SLAM技术下的现场快速测量

随着工程建筑公司努力克服在技能短缺、稳健的安全法规以及激烈的合同竞争等方面的问题，传统测量方法在被要求提供准确且快速的扫描数据的情况下，也面临着越来越大的压力。除此之外，许多项目管理者不可能仅仅依靠技术熟练的测量员来收集数据，因为他们还需要花费数天的时间来处理这些数据，漫长的处理过程有可能会导致测量员丢失掉关于结构完整性的关键信息。

对更高运营效率的需求是建筑信息建模（Building Information Modeling，BIM）技术需求迅速增长的原因之一。现场团队可以通过动态“数字孪生”在资产生命周期的每个点上测试和优化流程，从而发现潜在问题，例如不稳定的地面情况、现有的公用设施，或者可能存在的历史遗迹，这些问题都有可能会导致工作进程突然中止，并且增加费用。无论项目的性质如何，公司都可以确保建筑计划的任何更改都能实时地通过数字化方式传达给世界各地的利益相关方。高清晰度3D激光扫描技术的发展为BIM的最新创新提供了动力，可以让测量员制作生成建筑物或资产的数字图像，同时减少进入建筑物中难以触及或危险区域的需求。

静态扫描有助于提高现场数据的准确性，特别是对比诸如卷尺和全站仪之类的手动工具；然而，与最近的技术创新相比，它显得即昂贵又耗时。静态测量需要配备专业的操作员，并且需要花费数小时甚至是数天来处理数据；这样就会无法立即获取到有效信息，进而导致决策延误，如果错过了截止日期并且成本不断增加，这可能会损害到项目的商业可行性。为了克服这个问题，项目管理者越来越多地使用到手持移动3D激光扫描系统，测量者可以在几分钟内扫描测量现场，并不断更新数字建筑模型。在节省时间和现场可触性方面，移动扫描毫无疑问是一个巨大的飞跃。但是，许多依赖GPS的设备不太适合在隧道、洞穴、矿山以及存在潜在危险的建筑物中使用，这种情况下，还有一种选择就是SLAM技术，不用依靠GPS就能提供同样精确的结果，当其与向BIM传输数据的便捷性相结合时，可以快速有效地捕获和评估数据。

图1：能够快速扫描建筑物的基于SLAM的移动测量解决方案

图2是丹麦某项目基于SLAM测量的应用案例，该项目的任务是测量当时正在建造的13层公寓楼的可出租建筑面积。现场团队需要一个能够快速扫描建筑物的解决方案，因此他们将注意力转到了基于SLAM的移动测量解决方案。

图2：13层公寓楼的BIM模型。

根据丹麦法律，出于财产税的原因，所有租赁财产都必须接受正式的内部竣工检验。使用传统技术，此过程至少要花费两天的时间，而采用SLAM技术，整个测量仅耗时30分钟，外加一个小时的数据处理时间。在捕获了44个房间和公共区域的数据之后，现场团队将点云数据导入第三方软件创建了BIM模型。扫描面积近5500平方米，整个建筑物中的测量精度达到了几厘米；而且，测量结果完全在税务部门的可接受公差范围内。BIM模型能够很好的展示建筑物，并且具有足够多的细节和准确性，可以满足丹麦法律的要求。

图3：将点云导入第三方软件所创建的BIM模型

LIFA现在能够使用移动扫描设备将建筑物的测量速度提高十倍。在短短六个月内，一个由两个人组成的团队在约400座市政建筑中测量绘制了超过1.6万个房间。曾经，像这样的任务需要花费数年才能完成，而即使绘制完成，因为数据即将过时，所以也就失去了商业可行性。但是，LIFA现在可以在相对较短的时间内获取到所需结果并应用。此外，实时功能的新进展允许同时收集和处理数据，为更短的测量时间铺平了道路。

所有这一切似乎都比建筑师、测量员和其他利益相关方在测量过程中手动更新资产设计的时代早了好些年。BIM技术可以帮助项目管理者在规划阶段内开展更多的工作，并在现场工作开始之前发现潜在的问题，这一点是非常重要的，因为根据行业研究，返工成本可能占建筑总成本的12％。除了加快建设项目，BIM也体现出更加直观的一致性，例如，ISO认证可以轻易实现与项目相关利益方的共享。只要建筑工作完成，即使资产最终被拆除，BIM也仍将在资产的整个生命周期中继续发挥重要作用。

速度和易用性的特点让手持移动3D激光扫描系统成为希望保持竞争力的公司的诱人选择；选择BIM的公司，大大减少了材料的浪费，他们能够提供更高的性价比，增强投资者信心，并能稳当地拿到大型资本项目的新合同。可以如此迅速地完成测量任务意味着项目管理者可以更频繁地进行测量，以保证建筑师、设计师和设施管理者可以在施工阶段以及整个资产生命周期获得最新信息。因此，采用SLAM技术的建筑信息建模（BIM）越来越多地应用于建筑工程、采矿和林业部门的大型项目，以及相对较小的住房开发项目。

未来几年，在工程和建筑等受到严格监管的行业中，鉴于对承包商能够提供详细的检查和进度监测报告的期望，频繁测量的需求只会增加。与其仅仅只依靠专业的测量员，为团队中为其他成员配备更好的地理空间设备来得更有意义，他们可以不断获取新数据并更新BIM。

译者：台风；文章选自荷兰 GE04 construction 网站