Nejmodernější geodetické technologie a služby v jednom – to je BIM3D

BIM (building information modeling) a 3D data jsou trendem, který hýbe celým stavebnictvím. To potvrzuje i Lea Leinweberová ze společnosti Hrdlička, která pracuje na pozici vedoucí oddělení zabývajícího se právě jejich pořizováním a která budoucnost 3D dat a modelů vidí velmi pozitivně. A právě společnost Hrdlička spustila ucelený projekt BIM3D.cz, který nabízí služby právě pro získávání a zpracování výše zmíněných dat či modelů.

Pojďme se na jednotlivé služby podívat detailněji

• Laserové skenování
• Fotogrammetrie
• Ortofotomapa
• 3D modely
• BIM

Prvním krokem je sběr dat

LASEROVÉ SKENOVÁNÍ

Moderní metoda laserového skenování je určena pro sběr 3D dat objektů jakéhokoliv rozměru, a to v té nejvyšší úrovni detailu. 3D laserový skener, který používá tým ze společnosti Hrdlička, sbírá až 1 milion bodů za sekundu. Díky této metodě pak vzniká výsledné mračno bodů, které reprezentuje aktuální stav objektu v daném čase.

Mezi výhody laserového skenování patří přesné měření objektů s minimem odchylek, velmi rychlý sběr obrovského množství 3D dat a komplexní měřická dokumentace odpovídající skutečnosti. Díky menšímu počtu doměřování dochází k snížení ekonomických nákladů a musíme zmínit i špičkovou techniku, díky které je měření možné ve stísněných prostorech a za špatných světelných podmínek.

Konkrétně se jedná o mobilní laserový skenovací systém Geoslam ZEB REVO RT, skenovací totální stanici Trimble X7 či SX10 a laser skener FARO Focus M.

Laserové skenování v praxi

Pro lepší představu a pochopení metodiky uvádíme konkrétní příklad z praxe, kdy společnost Hrdlička provedla detailní laserové skenování stožárů VVN za účelem doplnění chybějící dokumentace. Bylo tedy nutné vytvořit podklady pro výkresovou dokumentaci a případný 3D model stávajících stožárů.

Tato metoda byla zvolena vzhledem k tvarové členitosti stožárů a požadavku na vysokou přesnost. U terénních prací proběhlo statické pozemní laserové skenování, kdy se stožár naskenoval ze všech stran tak, aby výsledná hustota naskenovaných bodů byla průměrně 1 cm s přesností 3 mm. Poté vzniklo bodové mračno, které sloužilo jako podklad pro vytvoření dokumentace příhradových stožárů. Díky tomu také došlo k odhalení deformací vybraných prvků stožárů.

Sběr dat pozemním laserovým skenováním pro doplnění chybějící dokumentace

FOTOGRAMMETRIE

Další měřičskou metodou, na kterou se firma Hrdlička specializuje, je fotogrammetrie. Tato metoda umožňuje rychlý a bezkontaktní sběr dat o zemském povrchu digitálními fotoaparáty – za pomoci buďto bezpilotních křídel nebo dronů. Během letu je snímán a měřen zemský povrch, následně se pak vyhodnocuje zaznamenaný stav z pořízených fotografií v čase. Pro fotogrammetrii Hrdlička využívá dron DJI Phantom 4 Pro a bezpilotní křídlo senseFly eBee Plus.

Sběr dat pomocí fotogrammetrie a následný výpočet kubatur odtěžení pro Vápenku Čertovy schody

Výhody a výstupy fotogrammetrie v kostce

Rozhodně musíme zmínit rychlost, přesnost a možnost zaměření velkého území. Dále mezi výhody této metody patří aktuálnost a vysoká podrobnost a možnost sledování vývoje stavu lokality nebo objektu v určitých časových úsecích.

Výstupy služby fotogrammetrie

• Ortofoto ve vysokém rozlišení
• Digitální model terénu a povrchu
• Barevné mračno bodů či mesh
• Výpočet kubatur odtěžení v lomech, přesuny zeminy apod.
• Vizualizace prostorových dat

Výsledný produkt: Ortofotomapy, 3D modely, 2D výkresy nebo BIM

ORTOFOTOMAPA

Pod tímto pojmem si představte kartografické dílo, které je složené z leteckých měřících snímků u nichž jsou zachovány veškeré náležitosti mapy – tedy měřítko, souřadnicový systém a směrová orientace. Jsou pořizovány za pomocí bezpilotního systému senseFly eBee Plus, který je využíván především pro rozlohou větší zakázky, nebo skrze dron DJI Phantom 4 Pro. Ten se využívá převážně pro přesnější a méně rozsáhlé zakázky, či v případě vertikálního mapování.

Postup tvorby ortofotomapy

Jaké jsou výhody a výstupy při tvorbě ortofotomapy?

Mezi hlavní výhody řadíme přesnost a tvarovou věrnost mapovaného terénu, stejně tak jako zobrazení skutečných barev, díky čemuž je uživatelům poskytnuta lepší čitelnost. Taktéž je možno zaměřit nebezpečné a těžko přístupné terény a lokality. Díky ortofotomapám získá uživatel úplný a přehledný pohled na zemský povrch, a v případě potřeby lze sledovat vývoj stavu lokality nebo objektu v určitých časových úsecích.

K čemu slouží ortofotomapy?

• Pro účely mapování větších i menších území
• Pro tvorbu aktuálního digitálního modelu terénu nebo povrchu
• Pro vyhodnocení zdravotního stavu vegetace
• Pro nalezení tepelných ztrát

Výstupy služby ortofotomapa

• Ortofoto ve vysokém rozlišení
• Digitální model terénu a povrchu
• Barevné mračno bodů nebo mesh
• Vizualizace prostorových dat

3D MODELY

Cílem 3D modelů je zobrazit skutečný stav budov, objektů nebo třeba průmyslových komplexů. Každý 3D model je vyhotoven v požadované hustotě bodů a maximální přesnosti, díky které pak dochází k projektování a modelování nových staveb.

A jak 3D modelování vlastně probíhá?

Nejdříve je nutno specifikovat konkrétní požadavky na model – typ modelu (rastr, vektor), úroveň či formát. Poté dochází ke sběru dat – podle typu terénu nebo objektu se vybere vhodná metoda sběru (např. laserová skenování, fotogrammetrie). Ve chvíli, kdy se sesbírají data, je nutné je vhodně zpracovat do požadovaného výstupu. V případě modelování nabízí společnost Hrdlička 3D digitální modely v požadované úrovni detailu nebo 2D vygenerovanou výkresovou dokumentaci.

Pojďme si představit konkrétní případovou studii.

3D model zámku Nekmíř

Renesančně-barokní zámek se nachází 12 km od Plzně a byl postaven na místě středověké tvrze ze 14. století. Do dnešní podoby byl však zámek přestavěn ve 2. polovině 18. století. Pro snímání vnitřních i vnějších prostorů firma Hrdlička zvolila laserové skenování přístroji Trimble SX10 a Geoslam ZEB REVO RT.

Z takto získaného mračna bodů byl vytvořen přesný 3D model krovu všech dřevěných prvků, který posloužil jako podklad pro projekční kancelář. Ta tyto podklady potřebovala pro možnost generování půdorysu, pohledů a řezů v libovolném místě krovu. Vytvořená data Hrdlička programově zpracoval za pomocí softwarových programů Autodesk ReCap, REVIT a Autocad.

Postup tvorby 3D modelu krovu zámku Nekmíř: specifikace požadavků na model, sběr dat a jejich zpracování do cílového modelu

BIM

Zkratka BIM vychází z anglického pojmu building information modeling. V češtině pak mluvíme o tzv. Informačním modelu budovy. Jedná se moderní proces tvorby 3D modelu budov, který reprezentuje fyzický a funkční objekt se všemi jeho charakteristikami. Stručně řečeno, v případě BIM se jedná o takové elektronické dvojče reálného objektu, a to se všemi grafickými a popisnými informacemi o všech prvcích.

BIM se hojně využívají při projektování, evidenci stavby nebo třeba i při správě budovy, BIM je ideálním zdrojem dat pro facility management.

Jaké výhody přináší informační model budovy?

V první řadě je to rozhodně úspora nákladů a času za celý životní cyklus stavby, dále pak lepší kontrola stavebního procesu a zvýšení kvality díla. Díky přesným výstupům dochází i ke zlepšení komunikace mezi účastníky stavebního procesu, a to nejen díky snadnějšímu přístupu všech zúčastněných k informacím.

Výstupy služby BIM

• 3D digitální model v požadované úrovni detailu
• Možnost vizualizace modelu ve webové prohlížečce
• Nové možnosti prezentace a vysvětlení stavebního projektu
• Analýzy a vyhodnocování dat formou tabulkových výkazů

Fáze tvorby BIM modelu areálu stavební firmy z Valašského Meziříčí

Pokud vás měření a zpracování digitálních dat zajímá více, navštivte stránky www.bim3d.cz, podívejte se na YouTube kanál, kde najdete spoustu zajímavých videí nebo si poslechněte některý z podcastů Let's HRDLIČKA.