Лазерное сканирование в строительстве

В современном строительстве не обойтись без пространственного моделирования. Выполнить его позволяет методика лазерного сканирования.

Основные особенности

Под лазерным сканированием (ЛС) в этой сфере понимается современная технология моделирования окружающего пространства в формате 3D. Получения объёмных моделей стало возможным за счёт использования лазерного сканера. Действует он по следующей схеме:

1. Генерируемый высокочастотный лазерный луч отражается на колеблющемся зеркале, доходит до конкретного объекта и возвращается в точку, из которой был отправлен.
2. Устройство фиксирует время, за которое луч вернулся обратно, на его основании определяет удалённость от объекта. По такому принципу создаётся множество точек с пространственными координатами. Они складываются в 3D-изображение.

Лазерные сканеры отличаются по следующим характеристикам:

• точности;
• углу обзора;
• скорости сбора информации.

Приборы для ЛС также различаются по дальности действия. Исходя из этого параметра, сканеры бывают следующими:

1. Среднего действия. Максимальная дальность не превышает 100 м.
2. Дальнего действия. Их дальность исчисляется сотнями метров.

Устройства, работающие на расстоянии более 1000 м, называются профессиональными маркшейдерскими.

Преимущества и недостатки

В сравнении с более ранними способами моделирования пространства, ЛС обладает рядом преимуществ:

1. Характеризуется высокой точностью работы. Погрешность измерений является минимальной.
2. Позволяет фиксировать первое и последнее изображение. За счёт такой функции на модели удаётся различить растительность, почву, посторонние предметы.
3. Даёт полную информацию об объекте. Облако, состоящее из миллиона точек с координатами, позволяет отразить на модели мельчайшие детали.
4. Мгновенно визуализирует результат. Изображение сразу представляется в 3D-формате. Дополнительная обработка собранных данных не требуется.
5. Гарантирует безопасную работу. За счёт достаточного угла обзора и дальности действия сканеры позволяют снимать опасные и труднодоступные объекты на безопасном для человека расстоянии.
6. Исключает влияние извне при инженерных, геодезических работах. Правильно настроенный сканер функционирует в режиме автоматики, без человеческого участия. Всё, что требуется для запуска устройства — просто нажать кнопку.
7. Является универсальным методом. ЛС подходит для моделирования объектов любого назначения. Это могут быть жилые здания, промышленные сооружения, архитектурные памятники, рельефы местности, инфраструктурные элементы.
8. Экономит время. Строительство, ремонт проходит значительно быстрее, чем в случаях, когда геодезические, инженерные работы осуществляются по старинке.
9. Выдаёт результат в электронном виде. Цифровая 3D-модель может храниться в разных облачных хранилищах, дата-центрах, на современных носителях информации. Её можно быстро переслать или использовать для совместной работы в компьютерных программах с целью строительства, ремонта, реконструкции зданий.

Ещё одно преимущество лазерных сканеров заключается в том, что результат их работы совместим с различными средствами проектирования от мировых производителей.

Как и любой метод, лазерное сканирование не лишено недостатков.

• Во-первых, подавляющее количество сканеров не может работать при отрицательной уличной температуре. Существуют модели, способные сканировать объекты при температуре до -20 °C. Но они имеют высокую стоимость.
• Во-вторых, автоматический перенос моделей объектов, с непростыми архитектурными формами, часто бывает затруднителен. Причина — неспособность некоторых устройств учитывать конструктивные особенности сооружений, зданий, памятников. Автоматически конвертируется лишь часть собранной информации, соответствующая простым геометрическим формам. Остальные данные в базу приходиться вносить вручную.

Хотя большая часть процесса лазерного сканирования проходит в автоматическом режиме, без привлечения профессиональных специалистов обойтись невозможно. Они необходимы на следующих этапах:

• • выбора точек, с которых будет сканироваться объект;
• • планирования сеансов вычислительного процесса и других операций.

Такая работа требует непосредственного участия человека. Без этого получить полную картину невозможно.

Разновидности ЛС

В зависимости от того, какие сканеры используются для пространственного моделирования, устройства делятся на разные категории:

1. Наземные. Работа осуществляется с помощью стационарных сканеров. Применяется для получения 3D-моделей высотных зданий, частных домов, производственных установок. Посредством наземного сканирования оценивается уровень деформации шахт, мостов, тоннелей. Характеризуется погрешностью от 2 до 5 мм.
2. Воздушным. Выполняется с использованием летательных приборов (в том числе с дистанционным управлением). Позволяет работать с крупными объектами, территориями, имеющими плотную застройку, заболоченными, заросшими лесом участками. Также применяется для 3D-моделирования целых городов. Является самой дорогой разновидностью, даёт погрешность до 15-20 см.
3. Мобильным. Проводится с помощью устройства, зафиксированного на автомобиле. К такому сканированию прибегают, когда нужно смоделировать городскую инфраструктуру, получить 3D-модели объектов большой протяжённости, инженерных систем, дорог, заградительных сооружений, тоннелей, мостов. Его погрешность не превышает 5 см.

В разных видах сканирования точки лазерного отражения отображаются по-разному. При наземном типе это происходит с учётом интенсивности отображаемого излучения, при воздушном — согласно классификации объектов. В случае с мобильным сканированием отображение точек происходит в соответствии с цветами с фотоснимков.

Применение

Основной сферой, в которой применяется этот метод инновационного формирования модели, является строительство и все, что с ним связано. Данная методика позволяет решить следующие задачи:

• собирать максимально полную информацию, требующуюся для возведения объекта, его планового ремонта, работ по реконструкции;
• проектировать, вести топографическую съёмку сооружений промышленного назначения, инфраструктурных элементов;
• моделировать в 3D-формате сложные технологические сооружения или рельеф;
• отслеживать деформацию строящихся и готовых зданий, объектов.

Также современная методика сканирования объектов лазером применяется для формирования электронного трёхмерного кадастра недвижимости, помогает сохранять архитектурное наследие.

Далее >>

Другие обзоры

Изображение	Наименование
	Видеонаблюдение на улице: монтаж и особенности	подробнее
	Купить сварочный генератор в России	подробнее
	Платформа модели 13-4012: основные характеристики и применение	подробнее
	Как выбрать кассетный кондиционер: полное руководство	подробнее
	Где применяются геодезические приборы?	подробнее

Перейти в раздел