Лазерное 3D сканирование зданий

В процессе работы с архитектурными и строительными проектами часто возникают задачи, которые требуют точных данных об уже существующих объектах. Например, необходимо получить актуальные чертежи для реконструкции, провести контроль качества выполненных работ, включая скрытые элементы, или создать цифровую модель для последующей эксплуатации.

В таких условиях оптимальным решением становится лазерное сканирование — современная технология сбора пространственных данных, основанная на измерении расстояния до множества точек с помощью лазерного луча.

В этой статье мы подробно расскажем о принципах работы, видах и областях применения лазерного сканирования объектов. А также объясним, как оформить заказ на услугу и на что обратить внимание.

Лазерное 3d сканирование зданий — это бесконтактный метод получения точных трехмерных данных. Сканер испускает лазерные импульсы, которые отражаются от объекта и возвращаются обратно. По времени полета луча и углу его направления вычисляются координаты каждой точки. Сканер повторяет эти измерения миллионы раз в секунду, формируя "облако точек" — цифровую копию объекта, где каждая точка имеет координаты (X, Y, Z) и, при наличии встроенной камеры, цветовые значения (RGB). Именно в этом кроется принципиальное отличие и превосходство данной технологии над традиционными подходами.

Классические методы измерений, напротив, имеют свои ограничения: они требуют значительных временных затрат, подвержены человеческому фактору и не всегда обеспечивают необходимый уровень детализации, особенно на сложных и крупногабаритных объектах.

Наземное лазерное сканирование (НЛС)

Самый распространенный вид лазерного сканирования, при котором прибор устанавливают на штатив на земле или внутри помещения. Сканер последовательно снимает поверхность объекта в пределах 360° и формирует облако точек, из которого затем строят точные 3D-модели и обмерочные чертежи. НЛС отлично подходит для фасадов, внутренних помещений, промышленных объектов, мостов и тоннелей — везде, где требуется высокая детализация и пространственные координаты элементов.

Рекомендуем читателям ознакомиться с разделом "Наземное лазерное сканирование" на нашем сайте услуг РУСГЕОКОМ — там подробно описаны типы объектов, примеры работ и готовые результаты (сшитое облако точек, 2D-чертежи, 3D-модели и анализ отклонений).

Воздушное лазерное сканирование (с дрона)

Сканирование с БПЛА, является более быстрым и гибким методом по сравнению с наземным. Прибор, установленный на дрон, сканирует объект с воздуха, что позволяет получить данные о больших и протяженных территориях, а также о труднодоступных объектах.

Сканирование с дрона позволяет быстро охватить большие площади, включая труднодоступные зоны — крыши, мосты, фасады высотных зданий. Детализация ниже, чем у наземного, но достаточно для ортофотопланов, цифровых моделей рельефа и ландшафта.

Мы эффективно применяем воздушное лазерное сканирование для топографической съемки, мониторинга хода строительства, создания цифровых моделей крупных промышленных и инфраструктурных объектов. Наш современный парк БПЛА позволяет решать задачи любой сложности быстро и с высокой точностью. В арсенале РУСГЕОКОМ — геодезические квадрокоптеры DJI Phantom 4 RTK и DJI Matrice 300 RTK, а также беспилотные самолеты Supercam S350 для съемки больших территорий. Такое оборудование позволяет выполнять самые сложные проекты, гарантируя высокую точность и оперативность получения данных.

Мобильное лазерное сканирование

Мобильное лазерное сканирование — это самый динамичный метод получения трехмерных данных в движении. Система, состоящая из одного или нескольких лазерных сканеров, навигационных приборов (GPS) и инерциальных измерительных устройств, устанавливается на автомобиль, рюкзак или тележку.

Идеально для протяженных объектов — дорог, железнодорожных путей, фасадов вдоль улиц. Данные собираются в движении без перекрытия трафика. Точность выше, чем у воздушного сканирования, что делает метод оптимальным для кадастров и инвентаризации инфраструктуры.

Статические сканеры

Статические сканеры, также известные как наземные, являются классическим типом лазерного оборудования. Они устанавливаются на штатив и выполняют круговое сканирование объекта с одной фиксированной точки. Для получения полного трехмерного изображения объекта требуется выполнять сканирование с нескольких позиций, а затем "сшивать" полученные облака точек в единую модель.

Особенности:

• Обеспечивают высочайшую точность измерений, которая может достигать 1-2 мм.
• Некоторые модели способны сканировать объекты на расстоянии до 1000 метров, что особенно актуально для работы с крупными промышленными сооружениями, фасадами зданий или горными выработками.
• Оборудование такого типа собирает миллионы точек за считанные минуты, создавая плотное и детализированное облако.

В своей работе мы используем статические сканеры ведущих мировых производителей.

Преимущества нашего оборудования:

Leica ScanStation P50 — длиннодействующий наземный лазерный сканер, который захватывает трехмерные данные и HDR-изображения на расстояниях более 1 км, со скоростью до 1 млн точек в секунду. Прибор работает в широком температурном диапазоне от –20 до +50 °C, имеет защиту корпуса IP54 и подходит для применения в сложных полевых условиях. Угол обзора составляет 360° по горизонтали и 270° по вертикали, а встроенная компенсация наклона повышает точность измерений. Это оборудование оптимально для крупномасштабных проектов, где требуется высокая скорость работы и уверенный захват данных на больших расстояниях.

Leica RTC 360 обеспечивает скорость сканирования до 2 млн измерений с дальностью до 130 метров и сразу же обрабатывает данные благодаря встроенным алгоритмам и технологии VIS, автоматически определяющей положение прибора. Это заметно ускоряет работу на объекте и облегчает сшивку облаков точек. Сканер защищен по стандарту IP54, оснащен тремя HDR-камерами для панорамных снимков и системой IMU для быстрой настройки. Полученные данные можно сразу использовать для BIM-моделей, что делает Leica RTC 360 незаменимым инструментом при строительстве, реконструкции и техническом контроле объектов.

Мы тщательно подбираем оборудование под конкретную задачу, чтобы гарантировать клиентам максимальную точность и эффективность.

Мобильные и портативные сканеры

Мобильные и портативные сканеры представляют собой новое поколение оборудования, разработанного для быстрого сбора данных в движении или в труднодоступных местах. В отличие от стационарных моделей, они не требуют установки на штатив и могут использоваться для сканирования больших территорий или внутренних помещений.

Особенности:

• Мобильные сканеры устанавливают на автомобиль для съемки дорог и городской инфраструктуры или на рюкзак — для работы в тоннелях, зданиях и на длинных маршрутах.
• Высокая скорость сбора данных позволяет охватывать огромные площади за минимальное время, что делает их идеальным решением для крупномасштабных проектов.
• Многие модели работают по технологии SLAM, которая позволяет им ориентироваться и строить карту без GPS, что удобно для работы внутри помещений.

Применение:

• Инвентаризация городской инфраструктуры
• Обследование тоннелей и шахт
• Создание поэтажных планов зданий

Мы внимательно следим за развитием технологий. Для решения ряда задач, требующих высокой мобильности, наши специалисты используют портативные приборы, которые позволяют получать высокоточную информацию в сложных условиях и труднодоступных местах.

Одним из самых компактных и технологичных решений на рынке является Xgrids LixelKity K1. Этот мобильный лазерный SLAM-сканер создан для тех, кому важно сочетание высокой точности и удобства эксплуатации. Прибор весит всего около 1 кг вместе с аккумулятором, легко помещается в рюкзак и может использоваться практически в любых условиях — от обследования промышленных помещений и офисных центров до полевых изысканий.

Ключевая особенность K1 — работа по технологии SLAM (Simultaneous Localization and Mapping), которая позволяет строить точные трёхмерные модели даже без GPS-сигнала. Это особенно важно при обследовании тоннелей, шахт, коридоров и закрытых помещений, где традиционная навигация недоступна. Прибор фиксирует данные в режиме реального времени и создаёт облако точек высокой плотности, что значительно ускоряет процесс построения карт и 3D-моделей.

Благодаря этим особенностям XGRIDS LixelKity K1 отлично подходит для инвентаризации городской инфраструктуры, обследования строительных объектов, создания BIM-моделей, реставрационных проектов и геодезических изысканий. Он значительно снижает трудозатраты специалистов, позволяя получать максимально полные данные за короткое время.

Использование таких компактных SLAM-сканеров выводит работы по 3D-сканированию на новый уровень, делая их доступными не только крупным компаниям, но и небольшим проектным организациям.

Архитектурные и строительные проекты

Лазерное сканирование объектов строительства и архитектуры незаменимо на всех этапах проекта. Оно позволяет получить точные обмерочные чертежи существующих зданий, особенно при отсутствии документации. В процессе строительства сканирование контролирует соответствие конструкций проекту, выявляет отклонения и отслеживает деформации. На основе данных создаются исполнительные схемы для сдачи объекта.

Геодезия и инженерные изыскания

В геодезии лазерное сканирование используется для создания высокоточных цифровых моделей местности (ЦММ) и рельефа (ЦМР), а также обновления топографических планов. Это важно при изысканиях для проектирования дорог, трубопроводов и крупных промышленных объектов. Технология позволяет быстро собрать данные о рельефе, инфраструктуре и растительности, снижая риски для персонала. Полученные данные служат основой для проектных решений и расчета объемов земляных работ.

Реконструкция и реставрация объектов

При реконструкции и реставрации исторических зданий лазерное сканирование играет ключевую роль. Оно создает точную цифровую копию объекта до начала работ, фиксируя все детали фасадов и интерьеров. Это сохраняет историческую подлинность и помогает точно воссоздать утраченные элементы. Облако точек служит основой для детализированных чертежей и 3D-моделей, сокращая сроки и минимизируя ошибки.

BIM-моделирование и цифровые двойники

Лазерное сканирование — основа для создания информационных моделей зданий (BIM) и цифровых двойников существующих объектов. Облако точек становится исходными данными для построения высокоточной 3D-модели As-Built (как построено). Эта модель содержит полную информацию о каждом элементе. Цифровые двойники используются для эффективного управления эксплуатацией, планирования ремонтов, анализа энергоэффективности и оптимизации логистики, обеспечивая полный контроль над процессами.

За годы работы мы накопили обширный опыт в решении самых сложных задач лазерного сканирования по всей России. Для получения более точной информации о наших услугах и возможностях, а также для обсуждения вашего проекта, приглашаем посетить раздел "Сканирование зданий и сооружений лазерное" на нашем сайте.

Высокая точность и детализация

Лазерное сканирование обеспечивает миллиметровую точность измерений, что критически важно для сложных проектов. С его помощью создается максимально детализированное облако точек, фиксирующее каждый элемент объекта. Это позволяет выявлять даже незначительные отклонения, контролировать качество строительства и точно восстанавливать утраченные архитектурные элементы.

Скорость проведения работ

В отличие от ручных обмеров, лазерный сканер собирает миллионы точек в секунду, значительно сокращая время полевых работ. Быстрота получения данных позволяет оперативно принимать решения, сокращать сроки проектов и минимизировать риски, связанные с длительным нахождением персонала на объекте.

Универсальность применения

Технология лазерного сканирования универсальна и подходит для самых разнообразных объектов — от небольших архитектурных деталей до крупных промышленных комплексов, мостов и протяженных линейных сооружений. Ее можно применять как внутри помещений, так и на открытых территориях, включая труднодоступные и опасные зоны, что делает ее незаменимым инструментом для множества задач в различных отраслях.

Несмотря на многочисленные преимущества, лазерное сканирование, как и любая технология, имеет свои ограничения и недостатки, которые важно учитывать при планировании работ.

Высокая стоимость оборудования и работ

Лазерные сканеры, особенно высокоточные статические и мобильные системы, являются дорогостоящим оборудованием. Это напрямую влияет на общую стоимость услуг по сканированию. Приобретение, обслуживание и калибровка таких приборов, а также высокая квалификация операторов, формируют соответствующую цену проекта.

Зависимость от погодных условий

Эффективность лазерного сканирования может снижаться под воздействием неблагоприятных погодных условий. Сильный дождь, снег, густой туман или пыль в воздухе способны искажать лазерный луч, приводя к потере данных или снижению точности измерений. Прямые солнечные лучи также могут создавать помехи, особенно при работе некоторых типов сканеров.

Требования к программному обеспечению и квалификации специалистов

Для обработки огромных объемов данных, получаемых в результате сканирования (облаков точек), требуется специализированное и дорогостоящее программное обеспечение. Работа с таким ПО, а также постобработка, "сшивка" облаков точек, фильтрация шумов и построение моделей, требуют высокой квалификации и опыта от специалистов. В компании РУСГЕОКОМ мы располагаем полным комплексом современного программного обеспечения и штатом высококвалифицированных инженеров-геодезистов, способных эффективно работать с любыми массивами данных, обеспечивая максимально точный и качественный результат для наших клиентов.

Лазерное сканирование зданий предоставляет заказчику комплексные материалы, необходимые для эффективного управления проектом, проектирования, строительства и эксплуатации. В зависимости от поставленных задач, результатом работы могут быть:

Облако точек: это основной и исходный результат услуги — массив миллионов или миллиардов точно измеренных пространственных координат и RGB. Облако точек является точной цифровой копией объекта и служит основой для всех последующих работ. Заказчик получает его в стандартных форматах, совместимых с большинством САПР и BIM-систем.

2D-чертежи и планы: на основе облака специалисты создают высокоточные 2D-чертежи: поэтажные планы, фасады, разрезы, схемы коммуникаций. Эти чертежи отличаются высокой детализацией и точностью, значительно превосходя ручные обмеры, и необходимы для проектирования, согласований и документации.

3D-модели: из облака точек могут быть построены детализированные 3d-модели объектов. Это могут быть как твердотельные модели, так и полигональные поверхности, точно повторяющие геометрию объекта. Они используются для визуализации, анализа, расчета объемов и интеграции в проектную документацию.

BIM-данные и цифровые двойники: одним из наиболее ценных результатов является создание информационных моделей зданий (BIM) и цифровых двойников (As-Built). В этих моделях каждый элемент объекта (стены, колонны, окна, инженерные системы) не только имеет точную геометрию, но и содержит атрибутивную информацию (материал, тип, производитель).

Как мы работаем — основные этапы:

1. Подготовительный этап: изучаем исходные материалы, согласовываем зоны доступа и требования к детализации.
2. Полевая съемка: установка сканера, проведение серий сканов с нескольких точек (рабочий день включает до 100 станций сканирования), при необходимости — привязка GNSS/тахеометром и аэросъемка для недоступных зон.
3. Обработка данных: сшивка облаков точек, фильтрация шума, построение 3D-моделей и расчет контрольных отчетов (тепловые карты отклонений, статус готовности элементов).

Стоимость лазерного сканирования всегда рассчитывается индивидуально, поскольку каждый объект и задача уникальны.

Факторы, влияющие на цену:

1. Площадь и конфигурация объекта: большие размеры и сложная геометрия, наличие множества мелких архитектурных деталей или труднодоступных зон увеличивают объем работ.
2. Требуемый уровень детализации: необходимость в создании плотного облака точек или детализированных 3D-моделей отдельных элементов увеличивает время на сбор и обработку данных.
3. Формат итоговых результатов: передача только облака точек будет стоить дешевле, чем создание на его основе комплекта 2D-чертежей, полноценной 3D-модели или разработка BIM-модели с атрибутивной информацией.
4. Условия проведения работ: удаленность объекта, сложность доступа, необходимость работы в неблагоприятных погодных условиях или с особыми требованиями к безопасности влияют на логистические и временные затраты.
5. Применение различных видов сканирования: использование воздушного сканирования (с дрона) или комбинация нескольких методов также влияют на итоговую смету.

• Стоимость работ рассчитывается индивидуально для каждого объекта и зависит от его конфигурации, количества конструктивных элементов и местоположения.
• Рабочий день включает до 100 станций сканирования.
• По итогам работ заказчик получает сшитое облако точек.

Для ориентира, стоимость лазерного сканирования фасада зданий в РУСГЕОКОМ начинается от 20 руб/м². Однако эта цена является базовой и требует уточнения. Чтобы узнать точную стоимость вашего проекта, оставьте заявку на сайте. Наши специалисты свяжутся с вами, уточнят исходные данные и подготовят коммерческое предложение с учетом особенностей объекта и ваших требований.