Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Accuracy of the application of mobile technologies for measurements made in headings of the Kłodawa Salt Mine

Świerczyńska Ewa Joanna, Kurdek Damian, Jankowska Iwona

Reports on Geodesy and Geoinformatics

|

2024

|

Vol. 117

55--68

EN

The "Kłodawa" salt mine, due to geological conditions and continuous salt extraction, is subject to a range of measurements documenting the speed of changes in the geometry of the chambers. Cyclic surveys are conducted under challenging conditions several hundred metres underground. Consequently, measurement methods used for determining the parameters of the ongoing clamping should be of high precision but also be resistant to dense dust (in fields of active mining) and strong gusts (near ventilation shafts). The research presented here concerns the analysis of the possibilities of solutions offered by modern technologies in mine conditions. Test measurements were conducted at observation stations using linear bases stabilized with metal pins. The base points were located in the aisles, ceiling, and bottom of the chamber in Field 1 of "Kłodawa" salt mine at the depth of 600m. Point clouds mapping the object were acquired using a Leica RTC360 3D laser scanner and two mobile devices: Motorola G100 smartphone and iPad Pro with LiDAR technology using the Pix4Dcatch application. The accuracy of the point cloud from the Leica RTC360 3D laser scanner was determined by comparing it with classic measurements taken with a Leica Disto laser rangefinder. The repeatability and accuracy of the point cloud from a smartphone were examined using statistical analysis based on Pearson's correlation coefficient and cross-correlation. An attempt was also made to approximate the correlation between the obtained errors and two parameters: the number of images and the size of the object.

2

Wykorzystanie skaningu laserowego i chmur punktów na budowie. Część IV

Nowak Paweł, Rosłon Jerzy, Romatowski Karol

Przegląd Budowlany

|

2024

|

R. 95, nr 3

66--74

PL

Czwarty i ostatni z serii czterech artykułów na temat skaningu laserowego przedstawia wykorzystanie chmur punktów oraz skaningu na przykładach z rzeczywistej budowy. Przedstawiono studia przypadku – sposób kontroli bieżącego stanu robót oraz sprawdzania jakości wykonania posadzek betonowych w trakcie realizacji oraz analizę ugięcia konstrukcji stalowej. Artykuł prezentuje także zbiorcze podsumowanie całej serii. Autorzy przedstawili także projekty ERASMUS+, służące rozwojowi nowoczesnej dydaktyki inżynierów i menedżerów budowlanych: 3M site oraz CLOEMC VI.

EN

The fourth and last in a series of four articles on laser scanning presents the use of point clouds and scanning on real-world examples. Case studies were presented – the method of controlling the current state of works and checking the quality of concrete floors during implementation, as well as the analysis of deflection of the steel structure. The article also presents a summary of the entire series. The authors also presented Erasmus+ projects that contribute to the development of modern didactics for construction engineers and construction managers: 3M site and CLOEMC VI.

3

Use of terrestrial laser scanning point cloud in the inventory of Mechowo Caves

Klapa Przemysław, Mitka Bartosz, Duraziński Dawid, Zagórowski Mateusz, Podżorska Aleksandra

Geomatics, Landmanagement and Landscape

|

2024

|

no. 1

43--52

EN

An inventory is a set of technical operations for obtaining reliable information about a site in order to prepare technical and descriptive documentation, presenting the current state of objects. One of the measurement technologies allowing for the acquisition of reliable and comprehensive information about a site is terrestrial laser scanning. A point cloud from terrestrial laser scanning generates both 2D surveys and 3D models of various types of objects. The scope of research work included the application of terrestrial laser scanning (TLS) technology in the inventory of the Mechowo Caves – a cave in the village of Mechowo. The survey of the area in front of the cave and its part accessible to visitors was carried out using a Leica P40 laser scanner. Due to the highly varied shape of the cave ( multiple low and narrow passages) and its unique character, the measurement had to be performed in a non-standard way – with the use of numerous measuring stations with different combinations of measuring instrument settings and variable scanning parameters. As a result of the work, a point cloud was generated, based on which cross-sections presenting the spatial layout of the Mechowo Caves were created, as well as a 3D model of the area covered by the survey.

PL

Inwentaryzacja to zespół czynności technicznych mających na celu pozyskanie wiarygodnej informacji o obiekcie celem przygotowania dokumentacji technicznej i opisowej będącej prezentacją stanu istniejącego miejsc i obiektów. Jedną z technologii pomiarowych, pozwalających na pozyskanie wiarygodnej i kompleksowej informacji o obiekcie jest naziemne skanowanie laserowe. Chmura punktów z naziemnego skanowania laserowego pozwala na wygenerowanie zarówno opracowań 2D, jak również tworzenie trójwymiarowych modeli różnego rodzaju obiektów. Zakres prac badawczych obejmował zastosowanie technologii TLS (Terrestrial Laser Scanning) w inwentaryzacji Grot Mechowskich - jaskini we wsi Mechowo. Pomiar obszaru przed jaskinią oraz jej części udostępnionej dla zwiedzających został wykonany za pomocą skanera laserowego Leica P40. Ze względu na mocno urozmaicony kształt groty (liczne, niskie i wąskie przejścia) oraz jej niepowtarzalny charakter, pomiar musiał zostać wykonany w sposób niestandardowy – z wykorzystaniem licznych stanowisk pomiarowych przy różnej kombinacji ustawień instrumentu pomiarowego oraz zmiennych parametrach skanowania. Skutkiem wykonanych prac było wygenerowanie chmury punktów, na podstawie której powstały przekroje prezentujące układ przestrzenny Grot Mechowskich, a także model 3D obszaru objętego pomiarem.

4

Determining the trend of geometrical changes of a hydrotechnical object based on data in the form of LiDAR point clouds

Kowalska Maria Elżbieta, Zaczek-Peplinska Janina, Piasta Łukasz

Archives of Civil Engineering

|

2024

|

Vol. 70, nr 1

305--323

EN

Monitoring the technical condition of hydrotechnical facilities is crucial for ensuring their safe usage. This process typically involves tracking environmental variables (e.g., concrete damming levels, temperatures, piezometer readings) as well as geometric and physical variables (deformation, cracking, filtration, pore pressure, etc.), whose long-term trends provide valuable information for facility managers. Research on the methods of analyzing geodetic monitoring data (manual and automatic) and sensor data is vital for assessing the technical condition and safety of facilities, particularly when utilizing new measurement technologies. Emerging technologies for obtaining data on the changes in the surface of objects employ laser scanning techniques (such as LiDAR, Light Detection, and Ranging) from various heights: terrestrial, unmanned aerial vehicles (UAVs, drones), and satellites using sensors that record geospatial and multispectral data. This article introduces an algorithm to determine geometric change trends using terrestrial laser scanning data for both concrete and earth surfaces. In the consecutive steps of the algorithm, normal vectors were utilized to analyze changes, calculate local surface deflection angles, and determine object alterations. These normal vectors were derived by fitting local planes to the point cloud using the least squares method. In most applications, surface strain and deformation analyses based on laser scanning point clouds primarily involve direct comparisons using the Cloud to Cloud (C2C) method, resulting in complex, difficult-to-interpret deformation maps. In contrast, preliminary trend analysis using local normal vectors allows for rapid threat detection. This approach significantly reduces calculations, with detailed point cloud interpretation commencing only after detecting a change on the object indicated by normal vectors in the form of an increasing deflection trend. Referred to as the cluster algorithm by the authors of this paper, this method can be applied to monitor both concrete and earth objects, with examples of analyses for different object types presented in the article.

PL

Monitorowanie stanu technicznego obiektów hydrotechnicznych stanowi kluczowe zadanie dla zapewnienia bezpieczeństwa ich użytkowania. Obejmuje ono zwykle zmienne środowiskowe (np. poziom piętrzenie i temperaturę betonu, wskazania piezometrów) oraz zmienne geometryczne i fizyczne (odkształcenie, pękanie, filtracja, ciśnienie porowe itp.). Wyniki monitoringu mogą być prezentowane w postaci wieloletnich trendów tych zmiennych w czasie, dzięki czemu stanowią ważną informację dla zarządców obiektów. Badania nad metodami analizy danych z monitoringu geodezyjnego (manualnego i automatycznego) oraz danych z czujników są ważne w kontekście oceny stanu technicznego i bezpieczeństwa obiektów, szczególnie w przypadku danych rejestrowanych z wykorzystaniem nowych technologii pomiarowych. Nowymi technologiami pozyskiwania danych o zmianach powierzchni obiektów są techniki wykorzystujące skanowanie laserowe (LiDAR) z różnych pułapów: naziemne, z pokładów powietrznych statków bezzałogowych (UAV, dronów), satelitarne wykorzystujące sensory rejestrujące dane geoprzestrzenne i wielospektralne. W artykule zaprezentowano algorytm pozwalający na wyznaczanie trendu zmian geometrycznych w oparciu o dane z naziemnego skaningu laserowego zarówno dla powierzchni obiektów betonowych jak i ziemnych. W pracach nad opracowaniem kolejnych kroków postępowania wykorzystano wektory normalne do analizy występowania zmian oraz obliczenia lokalnych kątów nachylenia powierzchni i zmian obiektu. Wektory normalne uzyskiwano poprzez wpasowanie lokalnych płaszczyzna metodą najmniejszych kwadratów w chmurę punktów. W większości zastosowań analizy odkształceń i deformacji powierzchni wykonywane w oparciu o chmury punktów ze skanowania laserowego sprowadzają się do bezpośredniego porównywania metodą Cloud to Cloud (C2C) i generowania trudnych do interpretacji, rozległych map deformacji. Wstępna analiza trendu zachowania obiektu w oparciu o lokalne wektory normalne pozwala na szybkie wykrywanie ewentualnego zagrożenia. Dzięki temu ogranicza si ę znacząco ilość obliczeń, a w przypadku gdy obiekt nie wykazuje zmian, szczegółowe interpretacje chmur punktów rozpoczyna się dopiero, po wykryciu zmiany na obiekcie wskazanej przez wektory normalne w postaci narastającego trendu wychylenia. Takie podejście może być stosowane zarówno do monitorowania obiektów betonowych jak i ziemnych, przykłady analizy dla różnych typów obiektów zaprezentowano w artykule.

5

Wykorzystanie skaningu laserowego i chmur punktów na budowie. Część III

Nowak Paweł, Rosłon Jerzy, Romatowski Karol

Przegląd Budowlany

|

2023

|

R. 94, nr 1-2

48--54

PL

Trzeci z serii czterech artykułów [15, 16] przedstawia wykorzystanie skaningu laserowego oraz pracę z chmurą punktów na budowie. Przedstawiono przygotowanie do skanowania oraz proces skanowania - od przygotowania skanera poprzez różne procesy, takie jak pomiary w terenie, rejestracja i eksport danych. Autorzy przedstawili także szereg problemów, na jakie może natknąć się skanujący i praktyczne sposoby ich rozwiązywania. Pokazano także możliwości wykorzystania skanera oraz chmury punktów do przedmiarowania oraz wykonywania obmiarów - na podstawie rzeczywistego projektu - przy pracach wyburzeniowych wentylatorni, remontowanego szpitala. Autorzy przedstawiają także założenia i wstępne rezultaty projektu ID4EX związanego z wykorzystywaniem immersive design w budownictwie.

EN

The third in a series of four articles [15, 16] presents the use of laser scanning and work with a point cloud on a construction site. The preparation for scanning and the scanning process are presented - from scanner preparation through various processes such as field measurements, data registration and export. The authors also presented a number of problems that the scanner may encounter and practical ways of solving them. It also shows the possibilities of using a scanner and a cloud of points for take-off and taking measurements - based on a real project - for the demolition works of the ventilation room, the renovated hospital. The authors also present the assumptions and preliminary results of the ID4EX project related to the use of immersive design in construction.

6

Fuzja chmur punktów pozyskanych TLS oraz smartfonem z sensorem LiDAR do przygotowania pełnego zbioru danych na potrzeby inwentaryzacji

Janicka Joanna, Błaszczak-Bąk Wioleta, Pelc-Mieczkowska Renata, Rutkowska Miłosława

Materiały Budowlane

|

2023

|

nr 12

51--56

PL

W artykule przedstawiono wyniki integracji chmur punktów pozyskanych z wykorzystaniem naziemnego skanera laserowego oraz smartfona z sensorem LiDAR. Kompletny zbiór danych posłużył do inwentaryzacji ściany obiektu zabytkowego klasztoru Franciszkanów. W 2019 r. na wniosek upoważnionej osoby dokonano pomiarów obiektu ze względu na zaobserwowane odchylenie ściany budynku spowodowane osiadaniem fundamentów budowli i rozpoczęto prace rewitalizacyjne polegające na wzmocnieniu gruntu pod fundamentami kościoła. Przeprowadzono wiele prac mających na celu zatrzymanie osiadania fundamentów, a także dobudowano i uzupełniono brakujące fragmenty ściany, które miały znaczny wpływ na stabilność obiektu. W 2023 r. powtórzono pomiar, wykorzystując naziemny skaner laserowy i smartfon iPhone 12Pro, aby sprawdzić, czy wykonane prace przyniosły pożądany efekt i zahamowały dalsze odchylenia ścian. Kompletny, zintegrowany zbiór danych posłużył również do wizualizacji ściany po zabiegach konserwatorskich.

EN

The article presents the results of the integration of point clouds obtained using a terrestrial laser scanner and a smartphone with a LiDAR sensor. The complete data set was used to inventory the wall of the historic Franciscan Monastery. In 2019, at the request of the parish priest, the building was measured due to the observed deviation of the building walls caused by the subsidence of the foundations of the building and revitalization works began, consisting in strengthening the ground under the foundations of the church. A number of works were carried out to stop the process of settling the foundations of the monastery, and the missing fragments of the wall were added and supplemented, which had a significant impact on the stability of the building. In 2023, the measurement was repeated using terrestrial laser scanner and iPhone 12Pro to check whether the applied works had the desired effect and inhibited further deviations of the walls. A complete, integrated data set was also used to visualize the wall after conservation treatments.

7

Reverse engineering technology in the process of automotive component innovation

Kender Štefan

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2023

|

Vol. 90, nr 3

16--23

EN

The paper presents the possibilities of using reverse engineering technology in the digitization of automotive components and their innovation. The selected car component was digitized. A CAD model of the part was created based on the scanned point clouds. Point clouds were scanned by a laser 3D scanner in PolyWorks software. The reference 3D model was created from a point cloud in CATIA V5. It is then possible to compare the scanned point cloud and the reference model. The comparison of the scanned point cloud and the reference model is performed in PolyWorks. The process of scanning an automotive component using the FARO PLATINUM ARM 3D scanning arm is documented. The reference 3D model was subsequently modified and innovated for the facelift car model.

PL

W artykule przedstawiono możliwości wykorzystania technologii inżynierii odwrotnej w digitalizacji podzespołów motoryzacyjnych oraz ich innowacyjności. Wybrany element samochodu został zdigitalizowany. Na podstawie zeskanowanych chmur punktów stworzono model CAD części. Chmury punktów skanowano laserowym skanerem 3D w programie PolyWorks. Referencyjny model 3D został stworzony z chmury punktów w programie CATIA V5. Możliwe jest wówczas porównanie zeskanowanej chmury punktów z modelem referencyjnym. Porównanie zeskanowanej chmury punktów z modelem referencyjnym odbywa się w programie PolyWorks. Udokumentowano proces skanowania komponentu samochodowego za pomocą ramienia skanującego FARO PLATINUM ARM 3D. Referencyjny model 3D został następnie zmodyfikowany i udoskonalony na potrzeby modelu samochodu po liftingu.

8

Detection of rising damp and material changes on hyperboloid cooling tower shells based on the intensity of the reflected laser beam

Makuch Maria

Geomatics, Landmanagement and Landscape

|

2023

|

no. 4

135--156

EN

Using a hyperboloidal cooling tower undergoing repair as an example, the paper examines the possibility of using a laser beam reflectance intensity value for the automated detection of perforations in cooling tower shells and the identification of material changes characteristic of the renovated sections of reinforced concrete structures. Due to the specific geometry of the analysed object, the practical application of the value of the fourth coordinate was preceded by its a priori modification. The applied correction solution made it possible to effectively eliminate the influence of the measurement geometry, adjusting the intensity values to correspond to the properties of the scanned surface. In the usability analyses of the corrected radiometric data, the author’s approach to eliminating information loss was applied, assuming the use of the fourth coordinate values as scalar fields. The proposed methodology was verified by comparing the obtained results with those of the commonly used unsupervised classification. The agreement, based on the similarity of the structures, between the results of the image classification and the areas extracted through the segmentation of the scalar fields, representing the corrected values of the laser beam reflectance intensity, confirmed the reliability of the proposed solutions. The usefulness of the radiometric data in 3D space was confirmed by comparing the obtained results with the analyses of the local surface curvature determined by the point cloud based on principal component analysis. Thanks to the segmentation of the scalar fields, the detection of rising damp and corrosion leaks, consistent with the results of the surface condition assessment based on the local curvature analysis, made it possible to specify the degree of degradation of the hyperboloid shell according to a seven-point scale that is consistent with the industry requirements. The values of the fourth coordinate also allowed the identification of material changes caused by the repair, and their comparison with the shell damage contours extracted from the local curvature analysis made it possible to verify the amount of repair mortar used and to assess the validity of the work carried out.

PL

W artykule, na przykładzie poddawanej naprawie hiperboloidalnej chłodni kominowej, zweryfikowano możliwość wykorzystania wartości intensywności odbicia wiązki lasera do zautomatyzowanej detekcji perforacji powłoki chłodni oraz identyfikacji zmian materiałowych, charakterystycznych dla wyremontowanych fragmentów żelbetowej budowli. Z uwagi na specyficzną geometrię analizowanego obiektu, praktyczną aplikację wartości czwartej współrzędnej poprzedzono jej aprioryczną modyfikacją. Zastosowane rozwiązanie korekcyjne umożliwiło skuteczną eliminację wpływu geometrii pomiaru, sprowadzając wartości intensywności do postaci odpowiadającej właściwościom skanowanej powierzchni. W analizach użyteczności skorygowanych danych radiometrycznych wykorzystano autorskie podejście eliminujące straty informacyjne, zakładające wykorzystanie wartości czwartej współrzędnej jako pól skalarnych. Weryfikację zaproponowanej metodyki zapewniło porównanie uzyskanych wyników z rezultatami stosowanej powszechnie klasyfikacji nienadzorowanej. Ustalona na podstawie podobieństwa struktur zgodność pomiędzy wynikami klasyfikacji obrazów i obszarami wyekstrahowanymi w oparciu o segmentacje pól skalarnych, stanowiących skorygowane wartości intensywności odbicia wiązki lasera, potwierdziła wiarygodność zaproponowanych rozwiązań. Przydatność danych radiometrycznych w przestrzeni 3D potwierdzono zestawiając uzyskane wyniki z rezultatami analiz lokalnej krzywizny powierzchni, wyznaczanej z chmury punktów na podstawie analizy głównych składowych. Bazująca na segmentacji pól skalarnych detekcja zawilgoceń i wycieków korozyjnych, integralna z wynikami oceny stanu powierzchni opartej na analizie lokalnej krzywizny, umożliwiła konkretyzację stopnia degradacji hiperboloidalnej powłoki, według podyktowanej wymogami branżowymi siedmiostopniowej skali. Wartości czwartej współrzędnej pozwoliły również na identyfikację będących wynikiem remontu zmian materiałowych, a ich zestawienie z wyekstrahowanymi na podstawie analizy lokalnej krzywizny konturami uszkodzeń powłoki, umożliwiły weryfikację ilości wykorzystanej zaprawy naprawczej i ocenę zasadności wykonanych prac.

9

Application of TLS and UAV data integration to special object modelling

Kwoczyńska Bogusława, Gudz Paweł

Geomatics, Landmanagement and Landscape

|

2023

|

no. 4

329--341

EN

Contemporary measurement techniques facilitate the rapid and highly precise development of three-dimensional models of any spatial object. Terrestrial laser scanning (TLS) stands as one of the most precise methodologies. Nevertheless, instances arise wherein restrictions imposed by the terrain configuration or infrastructure design impede the acquisition of comprehensive information regarding its geometry. In such scenarios, the optimal resolution lies in the integration of data sourced from diverse measurement instruments. In the context of working with large objects, the optimal approach to capturing comprehensive data, particularly pertaining to the upper parts, involves utilising an unmanned aerial vehicle (UAV). The high resolution of images acquired at a low altitude enables the generation of a point cloud with remarkable accuracy, delivering a satisfactory outcome. When it comes to the modelling of special objects, such as brine graduation towers, the selection of suitable software that facilitates the creation of realistic three-dimensional models is of paramount significance. The study utilised the integration of data acquired from a low altitude using the DJI Air 2S Fly More Combo unmanned aerial vehicle. Diverse mission types were employed, and the data was subsequently recorded using a terrestrial Leica ScanStation P40 laser scanner. The research was conducted on a brine graduation tower situated above the Nowa Huta reservoir in Kraków. The tower’s dimensions necessitated the incorporation of TLS and UAV data. This study analyses three 3D models of the brine graduation tower in Nowa Huta. The models were generated using various computer programmes, namely MeshLab, Agisoft Metashape, and Cyclone 3DR, each of which demonstrated specific capabilities and suitability for modelling a special object like a brine graduation tower. The accuracy of the constructed three-dimensional model of the tower was determined by comparing sections that were measured in the field on the structure between photographic points marked by discs and the equivalent points on the model. Eighteen sections were measured, yielding a mean error of 0.039 m.

PL

Stosowane obecnie techniki pomiarowe pozwalają na bardzo szybkie, a zarazem bardzo dokładne opracowanie modeli 3D dowolnych obiektów przestrzennych. Jedną z najbardziej dokładnych metod jest naziemne skanowanie laserowe (ang. TLS). Jednak są sytuacje, w których ograniczenia wynikające z układu terenowego lub konstrukcji obiektu, nie pozwalają na pozyskanie pełnej informacji o jego bryle. W takich sytuacjach rozwiązaniem jest zintegrowanie danych z różnych instrumentów pomiarowych. Jeśli mamy do czynienia z dużymi obiektami, najlepszym wyborem do uzupełnienia danych, szczególnie górnych partii obiektu, jest zastosowanie bezzałogowej platformy latającej (ang. UAV). Rozdzielczość zobrazowań wykonanych na niskim pułapie jest na tyle dobra, że pozwala otrzymać zadowalający efekt w postaci chmury punktów. W przypadku modelowania obiektu szczególnego, jakim jest tężnia solankowa, istotny jest również dobór odpowiedniego oprogramowania, które pozwoli na stworzenie realnego modelu 3D danego obiektu. W badaniach wykorzystano integrację danych pozyskanych z niskiego pułapu z bezzałogowej platformy latającej DJI Air 2S Fly More Combo – wykorzystując różnego rodzaju misje, z danymi zarejestrowanymi naziemnym skanerem laserowym Leica ScanStation P40. Badania prowadzone były na tężni solankowej zlokalizowanej nad Zalewem Nowohuckim w Krakowie, której gabaryty wymagały zastosowania integracji danych TLS i UAV. Efektem opracowania jest analiza trzech modeli 3D nowohuckiej tężni solankowej. Modele wykonane zostały w różnych programach komputerowych: MeshLab, Agisoft Metashape oraz Cyclone 3DR z wykazaniem możliwości każdego z nich oraz podkreślając ich przydatność do modelowania obiektu szczególnego jakim jest tężnia solankowa. Dokładność powstałego modelu 3D tężni solankowej określono na podstawie porównania pomierzonych w terenie na obiekcie odcinków pomiędzy fotopunktami zasygnalizowanymi tarczami, a tymi samymi punktami na modelu. Pomierzono 18 odcinków, dla których uzyskano średni błąd 0.039 m.

10

Zastosowanie technologii skanowania laserowego 3D w inwentaryzacji istniejących obiektów budowlanych

Szóstak Mariusz, Kierski Przemysław

Builder

|

2023

|

R.27, nr 7

2--5

PL

Inwentaryzacja obiektu budowlanego jest jedną z podstawowych czynności w istniejących obiektach budowlanych i odnosi się do wykonywania pomiarów oraz określenia i weryfikacji stanu technicznego elementów konstrukcyjnych w obiekcie. W inwentaryzowaniu istniejących obiektów budowlanych i odzwierciedleniu ich rzeczywistej geometrii ważny jest czas niezbędny do zgromadzenia danych o obiekcie i precyzja wykonania pomiarów. Na przestrzeni ostatnich lat techniki pomiarów i narzędzia wykorzystywane w trakcie inwentaryzacji znacznie ewoluowały. Stosowane nowoczesne i innowacyjne rozwiązania technologiczne pozwalają na szybsze i precyzyjniejsze gromadzenie dużych zbiorów informacji. Zastosowanie skanera laserowego pracującego w technologii 3D do gromadzenia danych przestrzennych może rozwiązać problem niskiej precyzji pomiaru wykonywanego w sposób tradycyjny (tj. manualny) lub poprawić łatwość i wydajność wykonywanych pomiarów.

EN

An inventory of a building is one of the basic activities in existing buildings and refers to taking measurements and determining and verifying the technical condition of structural elements in the building. In making an inventory of an existing building and reflecting its actual geometry, the time required to collect data about the building and the precision of the measurements are important. Over the last few years, the measurement techniques and tools used during inventories have evolved considerably. The modern and innovative technological solutions used allow for a faster and more precise collection of large sets of information. The use of a laser scanner, working in 3D technology for the collection of spatial data, can solve the problem of low precision of measurements taken in the traditional way (i.e. manually) or improve the ease and efficiency of the measurements performed.

11

Analysis of the structure material of the bronze object in 3D models point cloud

Drofova Irena, Adamek Milan

Przegląd Elektrotechniczny

|

2022

|

R. 98, nr 3

97--101

EN

The study deals with experimental research of the material of a bronze work of art. It characterizes the visual properties of the metallic material for perception by the human eye and lists the expected undesirable properties that may affect the quality of reproduction of the work in a 3D model of point clouds. The text also presents image capture for the use of the photogrammetry method. This method was used for 3D modelling of a real object in the exterior. The human eye is a significant environment of the perception of the object and the 3D modelling process. Lighting conditions also significantly affect the quality of the captured image and its processing into a point cloud. The results of the image quality of the original art transferred to the 3D environment reveal the essential attributes of the work when capturing the image. The experiment aims to determine the fundamental aspects influencing the image work with metallic objects and its conversion in the form of point clouds into 3D models for use in virtual reality. Attention is paid to the quality and complexity of processing the reproduction of the object into a point 3D model. And the influence of the properties of the metallic material and the surrounding exterior environment on 3D modelling by photogrammetry.

PL

Praca dotyczy eksperymentalnych badań materiału wykonanego z brązu dzieła sztuki. Charakteryzuje wizualne właściwości materiału metalicznego dla percepcji ludzkiego oka oraz wymienia oczekiwane niepożądane właściwości, które mogą wpływać na jakość odtworzenia pracy w modelu 3D chmur punktów. W tekście przedstawiono również przechwytywanie obrazu z wykorzystaniem metody fotogrametrii. Metoda ta została wykorzystana do modelowania 3D rzeczywistego obiektu na zewnątrz. Oko ludzkie jest istotnym środowiskiem percepcji obiektu i procesu modelowania 3D. Warunki oświetleniowe również znacząco wpływają na jakość rejestrowanego obrazu i jego przetworzenie do chmury punktów. Wyniki jakości obrazu oryginalnej sztuki przeniesionej do środowiska 3D ujawniają istotne atrybuty pracy podczas przechwytywania obrazu. Eksperyment ma na celu określenie fundamentalnych aspektów wpływających na pracę obrazu z obiektami metalowymi oraz jego konwersję w postaci chmur punktów na modele 3D do wykorzystania w wirtualnej rzeczywistości. Zwrócono uwagę na jakość i złożoność obróbki odwzorowania obiektu na punktowy model 3D. Oraz wpływ właściwości materiału metalicznego i otaczającego środowiska zewnętrznego na modelowanie 3D metodą fotogrametrii.

12

Wykorzystanie skaningu laserowego i chmur punktów na budowie. Część I

Nowak Paweł, Rosłon Jerzy, Romatowski Karol

Przegląd Budowlany

|

2022

|

R. 93, nr 5-6

34--43

PL

Seria czterech artykułów przedstawia wykorzystanie chmur punktów oraz skaningu laserowego na budowie. Dzięki zastosowaniu skanowania laserowego można rozwiązać wiele zagadnień inżynierskich i optymalizacyjnych. W pierwszym artykule przedstawiono podstawowe informacje na temat skanerów laserowych oraz ich działania. Wyjaśniono, co wpływa na dokładność pomiarów instrumentami skanującymi i w jaki sposób odbywa się skanowanie. Przedstawiono także zagadnienie związane z wykorzystaniem skanerów do inwentaryzacji robót zanikowych i zakrywanych (zbrojenie i instalacje).

EN

A series of four articles covers the use of point clouds and laser scanning on site. Thanks to the use of laser scanning, many engineering and optimization issues can be solved. The first article presents basic information about laser scanners and their operation. It explains what influences the accuracy of measurements with scanning instruments and how the scanning is performed. The issue related to the use of scanners for inventory of decaying and covered works (reinforcement and installations) is also presented.

13

Wykorzystanie skaningu laserowego i chmur punktów na budowie. Część II

Nowak Paweł, Rosłon Jerzy, Romatowski Karol

Przegląd Budowlany

|

2022

|

R. 93, nr 7-8

64--72

PL

Drugi z czterech artykułów przedstawia wykorzystanie chmur punktów oraz skaningu laserowego na budowie. Dzięki zastosowaniu skanowania laserowego można rozwiązać wiele zagadnień inżynierskich. W niniejszym artykule przedstawiono podstawowe informacje na temat pracy z chmurą punktów. Przedstawiono także zagadnienie związane z wykorzystaniem skanerów do kontroli jakości robót budowlanych na przykładzie badania ugięć stropu. Autorzy przedstawiają także założenia dwóch projektów tematycznie związanych z nowoczesnymi metodami wykorzystywanymi w budownictwie: ARSC - bezpieczny montaż okładzin kamiennych oraz setAR - bezpieczne prowadzenie robót ziemnych.

EN

The second of four articles presents the use of point clouds and laser scanning on site. Thanks to the use of laser scanning, many engineering issues can be solved. This article presents the basics of working with the point cloud. The issue related to the use of scanners for quality control of construction works on the example of ceiling deflection testing was also presented. The authors also present the assumptions of two projects thematically related to modern methods used in construction: ARSC - safe installation of stone cladding and setAR - safe earthworks.

14

Zastosowanie skaningu laserowego do inwentaryzacji obiektów zabytkowych

Jurczak Marlena Anna

Materiały Budowlane

|

2022

|

nr 5

32--34

PL

W artykule przedstawiono informacje dotyczące technologii BIM (Building Information Modelling), korzyści z jej zastosowania w budownictwie, a przede wszystkim skupiono się na przeprowadzaniu inwentaryzacji obiektów zabytkowych - wykonano prace wstępne wg technologii HBIM (Heritage BIM). Pokazano możliwości wykorzystania chmur punktów, otrzymanych ze skanowania laserowego 3D oraz sam proces ich obróbki. Głównym celem było zaprezentowanie kolejnych etapów opracowania danych ze skaningu i efektu końcowego, jakim był model geometryczny obiektu, na przykładzie zabytkowego dworca w Rokicinach. Na podstawie otrzymanych wyników stwierdzono, że dzięki zastosowanej technice można wykonać prace w krótszym czasie niż za pomocą metod tradycyjnych, a dodatkowo w miejscach trudno dostępnych, z wymaganą dokładnością.

EN

The article presents information on BIM technology (Building Information Modelling), its benefits of use in construction, and in particular focuses on conducting an inventory of historic objects - preliminary work was carried out for HBIM technology (Heritage BIM).The possibilities of using point clouds obtained from 3D laser scanning and the process of their processing were shown. The main goal was to present the next stages of processing data from scanning and the final effect, which was the geometric model, on the example of the historic station in Rokiciny. Based on the obtained results, it was found that thanks to the used technique, it is possible to perform work in a shorter time than using traditional methods, and additionally in hard-to-reach places, with the required accuracy.

15

Wykorzystanie skaningu laserowego 3D do inwentaryzacji materiałów w obiektach przeznaczonych do rozbiórki

Ulewicz Małgorzata, Pawłowicz Joanna A.

Materiały Budowlane

|

2022

|

nr 12

50--52

PL

Wykonanie prawidłowej inwentaryzacji materiałów w obiektach budowlanych przeznaczonych do rozbiórki, uwzględniającej łatwość ich odzysku, jest procesem czasochłonnym i kosztownym. W artykule wykazano, że proces ten można usprawnić, wykorzystując technologię skanowania laserowego 3D, która z powodzeniem jest stosowana przy sporządzaniu dokumentacji inwentaryzacyjnej obiektów zabytkowych i w wielu innych dziedzinach gospodarki. Technologia skaningu laserowego 3D może być w przyszłości stosowana do pomiaru kubatury obiektów budowlanych oraz identyfikacji podstawnych materiałów rozbiórkowych przeznaczonych do recyklingu.

EN

Performing a proper inventory of materials in construction objects intended for demolition, taking into account the ease of their recovery, is a time-consuming and costly process. This paper shows that this process can be improved by using 3D laser scanning technology, which is successfully used in the preparation of inventory documentation of historic buildings and in many other areas of the economy. The 3D laser scanning technology can be used in the future to measure the volume (cubic capacity) of building objects and to identify basic demolition materials for recycling.

16

Skaning laserowy 3D XVII-wiecznego alkierza

Pawłowicz Joanna A., Krentowski Janusz R., Gavardashvili Givi

Materiały Budowlane

|

2022

|

nr 8

70--72

PL

W artykule przedstawiono badania skanerem laserowym 3D zabytkowej komnaty sypialnej. Pomiar miał służyć określeniu ogólnego stanu technicznego pomieszczenia, odtworzeniu jego geometrii, a przede wszystkim identyfikacji zakresu występowania polichromii malowanych na powierzchni tynku lub muru bez ingerencji w strukturę obiektu. Zastosowanie skanera laserowego pozwoliło na uzyskanie wyników, które posłużą do dalszych szczegółowych i specjalistycznych badań pomieszczenia.

EN

The article presents research with a 3D laser scanner of a historic sleeping chamber. The measurement was to be used to determine the general technical condition of the room, recreate its geometry, and above all to identify the extent of the polychrome painted on the surface of plaster or wall without interfering with the structure of the building. The use of a laser scanner allowed to obtain results that will be used for further detailed and specialized research of the room.

17

Laser scanning as a source of information in the analysis of the facades of heritage at risk - the mansion in Kliczewo Male

Dudzińska Emilia, Argasiński Karol

Materiały Budowlane

|

2022

|

nr 8

73--75

EN

The article presents the use of a point cloud in the analysis and documentation of facades of historic endangered objects. In the example of a scan of the mansion in Kliczewo Male, maps were made, and the possibility of their applications was presented. Analysis of deformations, cavities, and others were performed. The studies are the basis for vector documentation. The point cloud segment showing reliefs has been transformed into a MESH geometry, which allows it to be shared on online platforms and 3D printing.

PL

Artykuł przedstawia zastosowanie chmury punktów w analizie i dokumentacji elewacji zabytkowych obiektów zagrożonych. Na przykładzie skanu dworu w Kliczewie Małym wykonano mapy i przedstawiono możliwość ich zastosowania. Wykonano analizę odkształceń, ubytków i innych. Opracowania stanowią podstawę do prac związanych z dokumentacją wektorową. Wycinek chmury przedstawiający płaskorzeźbę został przekształcony w geometrię MESH, co umożliwia jego udostępnienie na platformach internetowych oraz druk 3D.

18

TLS point cloud as a data surce for multi-lod of 3D models

Klapa Przemysław

Geomatics, Landmanagement and Landscape

|

2022

|

no. 2

63--73

EN

The development of science and technology had a strong impact on all branches of engineering, including geodesy and the possibility of acquiring and processing measurement data. The best example of this is the Terrestrial Laser Scanning, whih can perform measurements in the form of a multi-million-point cloud. The cloud, representing places and objects, becomes a spatial database. The current problem in engineering is no longer data acquisition and processing, but information excess and redundancy. The solution to this problem is optimisation, which is the process of reducing the amount of data. It should implement its assumptions in such a way as to remove or reduce unnecessary information without losing the information presented by an object. This issue is particularly important in the process of using point clouds in 3D modelling at various levels of detail. The appropriate levels of the LOD0–LOD4 model require a different type of data: on the one hand ensuring the obtainment of the appropriate accuracy class in the study, and on the other hand, the data source should not contain too detailed information that is unnecessary for the study, which makes the work harder and slows it down due to the need to operate on a huge amount of redundant information Therefore, the purpose of this paper is to determine the scope of work on the optimisation of the point cloud in order to adjust its number and quality to the needs of individual LODs. The results of the work allowed to determine the scope of data unification for the respective precision groups of 3D models generating.

PL

Rozwój nauki i techniki wpłynął mocno na wszystkie gałęzie inżynierii, w tym również na geodezję oraz możliwości pozyskiwania i przetworzenia danych pomiarowych. Najlepszym tego przykładem jest naziemnym skaning laserowym, który realizuje pomiar w postaci wielomilionowej chmury punktów. Chmura ta, będącą reprezentacją miejsc i obiektów, staje się przestrzenną bazą danych. Aktualnym problem w inżynierii nie jest już pozyskiwanie i przetwarzanie danych, a natomiast nadmiarowością i redundancja informacji. Rozwiązaniem tego problemu jest optymalizacja, czyli proces zmniejszenia ilości danych. Powinien on w taki sposób realizować swoje założenia, aby usunąć bądź zredukować zbędne informacje bez straty informacji prezentowanej przez obiekt. To zagadnienie szczególnie istotne jest w procesie wykorzystania chmur punktów w modelowaniu 3D na różnych poziom szczegółowości. Odpowiednie poziomy modelu LOD0-LOD4 wymagają innego rodzaju danych z jednej strony zapewniających uzyskanie odpowiedniej klasy dokładnościowej opracowaniu, z drugiej źródło danych nie powinno zawierać zbyt szczegółowych informacji, niepotrzebnych dla opracowania, co utrudnia i spowalnia pracę z uwagi na konieczność operowania na ogromnej liczbie nadmiarowych informacji. Dlatego celem niniejszej pracy jest określenie zakresu prowadzonych prac nad optymalizacją chmury punktów, celem dostosowania jej liczby oraz jakości dla potrzeb poszczególnych poziomów szczegółowości LoD. Wyniki prac pozwoliły określić zakres unifikacji danych dla odpowiednich grup dokładnościowych generowania modeli 3D.

19

Comparison of the publicly available digital terrain model provided by the head office of geodesy and cartography with GNSS satellite measurement

Zygmunt Mariusz, Boduszek Wojciech

Geomatics, Landmanagement and Landscape

|

2022

|

no. 1

103--116

EN

Due to the ever-better accessibility of the digital terrain model (DTM), it is enjoying growing popularity as a source of information about the surrounding world. It became even more approachable when DTM data covering the whole of Poland was made available free of charge on the Geoportal website. The GRID with a resolution of 1 meter per 1 meter covers virtually the entire country. The data on the Geoportal does not only refer to the measurements processed into a grid of squares, but also includes measurement data. They can be accessed through a systematic division into section sheets in the 1992 system. The paper presents research on assessing the accuracy of these publicly available data, compared to measurements obtained with the GNSS observations. The analysis involved data directly from the measurement device, not yet processed into a grid of squares. As part of the research, the height of 3 objects was compared. It was decided to measure the terrain profiles. To get as close as possible to the source data provided at the Geoportal website, the selected points of profiles previously identified in the point cloud were measured. This approach freed the final results from the need for height interpolation for the data selected for analysis. As result, the potential source of errors in such an approach was eliminated. Although during a classical profile measurement with this technology the selection of points would certainly be different, for research purposes this approach seems optimal. For this reason, in addition to the expected deviations resulting from the height differences of the tested points, deviations from the data from the point cloud of the XY coordinates, related to the adopted technology, are also presented.

PL

Numeryczny model terenu (NMT) jako źródło informacji o otaczającym nas świecie wraz z dostępem do niego staje się coraz bardziej powszechny. Korzystanie z niego stało się jeszcze prostsze w momencie udostępnienia nieodpłatnie danych NMT obejmujących całą Polskę na stronach Geoportalu. Siatka GRID o rozdzielczości 1 metr na 1 metr pokrywa praktycznie cały kraj. Dane zawarte na stronach Geoportalu nie dotyczą tylko przetworzonych pomiarów do siatki kwadratów, ale zawierają także dane pomiarowe. Dostęp do nich jest możliwy poprzez usystematyzowany podział na arkusze sekcyjne w układzie 1992. Artykuł przedstawia prace badawcze polegające na ocenie dokładności tych ogólnodostępnych danych w porównaniu z pomiarem uzyskanym za pomocą obserwacji GNSS. Analizie poddano dane pochodzące bezpośrednio z pomiaru, nie przetworzone do siatki kwadratów. W ramach badań przeprowadzono porównanie wysokości dla 3 obiektów. Zdecydowano się na pomiar profili terenu. Aby podczas badań maksymalnie zbliżyć się do danych źródłowych udostępnionych na stronach Geoportalu, zdecydowano się na pomiar wybranych punktów profili zidentyfikowanych wcześniej na chmurze punktów. Tego typu podejście uwolniło wyniki końcowe z potrzeby interpolacji wysokości dla wybranych do analizy danych. Skutkowało to wyeliminowaniem potencjalnego źródła błędów wynikających z takiego podejścia. Co prawda podczas klasycznego pomiaru profili tą technologią, wybór punktów byłby z pewnością inny, jednak dla celów badawczych takie podejście wydaje się optymalne. Z tego powodu oprócz oczekiwanych odchyłek wynikających z różnic wysokości dla badanych punktów, przedstawiono także odchyłki względem danych pochodzących z chmury punktów dla współrzędnych XY, wynikające z przyjętej technologii.

20

Detection of periodic displacements of shell structures with edges using spline surfaces, meshes and point clouds

Lenda Grzegorz, Abrachamowicz Katarzyna

Reports on Geodesy and Geoinformatics

|

2021

|

Vol. 112

27--33

EN

This research paper tackles the problem of determining displacements of complex-shaped shell structures, measured periodically using laser scanning. Point clouds obtained during different measurement epochs can be compared with each other directly or they can be converted into continuous models in the form of a triangle mesh or smooth patches (spline functions). The accuracy of the direct comparison of point clouds depends on the scanning density, while the accuracy of comparing the point cloud to the model depends on approximation errors that are formed during its creation. Modelling using triangle meshes flattens the local structure of the object compared to the spline model. However, if the shell has edges in its structure, their exact representation by spline models is impossible due to the undulations of functions along them. Edges can also be distorted by the mesh model by their chamfering with transverse triangles. These types of surface modelling errors can lead to the generation of pseudo-deformation of the structure, which is difficult to distinguish from real deformation. In order to assess the possibility of correct determination of deformation using the above-mentioned methods, laser scanning of a complex shell structure in two epochs was performed. Then, modelling and comparison of the results of periodic measurements were carried out. As a result of the research, advantages and disadvantages of each method were identified. It was noticed that none of the methods made it possible to correctly represent all deformations while suppressing pseudo-deformation. However, the combination of their best qualities made it possible to determine the actual deformation of the structure.