BIM-modeller baseret på punktskyer

"Hvorfor basere terrænmodellen i anlægsprojekter på gamle højdekurvekort, når man kan få en aktuel og meget mere nøjagtig repræsentation af terrænet baseret på laserscanning?" Det spørgsmål stiller forretningsudvikler Håkon Andresen i Blom, en af Europas førende leverandører af blandt andet avancerede kortlægtningsydelser, 3D-bymodeller og digitale højdemodeller.

Et rettidigt spørgsmål eftersom både laserscanningsteknologien og modelleringsteknologien er fuldt tilgængelig. I de fleste større kortlægningsprojekter produceres der i dag punktskyer ved brug af laserscanning fra fly eller helikopter. Men alt for ofte er det kun højdekurver, der bliver brugt i anlægsprojekter.

Håkon Andresen mener, at det er på høje tid, at infrastrukturbranchen oplever fordelene ved punktsky-modeller. Især set i lyset af den nye objektbaserede og åbne BIM teknologi fra Vianova Systems, der kan importere og bearbejde såkaldte LAS data.

Mange anvendelser

BIM-modeller"Terrænmodeller bliver ikke bare mere nøjagtige og anvendelige i infrastrukturprojekter. De kan også bruges med stor fordel i mange andre sammenhænge. Både i den offentlige og private sektor" mener Andresen. "Eksempelvis  til overvågning af vindforhold, skove, el og telefonnetværk, oversvømmelseskontrol og anden klimaovervågning." 

De fleste der introduceres til teknologien bliver overraskede og imponerede over nøjagtigheten, specielt over hvor godt terrænet repræsenteres selv i områder med tæt vegetation.

"I dagens foranderlige verden skal kort være aktuelle" fremhæver han. "Laserscanning fra fly og helikopter kan udnyttes både før, under og i afslutningen af et større projekt. Både som fakta- og projekteringsgrundlag i planlægningsfasen, som støtte i byggeprocessen og som dokumentation af den endelige levering, såkaldt ”as built”-dokumentation."

Ikke ny teknologi

Laserscanning er på ingen måde et nyt fænomen. Blom begyndte med laserskanning allerede i midten af 90'erne. Fra 2003-2004 har laserscanning fra fly udviklet sig til at blive de facto standard for terrænmodellering i almindelige kortlægningsprojekter. Blom opererer med fem af deres egne fly og to helikoptere, der betjener det nordiske kortlægningsmarked. Tre af flyene og begge helikopteree arbejder primært med laserscanning. Fly- og helikopterbaserede laserdata kan også kombineres med bil- og bakkebaseret laserscanning for yderligere forbedringer og optimering af terrænmodellen.

Flere og flere begynder derfor at få øjnene op for hvad teknologien kan bidrage til, også i infrastrukturprojekter.

"Det har været en udfordring at adopteringen af laserdata til projekteringsanvendelse ikke er gået så hurtigt som forventet" indrømmer Andresen. "Det har haft noget med kompetencen ude hos brugerne at gøre; ny teknologi skal læres og finde sin plads i de etablerede arbejdsprocesser, men heller ikke det tilgængelige software har været helt med desværre."

Vianova pionér

"Derfor er vi meget glad for at Vianova Systems nu kan læse LAS-data direkte ind i sin nye BIM-løsning for infrastruktur, NovapointDCM."

LAS-formatet er et internationalt, standardiseret og åbent filformat til udveksling af 3D punktskydata mellem forskellige systemer og brugere. Formatet indeholder klasser sådan, at man kan differentiere på vegetation, bakkepunkter og andre objektklasser som broer, bygninger, stolper, master og ledninger. Disse objekter håndteres og bearbejdes videre i terrænmodellen, gerne sammen med andre eksisterende vektorer eller indmålte data.

Et LAS-datasæt er egentlig bare en tæt «sky» af xyz-punkter, gerne tillagt en farveværdi. Farveværdien kan komme fra billeder taget samtidig med at man flyver, eller fra andre billeder over det aktuelle område.

Stort potentiale

"Nøjagtigheden og visualiseringsmulighederne der ligger i punktskydata repræsenterer et kæmpepotentiale" hævder Håkon Andresen. "Der er efter vores mening fortsat alt for mange højdekurver i brug. Man burde egentlig ikke behøve at lave højdekurver når man kan indlæse punktskyer og har gode rutiner til at arbejde med disse data."

For at kunne få det fulde udbytte i projekteringssammenhæng må punktskyen imidlertidigt ind i programmerne. Udfordringen er at disse oprindelig er lavet til enkeltpunkt og vektordata, ikke tætte punktskyer fra laserscanning. Derfor må der programmeres igen, med nye krav til datamængde, hukommelsesstyring, 3D grafik og beregningsalgoritmer.

"Det er dette Vianova nu har taget fat i og muliggjort med sin objektbaserede BIM-løsning" fastholder Andresen. "De ser der er et stort potentiale i at kunne indlæse nøjagtige laserdata i løsninger, der allerede er i daglig brug til projektering."

Meget god nøjagtighed

BIM-modellerBlom leverer typisk bedre end 5-10 cm højdenøjagtighed i terrænmodellen. Nøjagtigheden og punkttætheden afhænger af flyhøjden, men selv fra 2000 meters flyhøjde ligger nøjagtigheden på omkring 10 cm på flade og veldefinerede overflader! Fra helikopter i 300-400 meters højde bliver nøjagtigheden endnu bedre; 2-5 cm med en tæthed på 40-60 punkter per kvadratmeter og med billeder i tilsvarende god opløsning!

Fra 2000 meters flyhøjde kan et fly laserscanne hele 1000-1500 km2 per dag. En typisk terrænkorridor for et vejprojekt gøres på under nogle timer med helikopter. Prisen afhænger dessuden af mobilisering til og fra projektområdet, men teknologien skal være meget konkurrencedygtig. Andresen understreger at dataene kan leveres i løbet af nogle dage eller uger efter flyvningen.

"Det kan være let at tro at jo flere punkter man har, jo bedre er det. Men dette er en afvejning. Man kan absolut klare sig med færre punkter, bare repræsentationen er god nok." 

Blom behandler og bearbejder dataene efterfølgende ved at udtynde datasættet, hvor der ikke er behov for lige stor punktæthet. For effektivitetens skyld er det vigtigt at man ikke tager unødvendige data med i den videre projekteringen.

Beriger modellen

Men med høj punkttæthed øges også anvendelsesmulighederne. Det er en afvejning man må tage. Man kan også gå ind og editere og forbedre datasættet, hvis man har anden information at støtte sig opad.

For eksempel er det interessant at berige modellen ved at ændre punktskydata til egne objekter – som vejelementer, bygninger, ledninger, konstruktioner, osv.

"Dette er noget vi arbejder meget med i Blom og vi forbedrer hele tiden rutinerne for at konvertere dele af punktskyen til uafhængige objekter der kan bruges sammen med terrænmodellen." 

Reducerer fejl og mangler

BIM-modeller"Erfaringen fra anlægsbranchen er at ekstraomkostningerne svinder væsentligt ind, hvis man har et godt modelgrundlag at projektere og bygge på" fortsætter han. "Han henviser til Vianova's dokumentation for at projektomkostninger kan reduceres med hele 5% dersom man samarbejder digitalt om en god, aftalt BIM-model. Hvis terrænmodellen i udgangspunktet er forkert siger det sig selv at det bliver vanskeligt at projektere og bygge problemfrit."

Naturlig del af arbejdsprocessen

Men som med all ny teknologi, er dette også en modningsproces. Fortsat opleves punktskydata nok som et lidt «skræmmende» og «uvant» datasæt, oplever Blom.

"Der er mange gode forklaringer på at det er sådan, men vi må arbejde sammen for at gøre det bedre fremover. Vi ønsker at kunderne skal kunne åbne et laserdatasæt på samme måde som de i dag arbejder med f.eks. flybilleder (ortofoto). Det bør blive en lige så naturlig del af arbejdsprocessen som at åbne forskellige «almindelige» typer af datasæt."

"Og der har Vianova gjort en kæmpearbejde ved at gøre det muligt, at man kan indlæse laserdata som en integreret del af arbejdsprocessen" afslutter Håkon Andresen.

Læs eventuelt: 

Laserskanning og 3D skal forenkle arbeid i bygg og anlegg

Tilbage til nyhedsoversigten