так как они позволяют оценить деформации несущих элементов зданий и сооружений. Однако выполнение этих работ часто связано с рядом трудностей. К ним относятся труднодоступность некоторых конструкций, их большое количество и сложность геометрии. Кроме того, при анализе полученных данных нередко выявляются пропуски в измерениях или их недостаточность, что может снизить качество обследования. Существуют разнообразные геодезические методы проведения обмеров, описанные в специальной литературе. Тем не менее, долгое время эти методы играли второстепенную роль, тогда как основная масса обмерных работ осуществлялась вручную. Это объяснялось тем, что традиционные геодезические технологии, использующие оптическое оборудование, не могли удовлетворить современным требованиям по производительности несмотря на то, что они обуславливали приемлемую точность. Важно учитывать, что проведение обмеров на действующих объектах представляет собой сложный и трудоемкий процесс, обусловленный такими факторами, как высокая плотность застройки, значительная высота зданий и наличие множества движущихся элементов (таких как конвейеры и погрузчики).

 

Отсутствие точных данных о реальных параметрах зданий и внутреннего оборудования приводит к ошибкам в новых проектах и, следовательно, к дополнительным расходам на исправление недочетов. Различные службы не располагают единой моделью объекта, что приводит к принятию несогласованных и иногда противоречивых решений. Недостоверная информация о расположении и состоянии тех или иных архитектурных деталей значительно усложняет предотвращение аварийных ситуаций и ликвидацию их последствий.

 

Ситуация кардинально изменилась с внедрением лазерных технологий и мощных вычислительных систем. Современные методы позволяют осуществлять бесконтактные обмеры зданий и конструкций. Чтобы повысить результативность и качество измерительных работ, целесообразно использовать современные способы, такие как наземное лазерное сканирование. Этот метод обладает рядом преимуществ:

  • Возможность получения большого количества избыточных измерений
  • Обеспечение полного контроля состояния строительных конструкций
  • Объективная оценка точности работы
  • Повышение производительности труда
  • Создание трёхмерных моделей, представляющих собой векторные твердотельные изображения

 

Применение наземного лазерного сканирования помогает существенно улучшить процесс обследования и обеспечить более точные результаты.

 

Сам метод основан на определении пространственных координат предмета путем измерения горизонтальных и вертикальных углов, а также расстояний до поверхности измеряемого объекта. По данным, полученным сканером рассчитывается пространственное положение съемочных точек в системе координат прибора.

 

Самым передовым и перспективным направлением называют наземное лазерное сканирование. Основное преимущество заключается в высокой скорости измерений: производительность сканеров достигает 5000 измерений в секунду, что эквивалентно нескольким рабочим дням работы с тахеометром. Лазерный сканер обеспечивает гораздо большую плотность измерений — десятки точек на квадратный сантиметр поверхности вместо одной точки на десять квадратных метров при использовании тахеометра. Это практически исключает человеческий фактор в процессе измерений, обеспечивая среднюю точность до 5 миллиметров.

 

Данные, полученные с помощью лазерного сканера, могут сохраняться в виде сканов и обрабатываться в любое удобное время, что делает возможным создание обмерных чертежей без повторного посещения объекта. Эта технология также подходит для мониторинга технического состояния зданий и сооружений, позволяя сравнивать результаты сканирования одного и того же объекта в разное время и отслеживать происходящие изменения.



Результаты сканирования находят широкое применение как среди архитекторов-проектировщиков для создания архитектурных чертежей, так и среди инженеров, занимающихся эксплуатацией различных объектов (заводов, цехов, производств). На основании 3D моделирования можно создать BIM-модель отсканированных зданий и сооружений. Инновационные компьютерные технологии позволяют совершать виртуальное путешествие по созданному изображению, которое затем сохраняется в стандартном мультимедийном формате для дальнейшей демонстрации. Такой уровень визуализации и детализации недоступен другим методам. Модель сохраняет точное геометрическое соответствие реальному строению и позволяет производить измерения разнообразных расстояний между точками. Возможность получения данных в удобном формате (чертежи, планы, схемы) и передачи их через общепринятые графические стандарты упрощает интеграцию технологии лазерного сканирования в любые программы.

 

Основные отличия лазерного сканирования от других методов состоят в следующем:

  • Полностью реализованный принцип дистанционного зондирования, призванный обеспечивать получение данных об объекте на расстоянии
  • Максимальная полнота и детальность собираемой информации
  • Высокая скорость — до сотен тысяч измерений в секунду (работа на одной точке занимает 2-10 минут в зависимости от плотности точек, общая скорость полевых работ выше, чем при стандартных измерениях)
  • Стоимость съемки и моделирования объектов оказывается ниже, чем при использовании классических технологий, примерно в три раза

 

Процесс проведения сканирования

 

Процесс лазерного сканирования зданий и строений представляет собой высокотехнологичную процедуру, которая позволяет создавать высокоточные 3D модели объектов. Перед началом сканирования необходимо провести тщательную подготовку:

  • Анализируются особенности строения, его размеры, форма и расположение. Определяются оптимальные места установки сканеров для максимального охвата территории
  • Если объект большой или сложной формы, используются специальные мишени, которые помогают точно сопоставлять отдельные участки сканирования
  • Сканирующее устройство калибруется и настраивается под конкретные условия работы. Устанавливаются параметры сканирования, такие как шаг измерений, угол обзора и другие технические характеристики

 

После завершения подготовительного этапа начинается сам процесс сканирования:

  • Лазерный луч направляется на поверхность объекта, отражаясь от нее обратно к сканеру. Время прохождения света позволяет определить расстояние до каждой точки на поверхности объекта
  • Данные о расстояниях и углах поворота лазера фиксируются в памяти устройства. Эти данные представляют собой набор координат точек, образующих так называемое «облако точек»
  • Если здание слишком большое или сложное, сканирование выполняется в несколько этапов из разных позиций. Каждый этап называется «сеансом». В каждом сеансе сканируется определенная часть объекта
  • После каждого сеанса собранные данные регистрируются и объединяются в одно общее «облако точек». Это делается с помощью специальных программных инструментов, которые корректируют возможные искажения и обеспечивают точную стыковку данных

 

После завершения сканирования наступает этап постобработки:

  • Удаляются лишние точки, шумы и артефакты, чтобы оставить только релевантные данные
  • На основании очищенных данных создается трехмерная модель объекта. Эта модель может включать в себя детали архитектуры, элементы конструкции и другие важные аспекты
  • Полученная модель анализируется специалистами для выявления возможных деформаций, отклонений от проекта и других важных аспектов
  • Создаются отчеты, чертежи и другие документы, необходимые для дальнейшего использования модели



Процесс лазерного сканирования зданий и сооружений обычно выполняют специализированные компании или профессиональные геодезисты, обладающие необходимым оборудованием и опытом. Заказчик, заинтересованный в получении трехмерной модели своего объекта, играет важную роль в подготовке и организации процесса.

 

Заказчику также предстоит выполнить определенные шаги для успешного проведения сканирования:

  • Четкое определить, зачем нужно сканирование и какую информацию необходимо получить может включать создание архитектурных чертежей, мониторинг деформаций или разработка BIM-моделей
  • Найти компанию или специалиста, имеющего необходимый опыт и репутацию. Важно убедиться, что у исполнителя есть современное оборудование и навыки работы с ним
  • Обеспечить доступ к объекту для проведения сканирования. Иногда это может потребовать согласования с охранными структурами или другими ответственными лицами
  • Убедиться, что объект готов к сканированию. Это может включать удаление лишних предметов, обеспечение безопасности рабочих зон и прочее
  • Согласовать с исполнителем график и порядок выполнения работ, обсудить возможные риски и ограничения
  • Ознакомиться с результатами сканирования, проверить их на соответствие заявленным целям и утвердить финальную версию
  • Осуществить оплату согласно условиям договора

 

Внедрение технологии лазерного сканирования имеет стратегически важное значение, так как применение современных методов способно значительно облегчить процесс сбора данных и обеспечить максимальную полноту информации об объектах. Использование этой технологии предоставляет ощутимые экономические выгоды благодаря сокращению временных и трудовых затрат, а также повышению точности и детализированности измерений.

 

Для консультации или заказа услуги нажмите кнопку «Оставить заявку» или свяжитесь с нами по телефону +7 (495) 649-22-40 или по email info@acropol-geo.ru