Лазерное 3D сканирование зданий, сооружений, помещений - что это такое и кто делает

Задачи современного проектирования, строительства, эксплуатации зданий и сооружений, безусловно требуют новых подходов в их решении. Так, на сегодняшний день, передовиками в данных отраслях являются лазерные 3D сканеры, позволяющие представлять данные об объектах в трехмерном пространстве, а также осуществлять информационное моделирование зданий (BIM).
В данной статье мы расскажем, что такое лазерное 3D сканирование зданий, сооружений, помещений и кто это делает.

Что такое лазерное сканирование и кто его делает

Лазерное 3D сканирование — это технология измерения поверхностей, а точнее получения пространственных координат характерных точек поверхностей при помощи лазерного сканера.
В свою очередь, лазерный сканер – это устройство, излучающее лазерные лучи, которые отражаясь от поверхности сканируемого объекта, возвращаются на датчики прибора и в результате формируют так называемое «облако точек».

Расстояние до объекта определяется импульсным или фазовым методом. Последний, кстати, более точный, поскольку при определении пространственных координат импульсным методом учитывается время лучей «в пути», а при фазовом методе дополнительно учитывается еще целый ряд факторов, таких как: форма и длительность импульса, отражательные свойства поверхности, текстура объекта и пр.
Такие приборы обладают огромным преимуществом относительно привычного всем геодезического оборудования (например, тахеометра).

Так лазерный 3D сканер способен снимать всю сферическую область вокруг себя, что минимизирует количество перемещений прибора, а точность таких измерений составляет порядка нескольких миллиметров (в зависимости от расстояния между снимаемой поверхностью и точкой установки прибора). Также количество измеряемых точек в секунду может достигать миллиона, что не идет ни в какое сравнение со скоростью измерений даже опытного геодезиста, использующего тахеометр. Ввиду того, что полностью отсутствует человеческий фактор, ни одна малейшая деталь поверхности или незначительная особенность геометрии здания не скроется от лазерного луча прибора и не будет пропущена.

Процесс сканирования оставляет далеко позади все ранее используемые методы измерений как по части скорости и точности, так и по части автоматизации. Фактически, прибор достаточно установить на точку стояния и просто запустить процесс сканирования.

Лазерное 3D сканирование бывает 3 видов:

Наземное лазерное сканирование – осуществляется при помощи стационарных приборов. Применяется для высокоточных измерений пространственных объектов, в том числе и сложной формы (здания, промышленные сооружения, памятники архитектуры и т.д.). Более подробно о данном виде лазерного сканирования читайте в статье: "Наземное лазерное сканирование".

Воздушное лазерное сканирование – сканирование осуществляется с воздуха при помощи летательных аппаратов. Используется для изучения участков больших площадей или густо застроенных территорий. Более подробно о данном виде лазерного сканирования читайте в статье: "Воздушное лазерное сканирование".

Мобильное лазерное сканирование – приборы монтируются на транспортное средство. Эксплуатируется, как правило, для сканирования линейных объектов (имеющих значительную протяженность): автомобильные и железные дороги, магистральные трубо- и газопроводы и пр. Более подробно о данном виде лазерного сканирования читайте в статье: "Мобильное лазерное сканирование".

Однако, ввиду дороговизны 3D сканеров (стоимость прибора +- равна стоимости нового автомобиля бизнес-класса немецкого производства) далеко не все фирмы могут позволить себе сей девайс, а значит продолжают работать привычными способами, что негативным образом сказывается на сроках исполнения работ. Справедливости ради стоит отметить, что наиболее инициативные и прогрессивные приловчились брать 3D оборудование в аренду, такая возможность тоже есть.

На сегодняшний день многие активно продвигают свои услуги по лазерному сканированию весьма успешно и рынок подобных услуг только набирает оборот, но несмотря на «умный» прибор, качественной постобработкой полученных данных занимаются все же профильные специалисты и это как правило:

• фирмы, оказывающие услуги по геодезии, картографии и ГИС;
• фирмы специализирующиеся на 3D сканировании и BIM;
• проектные, строительные, экспертные и инженерно-изыскательские компании;
• инжиниринговые компании и пр.

Непосредственные исполнители лазерного 3D сканирования

Поскольку цена лазерного 3D сканирования все еще «кусачая», рекомендуем обращаться только к добросовестным поставщикам, таким как:

ООО "БРИГС"

ООО «А-ГЕО»

АО «ПРИН»

Также, если заказываете услуги по 3D сканированию в холодное время года, уточняйте у исполнителей работ способность их оборудования функционировать при минусовых температурах, поскольку далеко не все приборы работают при температуре воздуха ниже +5°С.

Лазерное сканирование зданий, строений и фасадов

Теперь давайте разберемся с самим процессом лазерного сканирования зданий, строений и фасадов, где оно получило наиболее широкое применение.

Для лазерного 3D сканирования зданий, строений и фасадов, как правило, используется метод наземного лазерного сканирования.

Поскольку не всегда фасад удается отснять с одно точки стояния, а здания и строения – пространственные объекты зачастую непростой геометрии, а значит отсканировать объект в один присест не получится, прибор придется переставлять. В таких случаях, когда произвести измерения с одной точки невозможно (например, не хватило области обзора прибора) облаков точек создается несколько. Чтобы впоследствии сшить облака в единую модель, в натуре используются специальные сферы, которые закрепляются на объекте сканирования в зонах взаимного перекрытия сканов для последующей ориентации по ним.

Сшивка сканов и вся последующая постобработка полученных данных (удаление лишних объектов, выделение несущих, ограждающих элементов и элементов отделки и т.д.) производится при помощи специализированного программного обеспечения (ПО). С помощью такого ПО осуществляется импорт данных с лазерного 3D сканера и преобразование облака точек в трехмерную модель.

Многие 3D сканер также оснащены фото-видеокамерами, с помощью которых можно определить область сканирования, произвести визуальный контроль произведенных измерений, а также придать облаку точек естественный цвет.
При этом с помощью 3D сканирования можно не только создавать трехмерные модели, но и получать всем привычные 2D чертежи и планы для проектирования и контроля строительно-монтажных работ.

3D сканирование сооружений, памятников архитектуры

Лазерное 3D сканирование просто незаменимо при измерениях сооружений (например, инженерно-технических) и памятников архитектуры, поскольку именно эти виды объектов обладают наиболее сложной геометрией и конструкцией.

Так, ранее, произвести замеры объектов, например, сферической формы привычными способами было крайне трудоемко, а при помощи лазерного сканирования возможно получить максимум информации о геометрической структуре объекта абсолютно любой сложности.
На сегодняшний день только 3D сканирование памятников архитектуры способно обеспечить достаточную детализацию чертежей объектов, что так важно при их реставрации и сохранении культурного наследия.

Стоимость на лазерное сканирование, цена на модную работу

Ввиду оптимизации процесса съемки при помощи лазерного сканирования, рынок подобных услуг набирает обороты в полную силу.
При этом однозначную цифру стоимости лазерного сканирования назвать сложно, поскольку ее расчет определяется массой факторов и рассчитывается под каждый объект индивидуально.
Для конкретизации добавим, что средняя цена лазерного сканирования на рынке начинается от 25 руб. за кв.м, а далее больше, поскольку на стоимость лазерного сканирования влияют:

• площадь сканирования;
• сложность конструктива и геометрии объекта;
• география объекта;
• состав получаемой документации (облако точек, 3D модель, 2D чертежи, обмерные планы или др.).