Accuracy of the BIM model generated from the point cloud for an object made in glass technology

• Autorzy: Wider Marta , Gawronek Pelagia

Identyfikatory

DOI

10.15576/GLL/2021.4.117

Warianty tytułu

PL

Dokładność modelu BIM z chmury punktów dla obiektu wykonanego w technologii szklanej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Mapping glass objects in 3D space has long raised doubts as to the possibility of obtaining data, and as to the accuracy of that data. The basics of terrestrial laser scanning technology and the principles of the physics of light propagation in the environment of transparent and reflective surfaces, as a rule, contradict the technological possibility of a faithful mapping thereof. Although Building Information Modelling (BIM) of existing objects based on data from terrestrial laser scanning is an increasingly common practice, it is recognized, nevertheless, that the accuracy of the model is primarily reflected in the accuracy of the point cloud obtained as a result of scanning. The article discusses the possibilities of developing a BIM model of an object made in glass technology, based on data obtained with the method of terrestrial laser scanning. The subject of the study was the glazed façade of the complex of buildings belonging to the University of Agriculture in Krakow. The study on the fidelity of mapping glazed surfaces included the acquisition and processing of the point cloud, 3D modelling of the object using the Revit software, and the analysis of the accuracy of mapping the existing status in comparison with architectural design and construction documentation. Based on the research, the possibility of using the BIM process was assessed using TLS data in the process of recreating the geometry of an object made in glass technology. The results of the study showed a significant convergence of the façade model geometry with the actual course of the structure, which, however, can be attributed to the development methodology, i.e. the accuracy of 3D data acquisition, the registration process, the filtration procedure, the method of parametric modelling of the façade structure itself, and ultimately fitting three-layer glazing into the model of that structure.

PL

Odwzorowanie obiektów szklanych w przestrzeni 3D od lat budzi wątpliwości w zakresie możliwości pozyskania danych oraz ich dokładności. Podstawy technologii naziemnego skaningu laserowego oraz zasady fizyki rozchodzenia się światła w środowisku powierzchni transparentnych i refleksyjnych co do zasady przeczą możliwością technologicznym ich wiernego odwzorowania. Modelowanie BIM obiektów istniejących w oparciu o dane z naziemnego skanowania laserowego to coraz powszechniejsza praktyka, jednak nadal uznaje się, że o dokładności modelu świadczy przede wszystkim dokładność pozyskanej w wyniku skanowania chmury punktów. W artykule omówiono możliwości opracowania modelu BIM obiektu wykonanego w technologii szklanej, na podstawie danych pozyskanych technologią naziemnego skaningu laserowego. Przedmiotem opracowania była przeszklona fasada kompleksu zabudowań Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie. Badania wierności odwzorowania przeszkleń obejmowały pozyskanie i przetworzenie chmury punktów, modelowanie 3D obiektu w programie Revit oraz analizę dokładności odtworzenia stanu istniejącego w porównaniu z dokumentacją architektoniczno – budowlaną. W oparciu o przeprowadzone badanie dokonano oceny możliwości zastosowania procesu BIM przy wykorzystaniu danych TLS w procesie odtworzenia geometrii obiektu wykonanego w technologii szklanej. Rezultaty opracowania wykazały znaczą zbieżność geometrii modelu fasady z rzeczywistym przebiegiem konstrukcji, co jednak zawdzięczać można metodyce opracowania tj. dokładności pozyskania danych 3D, procesowi rejestracji, filtracji, metodzie modelowania parametrycznego samej konstrukcji fasady oraz finalne wpasowaniu w jej model trójwarstwowych szkleń.

Słowa kluczowe

EN

terrestrial laser scanning; architectural survey; glass façade; accuracy analysis of geometry modelling

PL

naziemny skaning laserowy; inwentaryzacja; modelowanie; fasada szklana; analiza dokładności odwzorowania geometrii

• Wydawca: Wydawnictwo Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie
• Czasopismo: Geomatics, Landmanagement and Landscape
• Rocznik: 2021
• Tom: no. 4
• Strony: 117--133
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., fot., rys., tab.

Twórcy

autor

Wider Marta

• University of Agriculture in Krakow Faculty of Environmental Engineering and Land Surveying

autor

Gawronek Pelagia

• University of Agriculture in Krakow Department of Land Surveying ul. Balicka 253, 30-198 Kraków

• https://orcid.org/0000-0001-7806-909X

Bibliografia

• Alshawabkeh Y., Baik A., MikyY. 2021. Integration of Laser Scanner and Photogrammetry for Heritage BIM Enhancement. ISPRS International Journal of Geo-Information, 10(5), 316.
• Autodesk. 2019. Budownictwo. Innowacje. Wizja liderów branży 2025 – raport wykonany przez firmę ASM. Centrum Badań i Analiz Rynku.
• Baik A. 2017. From point cloud to jeddah heritage BIM nasif historical house – case study. Digital Applications in Archaeology and Cultural Heritage, 4, 1–18.
• Głowacka A., Pluta M. 2015. Dokładność modelowania 3D na podstawie chmury punktów z naziemnego skaningu laserowego. Episteme, 26(2), 125–132.
• Graham K., Chow L., Fai S. 2018. Level of detail, information and accuracy in building information modelling of existing and heritage buildings. Journal of Cultural Heritage Management and Sustainable Development.
• Kamusiński A. 2005. Refleksje na temat zjawisk fizycznych związanych z ruchem ciał w przestrzeni. Zeszyty Naukowe Akademii Marynarki Wojennej, 46, 13–74.
• Kelly G., Serginson M., Lockley S., Dawood N., Kassem M. 2013. BIM for facility management: A review and a case study investigating the value and challenges. Proceedings of the 13th International Conference on Construction Applications of Virtual Reality, 5.
• Khosakitchalert C., Yabuki N., Fukuda T. 2019. Improving the accuracy of BIM-based quantity takeoff for compound elements. Automation in Construction, 106, 102891.
• Kusznier J. 2015. Początki techniki światłowodowej. Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej.
• Kuzina E., Rimshin V. 2017. Deformation monitoring of road transport structures and facilities using engineering and geodetic techniques. In: Energy Management of Municipal Transportation Facilities and Transport. Springer, Cham, 410–416.
• Kwinta A., Gradka R. 2021. Dynamic objects geometry measurement by laser scanning – a case study. Geomatics, Landmanagement and Landscape.
• Miśków-Janik E. 2017. Przebudowa i rozbudowa budynków Uniwersytetu Rolniczego wraz ze zmianą sposobu użytkowania budynków gospodarczych na potrzeby dydaktyczne oraz stołówki studenckiej wraz z instalacjami wewnętrznym przy ul. Balickiej 253b w Krakowie na działce nr 15/4 obr. 48 Kraków (dokumentacja projektowa obiektu badań).
• Piech I., Kwoczynska B., Slowik D. 2018. Using Terrestrial Laser Scanning in Documentation of Antique Vehicles. 2018 Baltic Geodetic Congress (BGC Geomatics). IEEE, 373–376.
• Pitkänen T.P., Raumonen P., Liang X., Lehtomäki M., Kangas A. 2021. Improving TLS-based stem volume estimates by field measurements. Computers and Electronics in Agriculture, 180, 105882.
• Pu S., Vosselman G. 2007. Extracting windows from terrestrial laser scanning. Intl Archives of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 36, 12–14.
• Yang H., Xu X., Neumann I. 2019. An automatic finite element modelling for deformation analysis of composite structures. Composite Structures, 212, 434–438.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).