Лазерне сканування і створення bim моделі корпусу № 1 НТУУ «КПІ імені Ігоря Сікорського» як метод візуалізації історико-архітектурної спадщини
DOI:
https://doi.org/10.31548/zemleustriy2025.04.06Ключові слова:
наземне лазерне сканування, хмара точок, TLS, BIM-модель, Scan-to-BIM, цифрова консервація, історична будівля, архітектурна спадщина, Autodesk Revit, Leica ScanStation C10, реєстрація хмар точок, Cyclone REGISTER 360, HBIM, реставрація фасадів, 3D-моделювання, геодезичне документування, інформаційне моделювання, точність вимірювань, LOD 300, цифрова реконструкціяАнотація
У статті охарактеризовано комплексний підхід до отримання та опрацювання даних після наземного лазерного сканування пам’ятки архітектури та створення BIM-моделі фрагмента фасаду історичної будівлі – Першого корпусу НТУУ «КПІ імені Ігоря Сікорського». У процесі виконання цієї роботи застосовано сучасні методи просторової фіксації досліджуваного об’єкта, включаючи високоточне 3D-сканування за допомогою сканера Leica ScanStation C10, реєстрацію хмар точок, фільтрацію даних та результати їх подальшого опрацювання у програмному забезпеченні Leica Cyclone REGISTER 360, Autodesk ReCap і побудову інформаційної 3D моделі цієї будівлі в середовищі Autodesk Revit.
Проаналізовано зарубіжний та вітчизняний досвід виконання робіт такого змісту. Показано, що одним із найефективніших способів просторового документування є наземне лазерне сканування (TLS), яке забезпечує отримання високоточної хмари точок, яка відображає реальну форму об’єкта з точністю до кількох міліметрів. Міжнародні дослідження свідчать, що технологія Scan-to-BIM є ключовою у процесах цифрової реставрації та планування реконструкцій історичних об’єктів. Зазначено, що в Україні бракує систематизованих прикладних досліджень, які б поєднували ці технології у комплексний алгоритм для конкретних історико-архітектурних об’єктів. Ця обставина вказує на практичну важливість даного дослідження та необхідність подальшого розвитку методик документування історичних фасадів із використанням сучасних геодезичних і геоінформаційних технологій.
Особливу увагу у статті приділено питанням забезпечення високої точності набору даних, алгоритмам реєстрації станцій, вибору параметрів сканування та можливостям подальшого використання моделі у реставраційних роботах, моніторинзі технічного стану та цифровій консервації об’єктів культурної спадщини. Модель рівня LOD 300 підтверджує можливість якісного відтворення геометрії історичних об’єктів із застосуванням технології Scan-to-BIM в українських реаліях.
Ключові слова: наземне лазерне сканування, хмара точок, TLS, BIM-модель, Scan-to-BIM, цифрова консервація, історична будівля, архітектурна спадщина, Autodesk Revit, Leica ScanStation C10, реєстрація хмар точок, Cyclone REGISTER 360, HBIM, реставрація фасадів, 3D-моделювання, геодезичне документування, інформаційне моделювання, точність вимірювань, LOD 300, цифрова реконструкція.
Посилання
1. Pavlovskis, M., Migilinskas, D., Antuchevičienė, J., Kutut, V. (2019). Implementing BIM for industrial and heritage building conversion. Engineering Structures. Available at: https://doi.org/10.3846/colloquium.2019.003
2. Autodesk University. (2018). Scan-to-BIM Workflows: Best Practices for Creating As-Built Models from Point Cloud Data. Autodesk. Available at: https://www.autodesk.com/autodesk-university
3. Leica Geosystems. (2015). Leica ScanStation C10. Technical Specifications and User Manual. Heerbrugg: Leica Geosystems AG. Available at: https://www.unsw.edu.au/content/dam/pdfs/engineering/civil-environmental/sage/teaching-and-learning/surveying-instruments/SC_LA_C5_C10_ZU.pdf
4. Leica Geosystems. (2020). Cyclone REGISTER 360 User Guide. Available at: https://rcdocs.leica-geosystems.com
5. Murphy, M., McGovern, E., Pavia, S. (2009). Historic Building Information Modelling (HBIM). Structural Survey. Available at: https://www.emerald.com/insight/content/doi/10.1108/02630800910985108
6. Volk, R., Stengel, J., Schultmann, F. (2014). Building Information Modeling (BIM) for existing buildings: Literature review and future needs. Automation in Construction. Available at: https://doi.org/10.1016/j.autcon.2013.10.023
7. Dore, C., Murphy, M. (2014). Semi-automatic generation of as-built BIM façade geometry from laser and image data. Journal of Information Technology in Construction. Available at: https://www.itcon.org/2014/2
8. Fai, S., Graham, K., Duckworth, T., Wood, N. (2013). Building Information Modelling and Heritage Documentation. International Journal of Architectural Computing. Available at: https://pdfs.semanticscholar.org
9. Dehtiarenko, D. O., Obolonkov, D. F. (2024). Digital methods of reconstruction and reproduction of ancient
cities and buildings using geodesy [Tsyfrovi metody rekonstruktsii ta vidtvorennia starodavnikh mist ta sporud za dopomohou heodezii.] Collection of scientific papers of DonNABA, Available at: https://donnaba.edu.ua/journal/wp-content/uploads/2024/04/11-16.pdf
10. Kotsuibivska, K., Baranskyi, S. (2020). 3D modeling in the restoration of historical and cultural values [3D-modeliuvannia pry vidnovlenni istoryko-kulturnykh tsinnostei.] Doi: https://doi.org/10.31866/2617-796x.3.1.2020.206109
11. Shevchenko, O., Obenko, I., Tykhenko, Ye., Stepchuk, V. (2023). Comparative Analysis of Geodetic Surveys for Building Facad: Laser Scanning, Total Station Surveying and Smartphone Lidar [Porivnialnyi analiz heodezychnykh znimannia dlia lazernoho skanuvannia fasadiv budivel: tachometrychne znimannia ta nazemne lazernе skanuvannia v arkhitekturnykh zastosuvanniakh.] International Young Professionals Conference “GeoTerrace-2023”, Doi: https://doi.org/10.3997/2214-4609.2023510102
12. Becerik-Gerber, B., Jazizadeh, F., Li, N. (2012). Application areas and data requirements for BIM-enabled facility management. Journal of Construction Engineering and Management. Available at: https://doi.org/10.1061/(ASCE)CO.1943-7862.0000433
13. Zhuo, L., Zhang, J., Hong, X. (2024). Cultural heritage characteristics and damage analysis based on multidimensional data fusion and HBIM – taking the former residence of HSBC bank in Xiamen as an example. Heritage Science, 12. Available at: https://doi.org/10.1186/s40494-024-01238-w
14. Aricò, M. (2024). Scan-to-BIM Process and Architectural Conservation: an HBIM-based workflow for decay mapping. Heritage. Available at: https://doi.org/10.3390/heritage7020019
15. Avena, M., Patrucco, G., Remondino, F., Spanò, A. (2024). A scalable approach for automating Scan-to-BIM processes in the heritage field. ISPRS Archives, XLVIII-2/W4, 25–31. Available at: https://doi.org/10.5194/isprs-archives-XLVIII-2-W4-25-2024
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Землеустрій, кадастр і моніторинг земель
TЦя робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
Стосунки між правовласниками і користувачами регулюються на умовах ліцензії Creative Commons Із Зазначенням Авторства – Некомерційна – Поширення На Тих Самих Умовах 4.0 Міжнародна (CC BY-NC-SA 4.0):https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.uk
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див.The Effect of Open Access).
