Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Construction of 3D models of the Cracow Fortress Powder Magazine and determination of their accuracy using photogrammetric and terrestrial scanning methods

Malec Agnieszka, Piech Izabela

Reports on Geodesy and Geoinformatics

|

2026

|

Vol. 121

43--49

EN

This study presents a comparative analysis of two three-dimensional reconstruction models of Powder Magazine no. 2 of the 19h-century Cracow Fortress, developed using terrestrial laser scanning (TLS) and close-range digital photogrammetry to assess the suitability of both methods for the documentation and reconstruction of heritage structures, as well as to evaluate their geometric accuracy and visual quality. The investigated structure was scanned from four positions using a Leica ScanStation P40 and photographed using a Canon EOS 400D camera. Based on the acquired point clouds, two 3D models were generated: a TLS-based model in Autodesk Revit and a photogrammetric model in Trimble SketchUp, both at Level of Detail (LOD) 200. Accuracy assessment was conducted in CloudCompare using the Cloud-to-Cloud (C2C) method, supplemented by visual and historical comparisons. The results show high geometric consistency between the datasets (with deviations below 0.2 m) and confirm the effectiveness and complementarity of both techniques in the documentation of cultural heritage. The developed models provide valuable material for scientific research, conservation planning, education, and digital heritage presentation.

2

Assessment of the consistency of geometric axis determination for lattice transmission towers using tachymetric and terrestrial laser scanning (TLS) methods: a case study

Gradka Robert

Geomatics, Landmanagement and Landscape

|

2026

|

no. 1

91--106

EN

Geometric monitoring of slender structures in power transmission infrastructure, particularly steel lattice towers of high-voltage lines, is an important engineering surveying task due to their susceptibility to environmental loads and their role in operational safety. This study compares the determination of the geometric axes of lattice transmission towers using classical tachymetric measurements and terrestrial laser scanning (TLS) performed with a compact Leica BLK360 scanner. The objective was to assess the consistency of these two methods in determining planimetric axis deviation, and to evaluate how the quality of point cloud registration impacts the results. The analysis was carried out at fourteen height levels, with deviations referred to the lowest measurement level. The TLS data were evaluated using registration quality parameters (overlap, strength, cloud-to-cloud, and global bundle error) obtained in Cyclone REGISTER 360 PLUS. Registration was performed in cloud-to-cloud mode without the use of control points. The results revealed significant discrepancies between the two methods, with local deviations exceeding 100 mm. The maximum planimetric axis deviation derived from TLS reached 140 mm, whereas the corresponding value obtained from tachymetry did not exceed 44 mm at the same inclination. Increasing differences were observed in the upper parts of the structure. These findings suggest that TLS measurements taken without stable geometric control cannot be relied upon to accurately assess axis deviation. In practice, combining the geometric stability of tachymetric measurements with the spatial completeness of TLS data offers the most effective solution for precise axis evaluation and comprehensive geometric documentation.

PL

Geometryczny monitoring smukłych konstrukcji w infrastrukturze przesyłowej, w szczególności stalowych kratowych masztów linii wysokiego napięcia, jest ważnym zadaniem geodezji inżynierskiej ze względu na ich podatność na obciążenia środowiskowe i rolę w bezpieczeństwie eksploatacji. W niniejszym badaniu porównano wyznaczanie osi geometrycznych kratowych masztów przesyłowych za pomocą klasycznych pomiarów tachymetrycznych i naziemnego skanowania laserowego (TLS) wykonanego kompaktowym skanerem Leica BLK360. Celem była ocena spójności tych dwóch metod w określaniu odchylenia osi planimetrycznych oraz ocena wpływu jakości rejestracji chmury punktów na wyniki. Analizę przeprowadzono na czternastu poziomach wysokości, przy czym odchylenia odniesiono do najniższego poziomu pomiaru. Dane TLS oceniono przy użyciu parametrów jakości rejestracji (nakładanie się, wytrzymałość, odchylenie od chmury do chmury i globalny błąd wiązki) uzyskanych w oprogramowaniu Cyclone REGISTER 360 PLUS. Rejestrację przeprowadzono w trybie chmura do chmury bez użycia punktów kontrolnych. Wyniki ujawniły znaczne rozbieżności między obiema metodami, z odchyleniami lokalnymi przekraczającymi 100 mm. Maksymalne odchylenie osi planimetrycznej uzyskane z TLS osiągnęło 140 mm, podczas gdy odpowiadająca mu wartość uzyskana z tachymetrii nie przekroczyła 44 mm przy tym samym nachyleniu. Rosnące różnice zaobserwowano w górnych partiach konstrukcji. Odkrycia te sugerują, że pomiary TLS wykonane bez stabilnej kontroli geometrycznej nie mogą być wiarygodnym narzędziem do dokładnej oceny odchylenia osi. W praktyce połączenie stabilności geometrycznej pomiarów tachymetrycznych z kompletnością przestrzenną danych TLS oferuje najskuteczniejsze rozwiązanie do precyzyjnej oceny osi i kompleksowej dokumentacji geometrycznej.

3

Digital Tool Supporting the Documentationand Analysis of Cultural Heritage:The Case of the Analytical 3D Modelof the Zamość Fortress

Wac Michał, Szostak Bartosz

Computer Assisted Methods in Engineering and Science

|

2026

|

Vol. 33, no. 1

27--49

EN

This paper presents a city-scale digital documentation and analysis workflow for cultural heritage assets, demonstrated on the example of the UNESCO-listed historic centre and fortress area of Zamość (Poland). The study integrates terrestrial laser scanning (TLS) with unmanned aerial vehicle (UAV) and terrestrial photogrammetry to produce a geometrically consistent 3D dataset covering over 100 buildings and key public-space elements. The processing pipeline includes scan registration, image-based reconstruction, and cross-sensor alignment, followed by the creation of an analytical 3D model segmented by address and parcel identifiers to enable linkage with municipal datasets. A semantic layer is implemented by assigning a structured set of building- and neighbourhood-level parameters and mapping them into building information modelling (BIM)/openBIM structures (Revit shared parameters and industry foundation classes (IFC) Property Sets), targeting a level of information adequate for conservation-oriented diagnostics and urban-scale assessments rather than detailed component-level historic building information modelling (HBIM). Geometric quality is verified using independent checkpoints and registration statistics (e.g., root mean square error (RMSE) where applicable), yielding a typical spatial agreement on the order of 4 cm to 5 cm for the integrated model in representative test areas. The resulting environment supports multi-criteria querying and visualisation, including functional categorisation, technical condition screening (e.g., moisture-related indicators), and energy-related attributes for prioritisation at the district scale. The main contribution is a reproducible integration of multi-source survey data with an explicit semantic/BIM mapping and verifiable accuracy reporting for a heritage city context, clarifying which outputs stem from the proposed method (data integration, segmentation, semantic schema, and validation) versus the standard capabilities of the employed software.

4

Assessment of the technical condition of a historic building using photogrammetry and terrestrial laser scanning: the case of the Juliusz Osterwa Theatre in Lublin

Wac Michał, Kendzierawska-Foryś Weronika

Teka Komisji Architektury, Urbanistyki i Studiów Krajobrazowych

|

2025

|

No. 21

51--63

EN

This paper presents a methodology for assessing the technical condition of historic building façades, using the Juliusz Osterwa Theatre in Lublin as a case study. The approach is based on the integration of terrestrial laser scanning (TLS) data and close-range photogrammetry. The comprehensive dataset enabled the generation of a dense, metrically reliable 3D model of the building envelope as well as façade orthophotos. These products were used to prepare a detailed graphical inventory of damage, including surface cracking, cracks and fractures, corrosion, plaster losses, biological growth, and damp areas. The resulting damage maps allowed the identification of zones of advanced degradation, the prioritisation of conservation interventions, and the indication of methodological limitations and directions for further development, confirming the high utility of the proposed methodology in modern integrated diagnostics of historic buildings in urban environments.

5

3D Building documentation using portable LiDAR systems – functionality analysis

Wawrzyniak Kinga, Kowalska Maria Elżbieta, Zaczek-Peplinska Janina, Muszyński Zbigniew

Reports on Geodesy and Geoinformatics

|

2025

|

Vol. 120

109--119

EN

Contemporary building documentation increasingly relies on laser scanning technologies that provide rapid and precise spatial data acquisition. Portable LiDAR systems such as the Leica BLK360, as well as mobile devices like the iPad, offer modern tools for efficient documentation of interior spaces, including office rooms. With dedicated applications (e.g., Leica Cyclone Field 360, Leica Cyclone 3DR, MagicPlan, BIMx, AutoCAD Mobile), users can record measurements, create sketches, and generate 3D models and photographic documentation within a single digital environment. The purpose of this study is to assess the dimensional accuracy in the documentation of an office space using portable LiDAR systems. The experiments showed that, for most analysed dimensions, the results agreed within several centimetres, which is sufficient for architectural inventory work. However, the issue of rounded corners was identified, which may significantly influence measurement results depending on the distance-measurement method applied. Reliable accuracy analysis required proper mutual alignment (common georeferencing) of the scans acquired with the selected instruments. To achieve this, point cloud classification was performed to identify surfaces suitable for cloud-to-cloud alignment. A predefined AI-based classification model dedicated to indoor environments was used. The findings confirm that portable LiDAR systems significantly reduce the time required to complete inventory tasks and enable more comprehensive visualisation of interior spaces. This technology serves as an effective tool supporting the design, modernisation, and management of office environments in a digital workflow, although its accuracy-related limitations must be considered.

6

Monitoring the Structural Stability of the Church of St. Michael the Archangel in Veľké Rovné Using Terrestrial Laser Scanning

Mikoláš Milan, Sásik Róbert, Kovalčík Štefan, Šadláková Aneta

Inżynieria Mineralna

|

2025

|

Vol. 2, no. 2

art. no. 78

EN

The Church of St. Michael the Archangel in Veľké Rovné, built between 1753 and 1755, is a historically significant structure requiring continuous monitoring due to its age and structural changes over time. The preservation of such historical monuments necessitates accurate and non-invasive measurement techniques. This study employs terrestrial laser scanning (TLS) to assess the geometry of its load-bearing elements, detect potential deformations, and provide essential data for conservation planning. The methodology involved high-precision TLS using Leica ScanStation C10 and P50 scanners, capturing data from 48 scan positions to ensure complete coverage of both the interior and exterior. The collected point cloud data were processed using Leica Cyclone software, allowing precise registration and analysis. In addition to TLS, other geodetic techniques were employed: precise leveling with a Leica LS15 digital level to detect height displacements and the spatial polar method using a Trimble VX total station to monitor the structural integrity of the church’s vaults and supporting elements. The combination of these methods provided a comprehensive dataset for evaluating potential deformations. Results indicated visible cracks in the vaults and roof framework, highlighting the need for continuous structural monitoring. The study also established 11 benchmark points for future height measurements, ensuring longterm observation of settlement patterns. The 3D point cloud model allowed for detailed structural analysis and provided critical insights into the church's condition. Despite the advantages of TLS, limitations were noted in capturing roof structures due to unfavorable lighting conditions, which affected texturing accuracy. The findings confirm that TLS is an effective and precise tool for monitoring historical buildings, offering high-accuracy data for structural assessment, damage detection, and conservation planning. The generated point cloud dataset serves as a valuable reference for future monitoring and comparison, supporting engineers and conservationists in determining optimal stabilization and restoration measures for the church.

7

Comparative Analysis of Classical Geodetic Methods and Terrestrial Laser Scanning for Tilt Determination of a High Metal Lattice Structure

Ilieva Emiliya, Angelov Antonio, Borisova Petya

Inżynieria Mineralna

|

2025

|

Vol. 2, no. 2

art. no. 28

EN

This study aims to evaluate the applicability and accuracy of terrestrial laser scanning (TLS) compared to classical geodetic methods for determining the tilt of a high metal lattice structure. The structure under investigation is a 65.5-meter-high lighting mast characterized by complex spatial geometry and an open lattice design, which presents significant challenges for deformation monitoring using conventional surveying techniques. Deviations from the vertical axis were assessed through a series of horizontal cross-sections, analyzed using both total station measurements and TLS point cloud data. Classical geodetic measurements involved angular intersections and trigonometric leveling, performed within a local geodetic control network. TLS data were acquired using a Trimble TX6 scanner and processed through a registration process and georeferenced using target spheres. To evaluate the consistency and accuracy of both methods, graphical comparisons and analyses of the measured values were performed. The results demonstrate a high degree of agreement between the two approaches, with deviations remaining within a few centimeters. These results confirm the potential of TLS as a reliable and efficient method for monitoring structural deformations in high-rise engineering structures with complex geometries.

8

Comparative analysis of terrestrial laser scanning and flatbed scanning for the visual documentation of decorative plaster tile surfaces

Piech Izabela, Malec Agnieszka

Geomatics, Landmanagement and Landscape

|

2025

|

no. 3

179--189

EN

This publication presents a comparative analysis of terrestrial laser scanning (TLS) and flatbed scanning in the context of visual documentation of decorative plaster tile surfaces. The aim of the study was to evaluate the effectiveness of both methods in reproducing both the geometric and visual characteristics of plaster surface textures, which, due to their irregular and rough structure, require precise measurement techniques. As part of the study, 52 tiles were collected, each with two plaster structures – ‘lamb’ and ‘woodworm’ – giving a total of 104 test fields. The measurements were carried out under controlled laboratory conditions using a Leica ScanStation P40 laser scanner and a Plustek OpticPro A320 flatbed scanner. Point clouds and images were obtained from the TLS, and high-resolution TIFF images were obtained from the flatbed scanner. Analysis of the collected data revealed significant differences between the two methods, particularly in terms of reproduction of quality of colour and texture. The flatbed scanner provided high colour fidelity, vivid colours, and detailed texture reproduction, including micro-protrusions and grooves. The images from the flatbed scanner were free of geometric distortions, offering controlled, perpendicular shots. In contrast, the scans made with the terrestrial laser scanner were characterised by dark, low-saturation images with blurred colour differences, often making it impossible to clearly determine the colour of the surface. Analysis of the texture from the TLS was difficult due to a lack of contrast and adequate lighting. In addition, the TLS images showed deformations and loss of focus. Overall, the study clearly demonstrated that a handheld flatbed scanner (referred to in the summary as a handheld 3D scanner) offers a significant advantage over a terrestrial laser scanner (TLS) in the context of visual assessment of plaster tile surfaces, particularly with regard to colour and texture fidelity.

PL

Niniejsza publikacja przedstawia analizę porównawczą naziemnego skanowania laserowego (TLS) i skanowania płaskiego w kontekście wizualnej dokumentacji powierzchni dekoracyjnych płytek tynkowych. Celem badania była ocena skuteczności obu metod w odtwarzaniu zarówno geometrycznych, jak i wizualnych cech tekstur powierzchni tynku, które ze względu na swoją nieregularną i chropowatą strukturę wymagają precyzyjnych technik pomiarowych. W ramach badania zebrano 52 płytki, każda z dwiema strukturami tynku – „baranka” i „kornika” – co dało łącznie 104 pola testowe. Pomiary przeprowadzono w kontrolowanych warunkach laboratoryjnych z użyciem skanera laserowego Leica ScanStation P40 i skanera płaskiego Plustek OpticPro A320. Chmury punktów i obrazy uzyskano z TLS, a obrazy TIFF o wysokiej rozdzielczości uzyskano ze skanera płaskiego. Analiza zebranych danych wykazała istotne różnice między obiema metodami, szczególnie pod względem jakości reprodukcji koloru i tekstury. Skaner płaski zapewnił wysoką wierność kolorów, żywe kolory i szczegółowe odwzorowanie tekstury, w tym mikrowypukłości i rowków. Obrazy z płaskiego skanera były wolne od zniekształceń geometrycznych, oferując kontrolowane, prostopadłe ujęcia. Natomiast skany wykonane za pomocą naziemnego skanera laserowego charakteryzowały się ciemnymi obrazami o niskim nasyceniu i rozmytych różnicach kolorów, co często uniemożliwiało jednoznaczne określenie koloru powierzchni. Analiza tekstury z TLS była trudna ze względu na brak kontrastu i odpowiedniego oświetlenia. Ponadto obrazy TLS wykazywały deformacje i utratę ostrości. Ogólnie rzecz biorąc, badanie wyraźnie wykazało, że ręczny skaner płaski (określany w podsumowaniu jako ręczny skaner 3D) oferuje znaczącą przewagę nad naziemnym skanerem laserowym (TLS) w kontekście wizualnej oceny powierzchni płytek tynkowych, szczególnie w odniesieniu do wierności koloru i tekstury.

9

Compact TLS scanners in engineering: potential for monitoring deformations of tall structures

Wawrzyniak Kinga, Łańduch Agnieszka

Geomatics, Landmanagement and Landscape

|

2025

|

no. 4

39--52

EN

This study investigates the applicability of a compact terrestrial laser scanner (Leica BLK360) for assessing the verticality of a tall industrial chimney, and compares its performance with high-precision total station measurements. In the first phase, a reference control network was established and observed using the tangential envelope method with a total station, providing a precise benchmark. Terrestrial laser scanning was then carried out, and circles were fitted to horizontal cross-sections extracted from the point cloud. A least-squares approach was used to calculate chimney-axis deviations and evaluate verticality along the height of the structure. The results of both methods revealed a consistent trend of deviations increasing with height. Maximum differences between the total station and TLS measurements did not exceed 5 mm, which remains within acceptable geodetic tolerance. This demonstrates that the BLK360 is capable of providing sufficiently accurate data for preliminary deformation monitoring of tall engineering structures. The main advantage of the BLK360 scanner lies in its rapid and automated data acquisition, which allows for more frequent observations, reduced fieldwork time, and early detection of structural irregularities. However, limitations such as a reduced measurement range, lower sensitivity under unfavorable conditions, and dependency on surface reflectivity were also identified. Despite these constraints, the study confirms that the BLK360 can serve as a valuable supplementary tool to conventional total station surveys, offering practical support for ongoing monitoring, and contributing to improved safety in engineering practice.

PL

W niniejszym badaniu zbadano przydatność kompaktowego naziemnego skanera laserowego (Leica BLK360) do oceny pionowości wysokiego komina przemysłowego oraz porównano jego wydajność z precyzyjnymi pomiarami tachimetrycznymi. W pierwszej fazie utworzono referencyjną sieć kontrolną i obserwowano ją metodą obwiedni stycznej z tachimetrem, co stanowiło precyzyjny punkt odniesienia. Następnie przeprowadzono naziemne skanowanie laserowe, a okręgi dopasowano do poziomych przekrojów poprzecznych wyodrębnionych z chmury punktów. Do obliczenia odchyleń osi komina i oceny pionowości wzdłuż wysokości konstrukcji zastosowano metodę najmniejszych kwadratów. Wyniki obu metod wykazały stały trend wzrostu odchyleń wraz z wysokością. Maksymalne różnice między pomiarami tachimetrycznymi a pomiarami TLS nie przekraczały 5 mm, co mieści się w dopuszczalnych granicach tolerancji geodezyjnej. Dowodzi to, że BLK360 jest w stanie dostarczyć wystarczająco dokładnych danych do wstępnego monitorowania odkształceń wysokich konstrukcji inżynierskich. Główną zaletą skanera BLK360 jest szybka i zautomatyzowana akwizycja danych, która umożliwia częstsze obserwacje, skrócenie czasu prac terenowych i wczesne wykrywanie nierówności strukturalnych. Zidentyfikowano jednak również ograniczenia, takie jak zmniejszony zakres pomiaru, niższa czułość w niesprzyjających warunkach oraz zależność od współczynnika odbicia powierzchni. Pomimo tych ograniczeń, badanie potwierdza, że BLK360 może stanowić cenne narzędzie uzupełniające konwencjonalne pomiary tachimetryczne, oferując praktyczne wsparcie w bieżącym monitorowaniu i przyczyniając się do poprawy bezpieczeństwa w praktyce inżynierskiej.

10

Modelowanie numeryczne podziemnych wyrobisk o złożonej geometrii na przykładzie podziemnej trasy turystycznej Kopalnia Złota „Aurelia” w Złotoryi

Bodlak Maciej

Cuprum : czasopismo naukowo-techniczne górnictwa rud

|

2025

|

nr 1-2

5--22

PL

Coraz szersze zainteresowanie pozostałościami historycznego górnictwa w Europie wymusza na inżynierach z zakresu budownictwa podziemnego i górnictwa poszukiwanie optymalnych sposobów oceny stateczności i zapewnienia bezpieczeństwa osób odwiedzających te miejsca. Często wspomniane obiekty dziedzictwa górniczego są siecią sztolni, szybów i szybików o złożonej geometrii. W takich sytuacjach uproszczone empiryczne metody projektowania obudowy górniczej mogą się nie sprawdzić, ponieważ sprowadzają przekrój wyrobiska do prostej figury geometrycznej, np. prostokąta, koła, odwróconej podkowy. Powszechnie stosowane modelowanie 2D, tj. w płaskim stanie odkształcenia, też nie w każ-dym przypadku może odwzorować złożoność geometryczną tego typu wyrobisk. W tej sytuacji słuszne jest stosowanie techniki 3D przy ocenie stateczności, jak i przy samym konstruowaniu elementów obudowy i ich dopasowaniu do geometrii ociosów i stropów pod-ziemnych wyrobisk. Modelowanie numeryczne 3D jest stosowane w Polsce oraz na świecie od wielu lat, ale pełne wykorzystanie jego potencjału było możliwe dopiero wraz z rozpowszechnieniem się naziemnego skaningu laserowego i specjalistycznego oprogramowania do edycji chmur punktów.

EN

Increasing interest in the remains of historical mining in Europe forces engineers in the field of underground civil engineering and mining to seek optimal methods for evaluating stability and ensuring the safety of visitors to these sites. Often, these mining heritage objects form a network of adits, shafts, and small shafts with complex geometry. In such cases, simple empirical methods for designing mining supports may not be sufficient because they simplify the excavation cross-section into basic geometric shapes, such as rectangles, circles, or inverted horseshoes. Commonly used 2D modeling also cannot always reflect the geometric complexity of such excavations. In this situation, the use of 3D technology for stability assessment as well as for designing support elements and adjusting them to the geometry of underground excavation walls is justified. Three-dimensional numerical modeling has been applied in Poland and worldwide for many years, but its full potential has only been realized with the widespread adoption of terrestrial laser scanning and specialized software for point cloud editing.

11

Integrating surveying, photogrammetric, and remote sensing data to generate large-scale maps

Klapa Przemysław, Gawronek Pelagia, Gargula Tadeusz, Sokołowska Agnieszka, Sajdak Kamil

Archives of Civil Engineering

|

2025

|

Vol. 71, nr 2

37--50

EN

Integration means the combination of smaller elements into a coherent system that can function as a whole. In civil engineering, integration combines data from different sources to yield complete information about an object. Data synergy significantly helps consolidate all types of data while considering their content, quantity, and diversity of formats. It involves the removal of inconsistencies and redundant pieces of information from acquired data, resulting in a consistent image (dataset). A combination of survey data, maps, photogrammetry, and remote sensing gives a 3D spatial database. A holistic approach to object data acquisition with diverse methods, techniques, and measuring tools facilitates high-quality measurement results. Information acquired this way, supplemented with spatial data from official (state-controlled) surveying and cartographic resources, paves the way for generating large-scale maps, including the master map, in line with applicable legal and technical requirements. The paper describes the process of acquiring, processing, and integrating geospatial data of a specific structure and its surroundings, using point clouds from terrestrial laser scanning, an orthophoto, databases from the State Surveying and Cartographic Inventory, and classical tacheometric surveys and GNSS-RTK surveys.

PL

Integracja jest działaniem polegającym na łączeniu mniejszych elementów w spójny system, dzięki czemu może on działać jako jedność. W aspektach inżynierii lądowej jest to zabieg łączenia danych pochodzących z różnych źródeł w celu zapewnienia kompletności zebranej informacji o obiekcie. Synergia danych pomaga w znaczącym stopniu skonsolidować wszystkie typy danych, uwzględniając ich treść, ilość i różnorodność formatów. Polega na usuwaniu sprzeczności i nadmiarowych informacji z pozyskanych danych z otoczenia, co pozwala na uzyskanie jednolitego obrazu (zestawu danych). Łącząc ze sobą dane geodezyjne z materiałami kartograficznymi oraz opracowaniami fotogrametrycznymi i teledetekcyjnymi otrzymujemy trójwymiarową bazę danych o przestrzenni. Zintegrowane pomiary geodezyjne są niezbędne w sytuacjach, kiedy jednym narzędziem pomiarowym nie jesteśmy w stanie pozyskać wszystkich niezbędnych informacji o obiekcie, celem jego pełnej inwentaryzacji, bądź jesteśmy zmuszeni do przeprowadzenia kontroli poprawności pozyskanych danych przy pomocy innego źródła danych (sprzętu pomiarowego) np. w celu uzupełnienia braków wynikających z ograniczeń sprzętu pomiarowego. Takie prace są realizowane, aby pozyskać kompleksową i spójną bazę danych (geoprzestrzennych) o obiekcie, bądź celem uzupełnia braków informacji w bazie danych (pomiarze) w sytuacji ograniczenia dostępu do urządzenia, czy też systemu pierwotnego (np. pomiar wykonywany był kilka lat wcześniej, sprzęt pomiarowy jest uszkodzony bądź nie ma możliwości powtórzenia pomiarów). Holistyczne podejście do pozyskiwania informacji o obiekcie pomiarowych, przy wykorzystaniu różnych metod, technik i narzędzi pomiarowych umożliwia pozyskanie wysokiej jakości wyników pomiarów. Tak zgromadzona informacja dodatkowo wzbogacana o dane przestrzenne pozyskane z urzędowych (państwowych) zasobów geodezyjnych i kartograficznych umożliwia generowania wielkoskalowych opracowań kartograficznych, w tym również mapy zasadniczej – zgodnie z obowiązującymi wymaganiami prawnymi i technicznymi. Wykorzystanie różnych źródeł danych dla potrzeb generowania wielkoskalowych opracowań kartograficznych umożliwia kompleksowe oraz dokładne pozyskiwanie informacji o obiektach i szczegółach sytuacyjnych. Synergia informacji powoduje ich wzajemne uzupełnianie Liczne bazy mogą powodować powstawanie informacji redundantnych, co z jednej strony utrudnia pracę, jednakże umożliwia kontrolę poprawności prezentowanych wartości. Generowanie mapy w oparciu o taki zbiór danych geoprzestrzennych umożliwia całościowe podejście do obiektu, a także pozyskanie wszystkich, nawet bardzo szczegółowych informacji. W pracy przedstawiono proces pozyskiwania, przetwarzania oraz integracji danych geoprzestrzennych na przykładzie obiektu budowanego wraz z jego otoczeniem, dla którego wykorzystano dane zapisane w postaci chmur punktów z naziemnego skanowania laserowego, ortofotomapy, a także baz danych z Państwowego Zasobu Geodezyjnego i Kartograficznego oraz klasyczne geodezyjne pomiary tachimetryczne oraz GNSS-RTK.

12

Standardisation in 3D building modelling: Terrestrial and mobile laser scanning level of detail

Klapa Przemysław

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2025

|

Vol. 19, no. 3

238--251

EN

The investigation of the standardisation of 3D building modelling based on TLS (Terrestrial Laser Scanning) and MLS (Mobile Laser Scanning) point clouds aims at assessing the possibility of obtaining various levels of detail (LOD) in the context of performance, accuracy, and structure condition evaluation. The two point clouds represent a heritage church in Żmijowiska. TLS generates more detailed data, which supports higher LOD. This characteristic is critical for the precise representation of intricate architectural details and condition monitoring as it facilitates detecting deformations, damage, and signs of material degradation. Although less accurate, MLS offers substantial speed, cost, and hardware availability benefits. Effective and affordable scanning makes this method useful for regular monitoring of building and infrastructure conditions. Moreover, MLS cloud information can be enhanced with auxiliary data, such as images taken with mobile devices (smartphone or camera), to improve model detail and promote better structural evaluation. The results suggest that MLS is more suitable when rapid and cost-effective visualisation and monitoring are important. On the other hand, TLS is advantageous for more detailed reconstructions where high-quality data is required to diagnose infrastructure condition and create high-fidelity digital models of cultural heritage. Therefore, the technology should be chosen depending on the required level of detail and available resources because each offers unique benefits for specific types of projects.

13

3D modelling of the Kraków Barbican using photogrammetric methods

Piech Izabela, Cichoń Bartłomiej

Teka Komisji Urbanistyki i Architektury Oddział PAN w Krakowie

|

2024

|

T. 52/1

65--83

EN

Techniques related to 3D modelling have become a very important element of modern photogrammetry. They allow us to depict reality in an interesting, effective and metrical way. Three-dimensional models can be used for building surveying, reconstruction and presentation. The article presents selected aspects of data acquisition and processing using laser scanning techniques, unmanned aerial vehicles (UAVs) and short-range photogrammetry. The integration of this data has become a new tool that has expanded existing measurement capabilities, finding application in 3D modelling and creating a realistic building.

PL

Techniki związane z modelowaniem 3D stały się bardzo ważnym elementem współczesnej fotogrametrii. Pozwalają zobrazować rzeczywistość w ciekawy i efektowny sposób, z jednoczesnym zachowaniem metryczności. Modele 3D mogą być wykorzystywane do inwentaryzacji obiektów, ich rekonstrukcji i prezentacji. W artykule przedstawiono wybrane aspekty pozyskiwania i przetwarzania danych z wykorzystaniem techniki skanowania laserowego, bezzałogowych statków powietrznych (BSP) i fotogrametrii bliskiego zasięgu. Integracja tych danych stała się nowym narzędziem, które rozszerzyło dotychczasowe możliwości pomiarowe, znajdując zastosowanie w modelowaniu 3D i stworzeniu realistycznego obiektu architektonicznego.

14

Terrestrial laser scanning in the construction of a numerical model geometry related to underground post-mining facility

Bodlak Maciej, Izydorski Jakub

Studia Geotechnica et Mechanica

|

2024

|

Vol. 46, nr 2

125--134

EN

The procedure of building a quasi-3D geometry of a numerical model of an underground post-mining facility is presented in the article. For this purpose, measurements were made, based on the terrestrial laser scanning (TLS) technology, of a fragment of St. John adit, which is part of the underground tourist route “Geopark” St. Johannes Mine in Krobica in Lower Silesia in Poland, in the neighborhood of Krobica, Gierczyn and Przecznica – the places located in the vicinity of the well-known health resort Świeradów Zdrój. TLS, as one of the most advanced mining surveying technologies, enables accurate mapping of even the most complex geometries of underground mining facilities. This opens wide possibilities in the construction of more accurate numerical models of the behavior of the rock mass around such underground objects. As a result, more reliable calculation results are obtained, which are the basis for designing mining support protection, for example, with rock bolting. This translates into an improvement in the safety of underground excavations, in the conditions of exploitation in mining as well as in historical post-mining excavations made available to tourists. In the construction of the geometry of numerical model, software such as Trimble RealWorks was used to orientate individual “point clouds” from measurement stations. CloudCompare software was also used to generate cross sections to the adit axis, and AutoCad software was used for processing and spatial orientation of a selected characteristic cross section. Using the latest version of the FLAC 3D v.9.0 software, the excavation cross-section geometry obtained from measurements was mapped to and discretized (i.e., meshed), giving it a third dimension at the same time.

15

Geometrization of a 3D numerical model of an underground facility based on the results of terrestrial laser scanning

Bodlak Maciej

Studia Geotechnica et Mechanica

|

2024

|

Vol. 46, nr 3

184--192

EN

The article proposes a method of combining CloudCompare, RHINO, and FLAC3D software, aimed at building numerical models of underground objects of natural or engineering origin, based on the results of measurements made using terrestrial laser scanning technology. This technology is one of the most advanced in mine survey as it enables accurate mapping of even the most complex geometries of underground facilities. This opens wide possibilities in the construction of more accurate numerical models of the behavior of the rock mass around such underground objects. The results of simulation of the behavior of the rock mass around the analyzed excavations, obtained by performing numerical calculations, allow predicting unfavorable phenomena that may occur as a result of the destruction of the rock mass and which may threaten the safety of users of underground facilities, for example, caves, tunnels, and mining excavations. In this work, we carried out measurements using a terrestrial laser scanner and obtained a “point cloud” that reproduced the geometry of the underground facility. An example is a fragment of the adit St. Johannes, which is part of the underground tourist route “Geopark” St. Johannes Mine in Krobica in Lower Silesia in Poland in the neighborhood of Gierczyn and Przecznica. In the next step, the measurement results were processed, so that it was possible to import the generated geometry into the FLAC3D software and use it to build a numerical model of the adit, based on “brick” zones. The aim of the article is to present in detail the methodology of geometrization of numerical models of underground objects with complex geometry. The author wanted the method to be as easy to use as possible, give full control over the surface structure, and not require many numerical modeling programs.

16

Wykorzystanie techniki naziemnego skanowania laserowego w celu pozyskiwania danych geoprzestrzennych i epigraficznych w dokumentacji cmentarzy żydowskich i zabytkowych obiektów militarnych

Zaczek-Peplinska Janina, Kowalska Maria Elżbieta

Przegląd Geodezyjny

|

2024

|

R. 96, nr 2

31--35

PL

Dokumentacja geoprzestrzenna wykonywana na podstawie wyników pomiarów geodezyjnych obejmuje przygotowanie numerycznych map sytuacyjno-wysokościowych w jednolitym układzie odniesień przestrzennych. Oprócz klasycznej treści na mapę zostają wkreślone lokalizacje poszczególnych obiektów i ich specyficznych zgrupowań, budynków, także w obrębie cmentarza oraz trwałych ogrodzeń. Integralną częścią mapy jest model ukształtowania terenu. Wykonanie mapy numerycznej terenu objętego ochroną jak i obszaru wokół pozwala na analizę przekształceń powierzchni i poszukiwania historycznych granic i pierwotnych lokalizacji elementów zagospodarowania. Inwentaryzacja terenu i obiektów zabytkowych może być wykonana m.in. techniką naziemnego skanowania laserowego 3D. W wyniku skanowania powstaje tzw. chmura punktów przedstawiająca geometrię obiektu. Każdy punkt chmury oprócz danych geometrycznych w postaci współrzędnych przestrzennych zawiera także dodatkową informację spektralną, której analizy pozwalają na określenie stanu technicznego powierzchni, jej zawilgoceń, zabrudzeń oraz pokrycia roślinnością. Na podstawie pozyskanych danych można wykonać szereg analiz geometrycznych oraz pozyskać szczegółowe dane dokumentacyjne, np. wysokości, szerokości, głębokości, nachylenia obiektów, kształtu i charakterystyki powierzchni w tym odwzorowanie zdobnictwa i inskrypcji. Naziemny skaning laserowy jest obecnie szeroko stosowany przez środowiska architektoniczne i archeologiczne. Technologia ta ma ogromny potencjał w dokumentacji zabytków, gdzie tak gęsty zestaw danych może zapewnić wgląd w naturę zjawisk erozyjnych, reologicznych, a także rejestrować skalę i postęp zniszczeń dóbr kultury.

EN

Geospatial documentation performed on the basis of the results of geodetic measurements includes the preparation of numerical situational and height maps in a uniform spatial reference system. In addition to the classic content, the locations of individual objects and their specific groupings, buildings, also within the cemetery, and permanent fences are marked on the map. An integral part of the map is the terrain model. The preparation of a numerical map of the protected area and the area around it allows for the analysis of surface transformations and the search for historical borders and original locations of development elements. An inventory of the area and historic buildings can be made, e.g. 3D terrestrial laser scanning technique. As a result of scanning, the so-called a point cloud representing the object's geometry. Each point of the cloud, in addition to geometric data in the form of spatial coordinates, also contains additional spectral information, the analysis of which allows to determine the technical condition of the surface, its moisture, dirt and vegetation cover. On the basis of the obtained data, a series of geometric analyzes can be performed and detailed documentation data can be obtained, e.g. height, width, depth, inclination of objects, shape and surface characteristics, including representation of ornamentation and inscriptions. Terrestrial laser scanning is now widely used by the architectural and archaeological communities. This technology has great potential in the documentation of monuments, where such a dense set of data can provide insight into the nature of erosive and rheological phenomena, as well as record the scale and progress of damage to cultural heritage.

17

Comparison on Commercial and Free Software for Point Cloud Processing

Antova Gergana, Peev Ivan

Inżynieria Mineralna

|

2024

|

Vol. 1, no. 1

511--519

EN

Terrestrial laser scanning technology is becoming increasingly common for automated spatial data acquisition and digitization in the fields of surveying, civil engineering and architecture. The data from measurements made with terrestrial laser scanners are a huge array of points in space, called a point cloud, which describes the captured surface of the object under study. The point cloud processing is performed in specialized software products for handling measurements from laser scanners, which provide different possibilities for manipulating the point cloud and forming different results. The software available on the market differs according to its data processing capabilities and functionalities, application areas, methods used, manufacturer and cost. To be able to perform spatial data processing and analysis correctly and with high quality, it is important to understand the available functionalities of the different software products and their advantages and disadvantages compared to others. A comparison is made for three software packages for point cloud processing - Autodesk ReCap Pro, CloudCompare and Trimble RealWorks. The different functionalities available in the products are described and presented on small building measurements along with their performance accuracy and efficiency. The strengths and weaknesses of the different software products are identified through the comparison performed. The first section describes the basic principles of the terrestrial laser scanning method. In section two, the different point cloud processing software products on the market are presented, together with a description of the different file formats for data exchange and a theoretical section on point cloud registration, filtering, and modelling. The third section contains a presentation of the main functions and processing capabilities in Autodesk ReCap Pro, CloudCompare and Trimble RealWorks software. The fourth section describes the data used for the study, the measurements performed, their processing and results in the three software, together with an assessment of accuracy by control measurements. Section five contains conclusions and implications.

18

Laser scanning in diagnostics of geometric imperfections of hyperboloid cooling towers

Makuch Maria

Geomatics, Landmanagement and Landscape

|

2024

|

no. 4

105--122

EN

Hyperboloid cooling towers are distinctive tower structures designed to cool industrial waters by discharging their heat into the ambient air. Geometric imperfections of the hyperboloid cooling tower shell are the main, easily measurable symptom of structural strain and a significant factor in the development of safety hazards and failures of these thin-walled shell structures. This article presents an analysis of the use of a ToF and a phase laser scanner in the diagnosis of geometric imperfections of the reinforced concrete cooling tower shell. The reliability of TLS data in mapping the actual shape of the hyperboloid structure was confirmed on the basis of precise reflectorless tachymetry, which serves as reference data. Geometric imperfections of the hyperboloid cooling tower shell were determined by referring the TLS observation sets to a modified model hyperboloid, adjusted to the external surface by taking into account the actual, variable distribution of the shell thickness. Statistically confirmed compliance of the shell geometry analysis results, carried out on the basis of data obtained with two scanners with different parameters, showed no influence of the distance measurement system used in the scanning instrument on the effectiveness of detection of geometric imperfections of the hyperboloid structure. The results of the analyses of the shape of the cooling tower shell were consistent with the information on the geometric state of the structure, collected in the company archive. The imperfection maps generated on the basis of data obtained with the phase and the ToF pulse laser scanner clearly confirmed the deformations of the critical areas of the structure, which do not pose a real threat to the stability of the facility.

PL

Hiperboloidalne wieże chłodnicze to charakterystyczne konstrukcje wieżowe przeznaczone do chłodzenia wód przemysłowych poprzez odprowadzanie ciepła do otaczającego powietrza. Niedoskonałości geometryczne powłoki hiperboloidalnej wieży chłodniczej są głównym, łatwo mierzalnym objawem odkształceń konstrukcyjnych i znaczącym czynnikiem rozwoju zagrożeń bezpieczeństwa i awarii tych cienkościennych konstrukcji powłokowych. W artykule przedstawiono analizę zastosowania ToF i skanera laserowego fazowego w diagnostyce niedoskonałości geometrycznych żelbetowej powłoki chłodniczej. Niezawodność danych TLS w mapowaniu rzeczywistego kształtu struktury hiperboloidalnej została potwierdzona na podstawie precyzyjnej tachymetrii bezreflektorowej, która służy jako dane referencyjne. Niedoskonałości geometryczne powłoki hiperboloidalnej wieży chłodniczej zostały określone poprzez odniesienie zbiorów obserwacji TLS do zmodyfikowanego modelu hiperboloidy, dostosowanego do powierzchni zewnętrznej poprzez uwzględnienie rzeczywistego, zmiennego rozkładu grubości powłoki. Statystycznie potwierdzona zgodność wyników analizy geometrii powłoki, przeprowadzonej na podstawie danych uzyskanych za pomocą dwóch skanerów o różnych parametrach, wykazała brak wpływu układu pomiaru odległości zastosowanego w instrumencie skanującym na skuteczność wykrywania niedoskonałości geometrycznych struktury hiperboloidalnej. Wyniki analiz kształtu powłoki chłodni kominowej były zgodne z informacjami o stanie geometrycznym konstrukcji, zebranymi w archiwum firmy. Mapy niedoskonałości wygenerowane na podstawie danych uzyskanych za pomocą skanera laserowego fazowego i impulsowego ToF jednoznacznie potwierdziły odkształcenia krytycznych obszarów konstrukcji, które nie stanowią realnego zagrożenia dla stabilności obiektu.

19

Error Analysis of Stonex X300 Laser Scanner Close-range Measurements

Abed Fanar M., Jasim Luma K., Bori Marwa M.

Geomatics and Environmental Engineering

|

2024

|

Vol. 18, no. 3

5--24

EN

This research reports an error analysis of close-range measurements from a Stonex X300 laser scanner in order to address range uncertainty behavior based on indoor experiments under fixed environmental conditions. The analysis includes procedures for estimating the precision and accuracy of the observational errors estimated from the Stonex X300 observations and conducted at intervals of 5 m within a range of 5 to 30 m. The laser 3D point cloud data of the individual scans is analyzed following a roughness analysis prior to the implementation of a Levenberg–Marquardt iterative closest points (LM-ICP) registration. This leads to identifying the level of roughness that was encountered due to the range-finder’s limitations in close-ranging as well as measurements that were obtained from extreme incident angle signals. The measurements were processed using a statistical outlier removal (SOR) filter to reduce the noise impact toward a smoother data set. The geometric differences and the RMSE values in the 3D coordinate directions were computed and analyzed, which showed the potential of the Stonex X300 measurements in close-ranging following a careful statistical analysis. It was found that the error differences in the vertical direction had a consistent behavior when the range increased, whereas the errors in the horizontal direction varied. However, it is more common to produce errors in the vertical direction as compared to the horizontal one.

20

TLS measurement automation – case study SITEPLANNER

Warchoł Artur, Baścik Marek, Pietrzyk Artur

Geoinformatica Polonica

|

2024

|

T. 23

113--120

EN

Surveys using LiDAR technology have become very popular over the past several years due to their high accuracy, speed of acquisition and completeness of space capture. Due to the progressive ease of use, these measurements are increasingly being carried out by less skilled field workers. On the other hand, however, more and more knowledge and ‘know-how’ is emerging in the processing stages of the data collected in the field. If both parts of this process are properly organised and supported by technology, satisfactory results can be obtained at the level of efficiency gains in both field work and automatic LiDAR data processing. This analysis presents the results of the work on the SITEPLANNER application developed by 3Deling.

PL

Pomiary przy pomocy technologii LiDAR w ostatnich kilkunastu latach stały się bardzo popularne ze względu na wysoką dokładność, szybkość pozyskiwania oraz kompletność przechwytywania przestrzeni. Ze względu na postępującą łatwość obsługi, coraz częściej pomiary te są wykonywane przez mniej wykwalifikowanych pracowników terenowych. Z drugiej strony coraz większa wiedza i „know-how” pojawia się na etapach przetwarzania danych zebranych w terenie. Jeżeli obydwie części tego procesu będą odpowiednio zorganizowane oraz wspomagane przez technologię, można uzyskać satysfakcjonujące efekty na poziomie wzrostu efektywności zarówno prac terenowych, jak i automatycznego przetwarzania danych LiDAR. W niniejszej analizie przedstawiono efekty prac nad aplikacją SITEPLANNER opracowaną przez firmę 3Deling.