3D 掃描測量及BIM 技術(shù)的應(yīng)用研究

湖南高速鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 衡陽 421002

0 前言

3D 的掃描測量科學(xué)技術(shù)，它有著自行測量與采集處理信息數(shù)據(jù)、實時化生成及傳送3D 圖像和點云、數(shù)據(jù)共享各項功能。對于BIM 技術(shù)來說，可為我國建筑事業(yè)向著信息化的方向發(fā)展提供有利支撐。故而，深入研究建筑工程當(dāng)中3D 的掃描測量和BIM 技術(shù)結(jié)合應(yīng)用，現(xiàn)實意義較為突出。

1 技術(shù)應(yīng)用

1.1 存檔原始資料

3D 的掃描測量科學(xué)技術(shù)，屬于建筑工程當(dāng)中有效采集實測實量信息數(shù)據(jù)的核心技術(shù)，掃描精度相對較高，可有效采集既定的工程部位與關(guān)鍵位置數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成電子資料予以存檔處理［1］。

1.2 實現(xiàn)逆向建模

借助3D 的掃描測量科學(xué)技術(shù)，通過選定最適宜站點、數(shù)量與位置，對掃描路徑予以有效明確，多個角度掃描實體建筑，獲取到點的云數(shù)據(jù)，通過系統(tǒng)軟件獲取數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行預(yù)處理及云數(shù)據(jù)的拼接，校正完坐標(biāo)后，將數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)降乩碜鴺?biāo)當(dāng)中，實行三維建模，便于為后期工程的設(shè)計規(guī)劃及BIM模型構(gòu)建奠定基礎(chǔ)［2］。

1.3 比較施工質(zhì)量

通過3D 的掃描測量科學(xué)技術(shù)有效運用后，可獲取到點的運輸局，經(jīng)系統(tǒng)軟件處理操作后，可轉(zhuǎn)換成為BIM 模型信息數(shù)據(jù)，指導(dǎo)功能與現(xiàn)實意義較為突出。對比所構(gòu)建CAD、BIM 基礎(chǔ)模型精度，對工程現(xiàn)場的數(shù)字模型及設(shè)計模型差異性予以有效明確，確保可靠高效化地施工，獲取到工程狀況，改變施工現(xiàn)場的誤差復(fù)核傳統(tǒng)模式，有效縮減由于不規(guī)范的施工技術(shù)操作所致延緩工期、增加成本等問題，確保設(shè)計模型能夠與實際的工況相吻合。對于造型與結(jié)構(gòu)復(fù)雜大規(guī)模的幕墻安裝項目工程，傳統(tǒng)安裝方式主要是通過全站儀整體化測量建筑物，對結(jié)構(gòu)尺寸予以明確，依照單位幕墻，完成水平與垂直的控制線繪制，確保軸線與標(biāo)高具有統(tǒng)一性，實施重復(fù)檢驗及審核，需要花費大量時間，工作效率相對較低。那么，通過3D 的掃描測量科學(xué)技術(shù)有效運用，實施出具采集、整理及分析，復(fù)合結(jié)構(gòu)尺寸，可為幕墻的優(yōu)化設(shè)計提供精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)信息，通過整合3D 的掃描模型及BIM 模型，可重復(fù)復(fù)合幕墻設(shè)計精準(zhǔn)度，為工程施工提供高效化的指導(dǎo)作用。

1.4 追蹤工程進度和檢測質(zhì)量

通過3D 的掃描測量、BIM 技術(shù)實施全數(shù)檢查后，可對抽樣檢測隨機性起到良好規(guī)避作用，為數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性和可靠性提供保障，對質(zhì)量檢測的效率和效果可起到有效提升作用。針對監(jiān)督工作，可縮減工作難度，比如相關(guān)費時性、高風(fēng)險的測量作業(yè)，通過現(xiàn)場掃描后，可在后臺實施細致的對比分析，知曉工程具體建設(shè)狀況，促使項目的參與方交流模式發(fā)生改變，通過音視頻代替了文字與數(shù)據(jù)信息，通過3D 的掃描測量及BIM 技術(shù)有效運用，帶動建筑工程的創(chuàng)新發(fā)展，促使質(zhì)量監(jiān)管向著信息化、精細化的方向轉(zhuǎn)變。當(dāng)前，3D 的掃描測量及BIM 技術(shù)被廣泛應(yīng)用于大規(guī)模的建筑工程墻體等各種結(jié)構(gòu)建造的精度檢測作業(yè)當(dāng)中。

1.5 實行運維管理

建筑項目工程經(jīng)歷了規(guī)劃設(shè)計及施工節(jié)點，并投入相應(yīng)時間與資金過后，工程項目預(yù)期效益會在運行環(huán)節(jié)逐步實現(xiàn)。那么，對于運維環(huán)節(jié)，維護修繕與改建方面所需要投入成本，其在工程項目全生命周期的成本當(dāng)中所占比例較大。從經(jīng)濟角度分析，縮減該部分成本較為重要。對于BIM 技術(shù)應(yīng)用，針對于結(jié)構(gòu)繁雜、多元化功能建筑，配合應(yīng)用3D 的掃描測量科學(xué)技術(shù)，能夠為BIM 技術(shù)有效應(yīng)用提供輔助支持，對管理成本、設(shè)備及現(xiàn)場均可起到輔助作用，優(yōu)化配置及高效化利用各項資源，將運維管理方面的資金成本有效降低。

2 實踐應(yīng)用案例

2.1 在裝配式的建筑安裝及質(zhì)量監(jiān)測方面

工程質(zhì)檢、裝配式的建筑內(nèi)部預(yù)制構(gòu)件安裝方面應(yīng)用3D的掃描測量科學(xué)技術(shù)、BIM 技術(shù)，能夠通過對比分析數(shù)據(jù)信息，知曉現(xiàn)場施工情況與設(shè)計圖之間差異性，對結(jié)構(gòu)安裝、構(gòu)件檢測、裝配效果保障等起到良好引導(dǎo)作用。以深圳機場的T3 航站樓為例，屬于我國首次借助3D 的掃描測量科學(xué)技術(shù)，實施幕墻安裝作業(yè)的項目工程。以起始點為基礎(chǔ)，確立首級平面的控制網(wǎng)，加密處理二三級控制點，高程主要選定四等的水準(zhǔn)布控，把實測的幕墻節(jié)點與鋼結(jié)構(gòu)所隨影三維坐標(biāo)及時傳輸給設(shè)計者，提取結(jié)構(gòu)特點所對應(yīng)單位坐標(biāo)，通過各級測量的控制點，采用全站儀將坐標(biāo)放置到設(shè)計位置方便施工期間使用，確保測量與施工的精度能夠符合標(biāo)準(zhǔn)。建筑的工業(yè)化工程項目施工當(dāng)中3D 的掃描測量科學(xué)技術(shù)、BIM 技術(shù)有效應(yīng)用期間，主要是先通過BIM 系統(tǒng)軟件，設(shè)計項目整體及相關(guān)部分，PC 構(gòu)件廠則是以相關(guān)數(shù)據(jù)與BIM 模型為基礎(chǔ)，生產(chǎn)各層所需要的梁與墻板零件，驗收者借助3D 的掃描測量科學(xué)技術(shù)，對于構(gòu)件實施質(zhì)量檢驗，直觀展現(xiàn)出構(gòu)件的缺陷問題［3］。

2.2 在工程改造和擴建方面

當(dāng)前，我國建筑工程的改建項目逐漸增多，以原有的設(shè)計方案為基礎(chǔ)，構(gòu)建起B(yǎng)IM 模型，能夠為后期對比分析及合理選定設(shè)計方案提供技術(shù)支持。以上海的迪士尼改建項目為例，通過3D 的掃描測量科學(xué)技術(shù)，獲取到原有建筑參數(shù)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)BIM 模型逆向構(gòu)建，并傳輸?shù)皆O(shè)計者手中，實現(xiàn)設(shè)計方案的優(yōu)化及改進處理，在施工全過程當(dāng)中，可借助視頻監(jiān)控實現(xiàn)全程化引導(dǎo)與監(jiān)督。

3 結(jié)語

綜上所述，通過以上分析論述之后我們對于3D 的掃描測量和BIM 技術(shù)在建筑工程當(dāng)中應(yīng)用實踐情況，均能夠有了更加深入地認識及了解。那么，為了能夠在今后更好地在建筑工程各種項目當(dāng)中，巧妙地運用3D 的掃描測量和BIM 技術(shù)高效化落實相關(guān)實踐工作，便還需相關(guān)技術(shù)員們積極投身于實踐探索當(dāng)中，多積累相關(guān)的實踐經(jīng)驗，不斷提升自身專業(yè)化的技術(shù)水平及能力，充分發(fā)揮3D 的掃描測量和BIM 技術(shù)應(yīng)用作用，為建筑工程相關(guān)實踐工作提供強大的技術(shù)支持。