探究BIM结合三维激光扫描在建筑中的应用

探究BIM结合三维激光扫描在建筑中的应用

张保刚1刘岩2郭玉斌3

机械工业第六设计研究院有限公司河南郑州450007

摘要：随着近年来我国建筑事业以及建工技术的不断发展，我国建筑行业正在进行不断地研究与创新。目前BIM和三维激光扫描都是近几年内引领我国建筑行业走向数字化变革的重要技术，由于这两项技术的特点可以形成互补，使得二者结合的的工作效率更加高效，因此，目前人么蒸菜常识将这两项技术结合应用于建筑行业中。

关键词：BIM；三维激光扫描；建筑；应用

引言：随着科学技术的不断发展，我国的建筑技术也越来越偏向数字化的方向不断进步与发展，BIM和三维激光扫描就是其中的代表技术。技术人员正咋常识将二者结合以更加高效的方式解决更加复杂的建筑项目。本文主要介绍BIM与三维激光扫描的技术特点，并对二者结合后在建筑中的应用进行论述。

1、BIM技术

BIM技术“BuildingInformationModeling”，即建筑信息模型，是以建筑项目中的各项数据信息为基础，通过功能特性的的数字化加工后的数字化表达。BIM技术已经逐渐的被行业中的人们所熟知，BIM技术在以三维模型为核心进行分析和信息整理与总结之后，可以通过模型将整个的设计贯穿于一整个完整的建筑项目中，包括施工以及后续的维护，这样的方式可以实现项目过程的通明可视化，可模拟预测化等特点，由此可以让与项目有关的各方人员对项目信息进行准确地预测和决定。

BIM技术是建筑项目相关信息的共享资源，可以为整个项目周期的决策提供可靠地支持，其改变了传统建筑行业的管理模式，推动了建筑行业的技术革新。BIM技术不仅仅包含建筑模型的3D仿真技术，同时包含着在施工过正中的4D、5D和nD功能。3D较好理解，即建中项目中的物理、几何、功能等的可视化表达。而4D是在这些基础项目信息上加入时间的考虑，将施工进度、项目安排、工作顺序等于施工时间相对应的环节进行合理的规划，使得施工过程更加高效。5D便是在基础信息方面加入了经济因素的考量，使得整个的施工过程做到精确、精准、经济、高效，并且可以对工程预算进行实时控制。nD是指对建筑物的应用性能以及客户体验进行分析，简单的说就是将各项因素进行综合，以达到客户最大的满意程度。

BIM技术作用于整个建筑项目的全部环节，是项目工程过程实时控制和监控的支撑，同时也是数字化信息在建筑行业中的最新应用与体现。

2、三维激光扫描技术

三维激光扫描技术又称为“实景复制技术”。三维激光扫描是通过激光的反射信号对物体进行测量，其以一定的频率向被测物发射激光，之后通过接受设备对反射回来的激光信号进行获取，从而得到被测物的三维结构，并且建立相应的三维模型。

三维激光扫描是目前测量空间内多目标三维数据的最先进长距离影像的技术手段。它与传统的建筑测量方法不同，将传统的点测量延伸至面测量，可以快速的构建出被测物的三维模型，并且得到关于点、线、面、体等各项数据。

三维激光扫描技术具有以下几点特点：

（1）非接触测量。采用三维激光扫描技术时不需要对被测物的表面进行处理，该技术无需物体表面光滑进行反射，其采用非接触的方式对被测物进行扫描测量。因此操作更加简便、安全。

（2）测量效率高。目前建筑行业中所采用的三维激光扫描仪的点速度可以达到数千点/秒至数十万点/秒。由此数据可知，其采样十分快速、高效。

（3）高精度、高分辨率。三维激光扫描技术可以快速的进行海量信息的分析，并且其精度与分辨率都是传统测量方式无法比较的。

（4）兼容性好。三维激光扫描技术所采集汇总的数据是数字化信息，因此便于后期的处理，并且处理后的数据信息也可以在其他的软件上进行数据传输与共享。

（5）便携使用。目前常用的扫描仪都具有防水、防潮、体积小、重量轻等特点，并且其比那与操作对环境的要求不高，因此非常方便，适合野外以及工地使用。

（6）可与相机、QPS系统配合。三维激光扫描仪可以与外置数码相机和GPS系统相连接，这样可以使最后的数据更加准确，可以得到更加全面的彩色图像和地理信息。

3、BIM与三维激光扫描的结合

BIM与三维激光扫描技术的结合所带来的最大效果便是建筑项目的数据整合。在应用的过程中利用三维激光扫描仪的到被测物的相关数据，处理之后得到BIM可以识别的数据信息，再进行BIM的整体分析。

BIM结合三维激光扫描主要在建筑项目中分为两类应用。第一种是进行逆向建模，即对于一些图纸残缺或是缺失图纸的建筑，通过三维激光扫描采集数据，将数据导入BIM系统中进行建模。第二种是应用于控制施工质量。

3.1BIM逆向建模

一些旧建筑由于时间太久图纸残缺或是经过多年的位移导致在对其进行改造或重建时无法得到建筑的所有准确数据信息，在这种情况下便可以通过三维激光扫描建筑物，利用点云数据将信息输入BIM系统中，逆向构建BIM模型，从而得到完整的建筑物信息，为后续的维护或重建提供基础的数据信息。BIM结合三维激光扫描的方式可以更快速高效的得到人们需要的建筑信息数据，避免了以人为方式测量造成的人工预算，同时更加防止了认为测量对建筑造成的损害，这样的方式提高了建模的速率和工程的成本预算。

在处理过程中需要经过几个环节处理。

（1）点云拼接，由于扫描是分成各个不同位置进行分站扫描的，所以要得到最后的完整信息图像需要将各站数据进行拼接。

（2）去燥处理，由于在扫描过程中，外部环境会产生或多或少的影响，导致最后采集的数据内存在不稳定的点或错误信息，而这些数据会对最后数据的准确性产生影响，因此在数据拼接之后民谣奖这些不准确地数据进行清除。这个清楚的过程便是去燥处理。

（3）三维建模。

3.2施工质量控制

在施工的过程中，通过三维激光扫描得到建筑物的准确数据，将数据导入BIM系统中通过对比扫描出的模型与之前进行设计时所建立的模型，便可以指导施工现场的施工情况以及项目的进度是否正常、建筑的施工质量是否合格等。

4、结语

BIM结合三维激光扫描技术在建筑中的应用目前还处于初级阶段，其更多的应用方面和作用还需要技术人员的进一步开发和探索。随着技术的不断革新，数字化将更多的应用于建筑行业。

参考文献

[1]唐丽.BIM结合三维激光扫描技术在矿山建设施工测量中应用[J].世界有色金属,2018(07):27-28.

[2]王佩.三维激光扫描结合BIM技术在建筑建模中的应用[J].电子测试,2018(08):125-126.

作者简介

张保刚，1984年2月20日，研究生，目前为工程师，准备申报高级工程师从事工程项目管理信息化主研方向：智能制造、智能建造，工作单位：机械工业第六设计研究院有限公司，单位邮编：450007。