BIM技术不再只是建模！如何结合激光扫描无人机解决现场两张皮难题

技术已经经过了多年的应用, 然而在大多数项目当中依然还处在仅仅只是“给领导去进行转模型”的这个阶段。工程研究总院把与激光扫描以及无人机结合起来拧成一股绳, 其思路发生了彻底性的改变。

别再只盯着模型看了

在过去的时候, 使用BIM技术的团队要花掉非常多的时间来做建模, 结果仅仅是为了能够让模型在屏幕上面旋转着看一圈。真正到了施工的时候会发现, 混凝土浇筑产生的偏差、地形发生的变化、以及原本就存在的构筑物这些情况全都对不上数。

设计时候做的模型和实际工地现场变成了两样东西互不相干, 导致必须要返工并且浪费资源这件事就成了一个非常常见且正常的状态。

总院把BIM从那个所谓的是用来做静态展示的这么一个工具, 改变成了动态的数据中枢。模型不再是一个封闭的状态, 它能够持续地接收来自现场的感知数据, 让虚拟世界和物理世界之间形成一种闭环的反馈机制, 这样子的话, 数据就真正地开始驱动施工这个环节了。

激光扫描把工地变成点云底图

三维激光扫描属于那种非接触式的方式, 大家只要操作一次, 就能把海量的三维坐标数据、颜色数据以及反射率数据全部拿回去, 这种方法的采集速度是非常快的, 点云的密度也是很高的, 而且整体的精度也确实是足够用的, 它可以直接生成出现在现场的点云形式的“数字孪生”模型, 完全不需要人工再拿着工具去做量测的工作。

大江东龙湖天街的中庭是复杂曲线结构, 团队用扫描逆向生成精确轮廓模型, 装饰构件按实际尺寸加工, 材料费省了将近20万元, 安装冲突基本消除, 效果直接落地。

无人机补上空中的那块拼图

人们现在能够很轻松地用现代书面语来说明白这件事, 激光扫描这个方法在地面上面和室内的环境里面表现得非常擅长, 可是对于大面积的室外地形, 我们不得不依靠无人机倾斜摄影这个技术, 从空中的视角来看, 只要一次性完整地飞完一趟就能够建立起大范围的实景模型, 整个过程的效率非常高, 完全不需要进行逐点的测量这样的工作。

在弥勒博物馆项目里头呢, 无人机被派出去获取DEM数字高程数据。设计端那边就根据这个拿到的结果, 把原来是混凝土梁板的结构给改成了现在的筏板结构。一旦岩层的条件给对上号了, 各个工序之间就直接穿插起来了, 这么一番操作下来, 施工的整个节奏就明显变得快了不少。

逆向建模不再靠设计师手画

总院通过摸索, 找到了那种从点云采集到三维重构再到精确模型建立的路子。对于那些复杂结构, 设计师不需要再反复去现场量尺寸了。只要扫描完成之后, 可以直接逆出精确的轮廓形状。这样一来, 周期就缩短了一大截。

在浙江大学义乌国际医学院项目里面, 通过点云数据和设计模型进行自动的比对操作, 把存在偏差的区域自动标记出来, 然后就生成色谱图和问题诊断报告, 接下来施工班组就是拿这个报告照着上面的说明去干活, 这样就不用自己再去猜了。

偏差分析从人盯人变成系统跑

总院里自己开发出了一款名为“管线枚举偏差分析”的程序, 利用该程序能够将扫描得到的点云数据与技术设计模型实现自动化的对齐与匹配操作。针对具体存在哪种管道出现了偏移情况、具体的偏移数值到底是多少以及该管道的具体空间高度位置信息。系统端会自动进行统计工作。并最终直接呈现出完整的偏差结果清单供查阅。

以前是靠着人来拿着图纸到施工现场去进行测量, 一个楼层需要花费一整天的时间来完成, 而且极有可能存在漏掉的情况。现在是通过运行一遍程序的方式来解决这个问题, 把所有的问题都一一列出。这样一来, 无论是为了实现精准的施工, 还是为了在后期开展智能化的运维工作, 都有了坚实的数据基础作为支撑。

管理模式跟着数据一起转

在设计环节里面, 以前是靠经验来进行拍板决定, 现在变成了让数据来说话, 然后把实景当中的真实数据直接放进去进方案优化。在施工这一端里，是用人来操作无人机进行定期的巡航然后拍照, 之后再跟那个BIM模型做动态对比, 这样进度状态就可以一眼看明白了。

在弥勒博物馆的钢结构进行安装工作之前, 团队组织了对于全流程的推演过程, 对安装的物理路径以及相关的空间相互关系实施了动态的校核动作, 使得可能产生的碰撞问题在事先就被消除掉了, 依靠这一套操作流程, 最终的工期得到了稳稳的保障, 完全没有出现返工的现象。

大家项目里的BIM应用到底是在“展示”那个阶段, 还是已经真正地去驱动施工了? 欢迎在评论区里面聊聊各自的看法。如果你觉得这篇文章对你有用, 不妨点个赞, 并且转发给你的朋友们看看。