3D测量和BIM(建筑信息模型)早不是什么新潮的概念了。遥想过去十几年,3D测量作为概念级技术停留在学院派时期,被真正需要使用它们的企业束之高阁。企业不知花了多少时间才逐渐意识到2D测量的局限,就是现在,我们开始真正看到工业级应用的雏形。在技术储备已近成熟的前提下,2016年被认为是该技术应用爆发式增长的一年。在这篇文章中,我们将梳理现阶段实景三维数据涉及到的一些技术革新、数据处理方式以及行业前导者,一同站在风口把握技术和行业变革的风向。
随着传感器设备的迭代和测量算法的精进,新的测量技术正不断开疆破土,刷新着描绘这个世界的方式,刺激着测绘人的眼球。每一次作业效率的颠覆,每一次行业应用的变革,背后都有关键技术从0到1的创新之举。正如当初,基于SLAM的2D激光雷达扫描,使定点测量完成了向移动测量的飞跃,静止到移动,其中何止十倍百倍的效率升级?而后,3D测量技术的出现又进一步弥补了2D测量不适应颠簸环境的短板,真正实现三维环境下灵活的移动测量,这其中又有多少设备的打磨和技术的迭新?
事实上,3D测量和BIM(建筑信息模型)远不是什么新潮的概念,遥想过去十几年,3D测量作为概念级技术停留在学院派时期,被真正需要使用它们的企业束之高阁。企业不知花了多少时间才逐渐意识到2D测量的局限,就是现在,我们开始真正看到工业级应用的雏形。
第二次,从人工到定点数字扫描,仍然需要测绘人员一个点一个点去扫描,但是大大减少了工作量。
第三次,SLAM辅助的2D激光雷达扫描,发展成熟的主流技术,从定点扫描升级到移动扫描,虽然对颠簸比较敏感,但仍是不可否认的一次飞跃。大大提高了工作效率,但是仍有很多不足。
第四次,SLAM辅助的3D测量技术,是2D技术的进一步升级,扫描仪克服了颠簸的影响,可以装在机器人、无人车,甚至无人机上,测绘人员终于可以运筹帷幄,决胜千里之外了。这项技术在无数论文中被反复论证,现在终于实现了。
在建筑业和制造业领域,实景建模的的关注度从来不低,但是目前企业仍需要一段时间来发掘它的巨大价值,并将其应用于整个业务流程中。但时间终将证明,在这项技术上的投资是明智的。
得出这个结论主要原因有两个:
数据获取:去繁就简,明确需求
1. 实景建模相关技术已经相当程度上达到成熟,数据采集的边际成本越来越低;
2. BIM需要不断的反馈来调整自己,从而真正从设计、施工到拆除全面控制建筑物生命周期。在各种反馈方式中,这是最自动化,最垂直的。
目前,获取地形和城市建筑环境的数字化手段主要有三种:
1. 相机拍照,并基于摄影测量法进行数据获取;
2. 移动激光雷达(LiDAR)系统;
3. 高精度激光扫描仪。
很多时候,相机和激光雷达设备会被加载到无人机系统(UAVs)上,大大提高数据收集的速度与效率,但是相应的,会牺牲一些精度与模型细节。
然而,不论是扫描还是摄影测量,最终都会得到点云数据。而对于数据进行处理,才能产生价值,而数据的价值,有时并非精度越高越好。对于企业来说,最重要的,是找到时间、成本、项目要求之间的平衡点。
控制数据体积很重要,less is more
在数据获取的过程中,分辨率是一个非常重要的考量因素。由于设备扫描的是3D数据,扫描分辨率每提高一个单位,收集的数据就会相应增长三次方。这对与数据处理来说是非常大的考验。而过于笨重的数据量不仅是CPU的负担,也会给数据传输与分享带来很大的麻烦。
一旦数据被获取,技术人员有几种将点云数据索引到地理坐标的方式。多数的摄影测量相机和激光扫描仪制造商会提供相应软件,用来将数据集成并转换成数字格式。也有一些软件公司开发出强大兼容性的处理系统,面向多种数据格式,例如Autodesk ReCap 360 。
建模
收集数据后,首先,点云数据会被登记处理成实景轮廓、街道、路缘或是其他各种属性;而后,设计师会使用几何识别软件来将这些点云信息生成固态模型。最终,工程师能够将固态模型输入三维设计程序,完成建模。
协同
声明:中国勘测联合网登载此文出于传递更多信息之目的,并不意味着赞同其观点或证实其描述,文章内容仅供参考。