Тип работы:
Предмет:
Язык работы:


Создание информационной модели здания на основе технологии лазерного сканирования

Работа №36571

Тип работы

Магистерская диссертация

Предмет

геодезия

Объем работы85
Год сдачи2019
Стоимость5700 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
627
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


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

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.

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь студентам в написании работ!


На сегодняшний момент в строительной отрасли осуществляется процесс изменений, связанный с инновационными методами реализации проектов, вместо традиционных методов строительства с привычной многим передачей информации в бумажном виде.
Низкую эффективность строительной отрасли в целом можно объяснить растущей сложностью строительных проектов, отсутствием необходимой информации для принятия решения своевременно в условиях традиционных методов их реализации. В связи с этим, переход на ИМЗ- технологии и стал ответом на необходимость сбора, учета и обработки в процессе проектирования, строительства и эксплуатации объектов капитального строительства значительных объемов информации.
Информационное моделирование обычно рассматривают в контексте нового проектирования. Однако, во многих странах на первое место выходит технология информационного моделирования для реконструкции и реставрации имеющихся зданий, в частности памятников архитектуры. Поэтому, в данной работе было решено взять за объект моделирования здание культурного наследия.
Целью данной магистерской диссертации является создание информационной модели здания кафедры астрономии и космической геодезии Казанского университета. В ходе выполнения работы был изучен метод наземного лазерного сканирования как инструмент создания геометрической основы информационной модели здания. Была построена информационная модель здания Казанской городской астрономической обсерватории по данным лазерного сканирования.
В процессе создания модели были решены следующие задачи:
• Были обработаны данные лазерного сканирования здания КАиКГ за прошлые годы. Исходный материал в виде облаков точек был предоставлен доцентом КАиКГ Загретдиновым Ренатом Вагизовичем. Сканирование выполнялось наземным лазерным сканером Trimble TX8 и сканирующим тахеометров Trimble SX10. В результате обработки полученных данных в программном обеспечении Autodesk ReCap, были отсечены шумы, при помощи плоскостей были получены отдельные элементы строения.
• Был произведён сбор информации о геометрических данных строения в ПО Autodesk Civil 3D при помощи получения сечений из облака точек.
• Было освоено программное обеспечение для моделирования. В настоящей работе в качестве основной выбрана программа Trimble SketchUp Pro 2019.
• На основе полученного облака точек и каркаса в программном обеспечении SketchUp Pro была построена информационная модель объекта в указанном. При помощи ПО V-Ray Next была создана визуализация объекта.
• Достоверность модели была проверена путем сравнения геометрических размеров отдельных элементов здания, рассчитанных в программе SketchUp и определенных в результате обмеров. Среднее квадратичное отклонение составило 6 мм, из чего можно судить о возможности применения метода лазерного сканирования для создания информационной модели здания и дальнейшего его использования.
• На примере здания КАиКГ была отработана технология построения ИМЗ для здания, являющегося памятником архитектуры.
Можно сделать вывод, что программное обеспечение SketchUp Pro обладает всеми необходимыми инструментами для создания информационной модели существующего здания, пространственные характеристики которого были получены по данным лазерного сканирования. А сам метод ЛС позволяет собрать наиболее полную информацию о форме и размерах различных элементов зданий и сооружений. К недостаткам следует отнести высокую стоимость сканирующего оборудования.



1. Истман, Тайхольц, Сакс и Листон. - «Handbook of BIM» 2011 г.
2. Пособие Autodesk «Информационное моделирование объектов промышленного и гражданского строительства».
3. Статья: Open ИМЗ. [Электронный ресурс]. 2017-2018. URL: http://www.graphisoft.ru. (Дата обращения 15.02.19)
4. Батишев. В. Bim Технологии - Журнал «Sport Build», 2015. - 53с.
5. Фрейдин А.Н., Использование технологии лазерного сканирования - Журнал «Новый Уральский строитель», 2011.
6. Статья: Лазерное сканирование. [Электронный ресурс]. 2007-2015.
URL: http://www.geops.ru. (Дата обращения 18.02.19)
7. Статья: Наземное и воздушное лазерное сканирование. [Электронный ресурс] 2008-2018.URL:http://www.sibgeomap.com/technology/nivscan
8. Статья: Мобильное лазерное сканирования. [Электронный ресурс].
URL: http://www.laser-portal.ru. (Дата обращения 21.11.18).
9. Статья: Обмер здания Дворца творчества в г. Кириши с целью проектирования навесного вентилируемого фасада. [Электронный ресурс]. URL: http://trimetari.com. (Дата обращения 13.01.19).
10. Статья: Лазерное сканирование скульптуры "Родина-мать зовёт!" на Мамаевом кургане в Волгограде [Электронный ресурс].
URL: http://trimetari.com. (Дата обращения 16.01.19).
11. Статья: Создание BIM-модели Южного вокзала (Калининград) по данным лазерного сканирования [Электронный ресурс].
URL: http://trimetari.com. (Дата обращения 17.01.19).
12. Середович В.А., Комиссаров А.В., Комиссаров Д.В., Широкова Т.А. Наземное лазерное сканирование: монография. - Новосибирск: СГГА, 2009. - 261 с.
13. Хорошилова Ж.А. О возможности построения математических моделей инженерных объектов по данным лазерного сканирования. - Новосибирск: СГУГиТ, 2013. - 4 с.
14. Лазерное сканирование и 3D моделирование для восстановления информационной модели Ростовской АЭС / М. Аникушкин [и др.] // сайт проекта isicad.ru. URL: http://isicad.ru (Дата обращения: 08.11.18).
15. Лазерное сканирование и последующая обработка данных в 3D для повышения качества управления промышленными объектами // сайт проекта isicad.ru. URL: http://isicad.ru (Дата обращения: 10.11.18).
16. Медведев В.И.,Райкова Л.С., Программы для обработки данных лазерного сканирования местности. - Журнал «Сапр и Гис автомобильных дорог», 2017.
17. Программное обеспечение, используемое для обработки данных сканирования // сайт НПП «Фотограмметрия». [Электронный ресурс]. URL: http://photogrammetria.ru/94-programmnoe-obespechenie-ispolzuemoe-dlya- obrabotkidannyh-skanirovaniya.html (Дата обращения: 06.03.19).
18. Leica Cyclone 3D Point Cloud Processing Software// Leica Geosystems. [Электронный ресурс]. URL: https://leicageosystems.com
(Дата обращения: 14.02.19).
19. FARO expands presence in architecture, engineering and construction with acquisition of Kubit // FAFO. [Электронный ресурс].
URL: https://www.faro.com (Дата обращения: 16.02.19).
20. Ожигин Д. Миллионы точек в nanoCAD Plus 7, или чуть подробнее об облаках точек. // Блог компании Нанософт на ресурсе «Хабрахабр». URL: https://habrahabr.ru (Дата обращения: 17.02.19).
21. Медведев В.И. Использование интернет-карт в САПР и ГИС в качестве подложек // САПР и ГИС автомобильных дорог. 2015. № 2(5). С. 119-125.
22. SketchUp Pro. [Электронный ресурс]. URL: https://www.sketchup.com/ru (Дата обращения: 27.02.19).
23. Статья: Программное оборудование, приспособленное для сотрудничества в строительной отрасли «Trimble Connect» [Электронный ресурс]. URL: https://bimsolutions.lv/products/trimble-connect/?lang=ru (Дата обращения: 12.04.2019).
24. Статья: SketchUp позволяет управлять моделями в очках смешанной реальности. [Электронный ресурс].
URL: https://archspeech.com/article/sketchup-pozvolyaet-upravlyat-modelyami-v- ochkah-smeshannoy-real-nosti (Дата обращения: 29.04.19).
25. V-Ray Next for SketchUp. [Электронный ресурс]. URL: https://www.chaosgroup.com/vray/sketchup (Дата обращения 30.04.19).
26. Статья: Debarati Nath., « SketchUp can be used as BIM tool? » [Электронный ресурс]. URL: http://www.sketchup-ur- space.com/junen/SketchUp-can-be-used-as-BIM-tool.html
(Дата обращения 18.05.19).
27. Руководство пользователя для российского пакета адаптации AutoCAD Civil 3D [Электронный ресурс]. URL: https://knowledge.autodesk.com/ru (Дата обращения 14.03.19).

Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.



Подобные работы


©2024 Cервис помощи студентам в выполнении работ