Modeling BIM objects from point clouds. Examples

• Autorzy: Kotarska-Lewandowska Bożena

Identyfikatory

DOI

10.36176/96.PTGiGI.2019.32.3.03

Warianty tytułu

PL

Modelowanie obiektów BIM z chmur punktów. Przykłady

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article presents several ways to obtain BIM (Building Information Modeling) models from point clouds using standard commands in Revit 2018. In Revit geometric forms are possible to obtain in project, family or conceptual environments. Efficient modeling requires knowledge of methods of creating families and components in these environments and ways to combine them. Modeling methods with system and loadable families are presented, however, the main part of the article is modeling of individual forms as In-Place Model, or Conceptual Mass. Drawing model lines on the work plane is facilitated due to a snapping feature in Revit. Point clouds must be limited to allow observation near the work plane. Cloud modeling is labor intensive, therefore knowledge of various techniques is particularly important. In creating reusable BIM objects adding parameterization to already created models has a positive effect on the efficiency of the entire process. Making models from point clouds, even at the initial stage, requires good knowledge of the software, but spatial imagination and knowledge of spatial relations gained from descriptive geometry classes become an asset. Modeling from point clouds can be an interesting alternative to other courses for future engineers in the building sector.

PL

W artykule przedstawiono kilka sposobów uzyskania modeli BIM z chmury punktów za pomocą standardowych poleceń programu Revit 2018. Zaproponowany zestaw przykładów modelowania z chmur punktów może być ciekawą alternatywą na kursach dla przyszłych inżynierów w sektorze budownictwa. Revit jest rozbudowanym programem, w którym modelowanie form geometrycznych jest możliwe w trzech środowiskach: projektu, rodziny, bryły koncepcyjnej. W sprawnym modelowaniu potrzebna jest wiedza do jakich przypadków wykorzystywać te środowiska, jak w nich działać i je łączyć. W budowaniu modelu BIM obiektu budowlanego z chmury punktów dla elementów nadrzędnych wykorzystuje się rodziny systemowe (ang. System families) takie jak ściany, stropy, dachy. Natomiast modelowanie w środowisku rodzin jest w pewien sposób ograniczone ponieważ w programie Revit 2018 nie jest możliwe bezpośrednie wczytanie chmur do rodzin. Dlatego w modelowaniu rodzin wczytywalnych (ang. Loadable families) takich jak np. okna, trzeba przenieść linie charakterystyczne budowanej formy geometrycznej obiektu z chmury punktów widocznej w projekcie do środowiska rodziny. Jak opisano w artykule zapewnia to eksport linii modelu do formatu dwg, a następnie wczytanie pliku w nowej rodzinie. Trzeba jednak stwierdzić, że ta pośrednia metoda zmniejsza efektywność modelowania tego typu elementów. Chmury punktów stanowią reprezentację rzeczywistego obiektu, często o nietypowych kształtach, zdeformowanego, nieidealnego. Powoduje to konieczność utworzenia unikatowych, indywidualnych form. Sposobem na ich uzyskanie jest model lokalny (ang. Model In-Place). Jest on tworzony w projekcie, a zatem w bezpośrednim sąsiedztwie chmury punktów. W artykule opisano metodę tworzenia z modelu lokalnego rodzin i ich parametryzację, która powoduje, ze określone wymiary obiektu są edytowalne. Taki zabieg tworzy możliwość wielokrotnego wykorzystania raz utworzonego modelu i jego modyfikacji wewnątrz projektu, ale również w innych projektach. Z kolei bardziej złożone geometrie wynikające z układu punktów w chmurze mogą być utworzone jako lokalna bryła koncepcyjna (ang. In-Place Mass). Ponieważ bryła ta jest tworzona w środowisku projektu można bezpośrednio dowiązywać się do punków w chmurze. Sposób modelowania i środowisko bryły koncepcyjnej jest odmienne od modelu lokalnego i może dawać dużo większą dowolność form. Początkowo utworzone obiekty lokalnej bryły koncepcyjnej mogą być dalej zmieniane poprzez dodawanie krawędzi i przekrojów oraz modyfikacje więzów. W efekcie końcowym powstają złożone powierzchnie tzw. free form. Fragmenty tych powierzchni mogą być następnie przekształcane w elementy strukturalne budynku, takie jak dach, ściana, strop. Ponieważ modelowanie w chmurach jest pracochłonne dlatego szczególnego znaczenia nabiera znajomość różnych podejść do modelowania a także dodawanie parametryzacji do już utworzonych modeli, co wpływa dodatnio na efektywność całego procesu. Wykonanie modeli z chmur punktów nawet na początkowym poziomie wymaga dobrej znajomości programu, ale dodatkowo niezbędna staje się wiedza w zakresie budowania form i współzależności relacji przestrzennych wyniesiona z zajęć geometrii wykreślnej oraz wyćwiczona na tych zajęciach wyobraźnia przestrzenna.

Słowa kluczowe

EN

laser scanning; point clouds; 3D modelling; BIM

PL

skanowanie laserowe; chmura punktów; modelowanie 3D; BIM

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Geometrii i Grafiki Inżynierskiej
• Czasopismo: Journal Biuletyn of Polish Society for Geometry and Engineering Graphics
• Rocznik: 2019
• Tom: Vol. 32
• Strony: 55--64
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz.

Twórcy

autor

Kotarska-Lewandowska Bożena

• Gdansk University of Technology, Department of Structural Mechanics of Materials and Structures ul. G. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk, POLAND

Bibliografia

• [1] Autodesk Revit 2018, materiały informacyjne, Autodesk 2018.
• [2] Barazzetti L (2016) Parametric as-built model generation of complex shapes from point clouds. Adv Eng Inform 30(3): 298–311.
• [3] Barazzetti L., Banfi F., Brumana R., Previtali M.: Creation of parametric BIM objects from point clouds using nurbs. Photogramm. Rec. 30(152), 2015, 339–362.
• [4] Bassier M., Hadjidemetriou G., Vergauwen M., Van Roy N., VerstryngeE.: Implementation of scan-to-BIM and FEM for the documentation and analysis of heritage timber roof structures. In Digital heritage. Progress in cultural heritage: Documentation, preservation, and protection: 6th international conference, EuroMed 2016, ed Ioannides M., Fink E., Moropoulou A., Hagedorn-Saupe M., Fresa A., Liestøl G., Rajcic V., and Grussenmeyer P., 79–90. Nicosia, Cyprus: Springer International Publishing. doi:10.1007/978-3-319-48496-9_7.
• [5] Tommasi C., Achille C., Fassi F.: From point cloud to BIM: a modelling challenge in the cultural heritage field. In The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Volume XLI-B5, 2016 XXIII ISPRS Congress, 12–19 July 2016, Prague, Czech Republic, p. 429–436.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).