Создание информационной модели здания на основе технологии лазерного сканирования

Введение 3
Глава 1. Информационная модель здания, как новый инструмент в строительном производстве 6
1.1 Понятие информационной модели здания. Методы создания 6
1.2 Сбор данных об объекте методом лазерного сканирования 8
1.3 Опыт создания информационной модели здания с использованием технологии
лазерного сканирования 16
1.4 Оборудование, применяемое в наземном лазерном сканировании 20
1.5 Программное обеспечение для информационного моделирования по данным
лазерного сканирования 23
1.6 Программное обеспечение Trimble SketchUp Pro, V-Ray Next и Autodesk
AutoCAD Civil 3D 40
1.7 Примеры построений ИМЗ в программном обеспечении SketchUp Pro 47
Глава 2. Создание информационной модели здания Казанской городской
астрономической обсерватории 51
2.1 Историческое значение здания кафедры астрономии и космической геодезии
Казанского университета. Порядок создания модели 51
2.2 Сбор и обработка исходных данных наземного лазерного сканирования 53
2.3 Сбор информации о геометрических данных строения в ПО Autodesk
Civil 3D 55
2.4 Построение информационной модели здания в ПО Trimble SketchUp Pro 57
2.5 Визуализация модели в ПО V-Ray Next 70
2.6 Оценка достоверности модели, созданной в ПО Trimble SketchUp 74
2.7 Экспорт 3D модели здания в Google Earth и основные требования к содержанию
экспортируемого файла 75
2.8 Использование созданной информационной модели здания 78
Заключение 80
Список литературы 82
Купить

В последний период времени при проектировании и строительстве зданий и сооружений применяется технология информационного моделирования, которая позволяет создать виртуальную копию здания или сооружения на всех этапах его жизненного цикла, от проектирования до консервации и сноса.
Информационные модели создаются как для проектируемых зданий, так и для уже построенных.
Важным аспектом построения информационной модели уже созданных объектов является сбор данных об их пространственных (геометрических) характеристиках.
В настоящее время выделяют несколько методов получения пространственной информации, как геометрической основы модели:
1. Лазерное сканирование;
2. Фотограмметрическая съемка;
3. Обмерные чертежи, исполнительные схемы, проектная документация в цифровом и бумажном виде.
Представленное далее исследование посвящено попытке построить информационную модель здания кафедры астрономии и космической геодезии Института физики Казанского федерального университета, которое до второй половины прошлого века служило действующей Казанской городской астрономической обсерваторией. А сегодня являет собой памятник архитектуры и истории астрономии в Казанском университете и в тоже время активно эксплуатируется как учебный корпус университета.
Таким образом, выбранный объект хорошо подходит для демонстрации возможностей технологии информационного моделирования зданий (ИМЗ) применительно к существующим зданиям и сооружениям. Здесь присутствует и необходимость сохранения исторического, архитектурного облика обсерватории во время ее активного использования в качестве
учебного здания, и возможность использования модели для оптимизации эксплуатации объекта или будущей реставрации.
В качестве метода сбора пространственных данных о кафедре астрономии в работе выбран метод лазерного сканирования, как один из наиболее точных, информативных и производительных способов.
Исходный материал был получен благодаря усилиям одного из сотрудников кафедры - доцента, кандидата физико-математических наук Рената Вагизовича Загретдинова и специалистов компании - производителя геодезического оборудования - Trimble, которая активно сотрудничает с учебными заведениями.
Информационное моделирование неразрывно связано с программным обеспечением, в котором создается модель. Практически, в узком смысле, освоение технологии ИМЗ - это освоение программного продукта для моделирования. В настоящей работе в качестве основной выбрана программа известного производителя ПО для автоматизации проектных работ - SketchUp Pro компании Trimble.
Актуальность исследования вопроса создания информационной модели по данным лазерного сканирования для современной геодезии не вызывает сомнений. Поскольку геодезия как наука о высокоточных измерениях с целью получения пространственных характеристик объектов всегда была неразрывно связана с процессом возведения новых, реконструкции построенных ранее зданий, сооружений и сбором топографической информации для целей проектирования этих объектов. Поэтому изучение основ информационного моделирования для геодезиста сегодня является важной задачей, решение которой даст специалистам в этой области ответ на вопрос: как им работать с ИМЗ при сопровождении строительства зданий и сооружений?
Другой немало важной задачей данной работы является исследование метода лазерного сканирования, как источника высокоточных геодезических данных. Так как данный метод к настоящему моменту уже широко используется при решении различных инженерно-геодезических задач: крупномасштабные топографические съемки, мониторинг деформаций, получение исходных данных для проектирования и др.
В первой главе приводятся основные теоретические сведения о информационном моделировании зданий и сооружений и технологии лазерного сканировании. Рассмотрены примеры использования лазерного сканирования (ЛС) как источника пространственных данных при построении ИМЗ различных объектов. Также дан обзор программного обеспечения для обработки результатов таких измерений. Описаны основные программы для создания ИМЗ.
Вторая глава посвящена собственно созданию ИМЗ на основе данных лазерного сканирования в ПО Trimble SketchUp Pro. Описан порядок выполнения работы. Подчеркнута актуальность выбора объекта исследования - Казанской городской астрономической обсерватории. Рассмотрены основные шаги подготовки данных ЛС для моделирования. Достаточно подробно изложены основные этапы создания ИМЗ выбранного объекта. Выполнен анализ достоверности построенной модели. Рассмотрена возможность визуализации проекта. В заключительном параграфе говорится о возможном использовании созданной ИМЗ и перспективах ее дальнейшего развития.
Купить