基于点云数据的BIM模型构建方法研究.pdf

"基于点云数据的 BIM 模型构建方法研究" 本研究旨在探讨基于点云数据的 BIM 模型构建方法，旨在解决三维激光扫描与 BIM 结合构建建筑物模型的问题。本文首先介绍了 BIM 模型的研究 significance，包括高品质、高准确率、集中化协调一致的大大提高建筑设计和整体工程的品质和效率，以及降低成本等。然后，文章回顾了国内外三维激光扫描技术和 BIM 技术的发展现状，包括技术的起源、发展历程和应用领域。 接下来，本文详细介绍了基于点云数据的 BIM 模型构建方法，包括数据采集、数据处理、模型重构和模型应用等步骤。文章还讨论了该方法的优势，如快速获取建筑物模型、提高模型的精度和效率等。此外，本文还探讨了 BIM 模型在建筑行业的应用前景，如辅助工程质量检查、快速建模、减少返工等。 此外，本文还总结了国内外三维激光扫描技术和 BIM 技术的发展趋势，包括技术的融合和应用领域的拓展等。文章最后总结了本研究的结论和建议，旨在为建筑行业的发展提供理论和技术支撑。 本文探讨了基于点云数据的 BIM 模型构建方法，旨在解决三维激光扫描与 BIM 结合构建建筑物模型的问题。该方法可以快速获取建筑物模型，提高模型的精度和效率，具有很高的应用价值。 一、研究意义 BIM 模型可以帮助项目中各种信息应用，所有信息经由数据库集中统一管理，将使建筑项目能高品质、高准确率、集中化协调一致，大大提高建筑设计，乃至整体工程的品质和效率，也显著降低成本。 二、国内外研究现状 三维激光扫描技术又称“实景复制技术”，通过发射和接收激光束获取被测物表面点的三维坐标值和纹理信息，能快速获取各种物体表面信息，用于建筑物测量、位移监测、三维建模等。 三维激光扫描技术的最初的原型是 1993 年 E.Chen et al 提出的 IBMR 技术，该项技术是通过输入照片，将照片信息直接合成新图像，但是该技术不能进行三维模型构建。 1997 年，加拿大国家研究委员会的研究人员 El-Hakim et al（1997）建立了他们的硬件平台，他们将激光扫描仪和 CCD 照相机固定在一个车上，获得了一个数据采集和配准系统，1998 年在利用该数据采集和配准系统实现了一个室内场景的三维建模系统。 2001 年，Y.Yu et al 对物体的三维模型提供了编辑和移动的功能（Cheek B J et al，2001）。 2002 年，I.stamos 和 P.K.Aleen 实现了一个较为完整的系统，该系统能够获取室外大型建筑的深度图像和彩色图像，并以具有照片真实感的三维模型重现出建筑物的外貌（AllenPK et al，2003）；2003 年，他们将该系统应用在历史古建筑的三维建模上，并取得了较好的效果。 2006 年，Sven Molkenstamck 和 SimonWinkelbach 实现了一种成本较低的桌面式三维激光扫描系统（DAVED）（Winkelbach S et al，2006）。 相比于国外，国内对三维激光扫描技术的研究落后于西方发达国家，国内对三维激光扫描技术的研究起步于 20 世纪 90 年代中期。经过十几年相关的研究工作，在理论研究、技术应用方面成果颇丰。 华中理工大学率先研发出了我国第一台彩色三维激光扫描系统（胡汉平 等，1999）。 北京大学何文峰教授已经成功完成了基于地面特征点的匹配，重点研究激光扫描数据的匹配方法（何文峰，2004）。 成都理工大学探索三维激光扫描技术在地质、岩土工程相关领域的应用（董秀军，2007）。 中南大学采用三维激光扫描技术方法对矿山采空区构建三维模型（杜相会，2012）。 成都理工大学将三维激光扫描技术与物联网等技术结合，实现对铀尾矿库进行可视化监测（张少伟，2014）。 重庆交通大学利用三维激光扫描技术对桥面变形进行检测（王勋，2015）。 三、项目内容 本项目使用 Leica ScanStation P30/P40 超高速三维激光扫描仪，获取了某建筑外形的三维点云数据，采集到超过 83 万个数据，采取了专业的数据处理和模型重构方法，最后使用 Revit 软件创建了建筑物模型。 本研究探讨了基于点云数据的 BIM 模型构建方法，旨在解决三维激光扫描与 BIM 结合构建建筑物模型的问题。该方法可以快速获取建筑物模型，提高模型的精度和效率，具有很高的应用价值。