[发明专利]基于激光扫描点云与BIM模型的双球嵌套结构数模比对方法

说明书

本发明提供了基于激光扫描点云与BIM模型的双球嵌套结构数模比对方法，本发明本发明适用于建筑施工的钢结构阶段施工完毕、幕墙施工开始前，采用自由设站法在已完成的双球嵌套建筑钢结构的不同位置设置激光扫描仪，对建筑钢结构快速“复制”测量，把得到的多站原始点云数据通过相邻的站点位置的点云重叠部分进行多站拼接后继续进行去噪、光滑、压缩简化步骤，最终得到具有高精度、高清晰度、节点平顺特性、已去除会导致视觉误差的无用点等特性的高质量完整点云数据，进而为新的BIM建筑模型构建时提供真实可靠的数据依据。最终使得修正后的新的BIM建筑模型具有极高的正确度，为下一步的幕墙施工提供真实正确的指导依据。

技术领域

本发明涉及建筑施工校准技术领域，特别是指基于激光扫描点云与BIM模型的双球嵌套结构数模比对方法。

背景技术

建筑设计行业经历了两次大的变革，第一次变革为从手绘图纸转变为计算机辅助设计(CAD)，第二次变革为从CAD二维设计转变为以BIM技术为代表的三维设计。

建筑信息模型(Building Information Modeling，BIM)是以三维数字技术为基础，集成了建筑工程实施例各种相关信息的工程数据模型，BIM是对工程实施例设施实体与功能特性的数字化表达。BIM技术已经融合在建筑的整个生命周期中，推动和促进技术含量较低的建筑行业发生转型和升级。

在建筑设计阶段，BIM建筑模型一般依据建筑涉及的土建、机电等各个专业提供的信息、图纸或者三维模型进行协同设计。作为建筑支撑主体的建筑钢结构在施工完成之后，由于实际施工后总会与预先的设计会产生偏差，若幕墙施工仍然按照最初设计的BIM模型进行施工，则很可能会出现施工超出预设位置，轻则设施、结构等出现碰撞，难以完成安装；重则出现建筑竣工验收不合格需要重建导致重大经济损失，甚至出现安全事故，后果及其严重。

异形建筑的兴起给工程设计、下料、施工、竣工检测以及运营维护带来巨大挑战，特别是异形建筑中的双球嵌套建筑由于内外球的嵌套结构，在钢结构施工完毕，幕墙施工开始之前，由于外球的钢结构对内球的钢结构的遮挡作用，导致采用全站仪等手段的传统测量难以对双球嵌套钢结构的全部点云信息进行完全采集。

发明内容

为了解决背景技术中所存在的传统测量手段难以对双球嵌套钢结构的全部点云信息进行完全采集的问题，本发明提出了基于激光扫描点云与BIM模型的双球嵌套结构数模比对方法。

本发明的技术方案是：基于激光扫描点云与BIM模型的双球嵌套结构数模比对方法，在双球嵌套建筑施工的内球和外球的钢结构阶段施工完毕、幕墙施工开始前，进行如下操作步骤，

第一步，数据采集：采用自由设站法在已完成的双球嵌套建筑钢结构上的选择多个站点位置，在每个站点位置处均设置激光扫描仪，确保相邻的激光扫描仪之间的扫描范围的边际重合，确保所有的激光扫描仪在共同作用下能够获得建筑钢结构的完整点云数据，然后通过三维激光扫描测量技术，对已完成的双球嵌套建筑钢结构进行数据采集，得到多站原始点云数据；

第二步，数据处理：把得到的多站原始点云数据通过相邻的站点位置的点云重叠部分进行多站拼接后继续进行去噪、光滑、压缩简化步骤，最终得到高质量完整点云数据；

第三步，数据比对：把高质量完整点云数据与BIM模型数据转换到同一坐标系体系下进行比对，输出对比分析报表；

第四步，BIM建模数据的更新和应用：依据对比分析报表的检测结果，若有偏差，则对偏差处的BIM建筑模型的点云数据进行修正，修正完成后按照新的BIM建筑模型为幕墙施工进行指导；若无偏差，则继续按照当前的BIM建筑模型继续为幕墙施工进行指导。

优选的，所述第一步中的数据采集阶段包括以下步骤，

步骤一，确定已完成的双球嵌套建筑钢结构的测量控制点并获取其施工坐标；