Оптимизация рабочего процесса в архитектуре и строительстве при помощи современных 3D-технологий

1.

Оптимизация рабочего процесса в
архитектуре и строительстве при помощи
современных 3D-технологий.
Студент: Поликарпов В.Д.
Научный руководитель: Снежинская Е.Ю.

2.

Актуальность темы
исследования
Обусловлена необходимостью адаптации
отрасли к технологическим изменениям,
повышениям эффективности и устойчивости всех
процессов, решениям социально-экономических
задач и формированиям новых профессиональных
компетенций.

3.

Задачи
• изучить возможности современных 3Dтехнологий для оптимизации рабочего процесса
в архитектуре и строительстве;
• выявить перспективы их внедрения в отрасль;
• проанализировать влияния 3D-технологий на
процесс проектирования.

4.

Глава 1. Теоретические основы лазерного
сканирования в архитектурной и строительной
практике

5.

Сущность и принципы лазерного
сканирования
• Бесконтактность.
Измерения выполняются без физического взаимодействия с объектом
• Высокая точность.
Современные сканеры обеспечивают погрешность от 1 мм до 10 мм в
зависимости от модели и дистанции.
• Скорость сбора данных.
До 2 000 000точеквсекунду – возможность оцифровать сложные объекты за
минуты.
• Детализация.
Плотность точек позволяет фиксировать мельчайшие элементы
поверхности (трещины, рельеф, текстуру).
• Универсальность.
Применимо к объектам любых масштабов:

6.

Зарубежный опыт

7.

Отечественный опыт

8.

Глава 2. Оптимизация рабочего процесса
лазерного сканирования в архитектуре и
строительстве

9.

Этапы рабочего
процесса
Подготовительный этап;
Полевые работы;
Камеральная обработка;
Визуализация и анализ результатов.

10.

Подготовительный
этап
Сбор исходной информации
• Тип объекта (здание, цех, улица, открытая территория
и т. д.)
• Площадь, этажность, наличие труднодоступных зон
• Цели сканирования: для чего нужны данные (обмеры,
реконструкция, контроль фактического состояния,
моделирование, чертежи и пр.)
• Условия доступа: режимность, охрана, наличие
освещения, высота потолков, плотность застройки и т.
д.
Планирование работ
• Определяются оптимальные точки установки сканера
• Планируются логистика работы на объекте (входы,
этажи, лифты, проходы)
• Уточняются формат допуска, список оборудования,
график работ и ответственных лиц со стороны
заказчика

11.

Полевые работы
Сканирование проводится с помощью профессиональных лазерных
сканеров, способных фиксировать сотни тысяч точек в секунду.
В зависимости от задачи и условий объекта может
использоваться:
• Наземное стационарное сканирование
• Мобильное (на штативе или тележке)
• Сканирование с дрона (если необходима аэрофотосъёмка или работа на
больших открытых территориях)
• При необходимости дополнительно выполняется фотосъёмка — для создания
цветных панорам и улучшения визуализации.
Продолжительность работ на объекте
Сроки зависят от:
• Площади и сложности объекта
• Необходимой детализации
• Условий доступа (работа в ночное время, перерывы, охрана и т. д.)
Примеры:
• Квартира или офис — от 1 до 3 часов
• Промышленный цех или здание — от 1 до 2 рабочих дней
• Открытая территория — индивидуально, в зависимости от масштаба

12.

Камеральная обработка
и получение результата
На этапе обработки происходят следующие этапы:
Сводятся все сканы в единое облако точек
Выравниваются между собой с учётом привязки к координатам
Устраняются дублирующие и искажённые участки
Очистка и фильтрация
Для удобства работы облако точек может быть:
• Очищено от помех (людей, проходящих объектов, техники)
• Разделено по слоям или зонам
• Упрощено — если требуется облегчить работу с моделью
• Также возможно создание «чистой» версии облака для передачи в
проектные среды или в виде визуальной 3D-панорамы.
Формирование результата
В зависимости от задачи, по итогам обработки заказчику могут быть
предоставлены:
• Облако точек в различных форматах (например, E57, RCP, LAS, PTS)
• Точные чертежи: планы, фасады, разрезы
• Трёхмерная модель (3D-модель) в формате STL, OBJ, DWG и др.
• Фото- и видеоматериалы для наглядности

13.

Результат получения и обратки данных
посольства Оман в г. Москве

14.

Результат получения и обратки данных
Храма Христа Спасителя

15.

16.

17.

Глава 3. Перспективы развития и рекомендации

18.

Перспективы развития
Интеграция с BIM и цифровыми
двойниками.
Развитие мобильных и воздушных решений.
Применение искусственного интеллекта и
машинного обучения.
Улучшение обработки и анализа данных.
Мониторинг в режиме реального времени.
Расширение применения в реставрации и
сохранении наследия.
Интеграция с AR/VR.

19.

Рекомендации по улучшению работы
• Раннее внедрение сканирования в
проект.
• Обучение специалистов.
• Автоматизация контроля качества.
• Использование гибридных подходов.
• Развитие стандартов и регуляция.

20.

Существующие преимущества и недостатки
Преимущества
Высокая точность измерений;
Высокая скорость сбора данных;
Полнота и детализация данных;
Безопасность и дистанционный сбор данных;
Совместимость с современными САПР-системами;
Возможности визуализации и анализа;
Экономия на затратах порядка 20% от общего
объема;
Сокращение продолжительности работ на 10-12%,
что приводит также к сокращению накладных
расходов.
Недостатки
Высокая стоимость оборудования и
работ;
Зависимость от погодных условий;
Требования к программному обеспечению
и квалификации специалистов;
Сложности с моделированием и
необходимость участия специалиста;
Сложности с измерением объектов с
отражающими, прозрачными или очень
тёмными поверхностями.

21.

Глава 4. Практическое применение лазерного
сканирования на примере фабрики в городе
Тутаев

22.

Благодарю за внимание!