Využití mračen bodů od geodetů Článek shrnuje možnosti využití mračen bodů v geodetické praxi s ohledem na požadavky architektů a projektantů. Mračna bodů, nebo také z angličtiny převzatý a též v odborné praxi hojně používaný pojem Point Cloud, jsou datovým výstupem tzv. 3D laserového skenování, využívaného stále častěji pro sběr dat při zaměřování stávajících budov a staveb. Jde o technologii, která pomocí laserového paprsku zachytí prostorové souřadnice skenovaného prostoru. Z těchto souřadnic vznikne síť bodů v závislosti na nastavené hustotě, respektive požadavku na přesnost. Po zpracování dat ze skeneru vzniknou již zmiňovaná mračna bodů, chcete-li Point Cloud. Výhodou technologie 3D laserového skenování je bezesporu rychlost sběru dat v místě jejich pořizování, přesnost a komplexní zachycení zaměřovaných prostor. Podklady pro vynesení zaměření v podobě mračen bodů jsou čím dál populárnější. Je to dáno jednak stále větší dostupností různých typů laserových skenerů v geodetických kancelářích, jednak zvýšenou poptávkou ze strany architektonických a projekčních ateliérů. Poptávku ze strany architektů a projektantů si lze vysvětlovat jednoznačně tím, že již několik let dokážou CAD/BIM nástroje s mračny bodů pracovat. Práce s mračny v těchto nástrojích však především (a pouze) spočívá v jejich podložení jako podkladu zaměření do modelovacího prostoru, který poslouží pro vynesení 3D modelu zaměřované stavby. Ten můžeme vnímat jako výborný základ pro další fáze projektování metodou BIM.
Sběr dat Jak již bylo řečeno, sběr dat zaměřované budovy či stavby se v místě zaměřování díky 3D laserové technologii časově rapidně zkrátil ve prospěch práce v kanceláři, kde geodet musí naskenovaná data zpracovat, zkontrolovat jejich kvalitu, případně redukovat dle požadavků hustotu mračen bodů. Výstupem pak může být několik souborových formátů, které v zásadě zprostředkovávají informaci o jednotlivých bodech mračna. Před zadáním požadavku na souborový formát by si měl architekt ověřit, jaké souborové formáty jeho program podporuje. Zdaleka ne všechny nástroje pro architekty budou podporovat nativní formáty jednotlivých skenerů firem Faro, Riegl, Leica nebo Topcon. Podpora importu mračen bodů je většinou zajištěna pomocí souborových formátů .xyz, .txt nebo .e57.
Zpracování mračen bodů
Mračno bodů: nadhledová perspektiva skenu novostavby rodinného domu včetně pozemku – stav před dokončením terénních úprav; mračna pomohou projektantovi ověřit kubatury deponií zeminy na pozemku a zajistit vyrovnanou bilanci zemních prací.
I samotné zpracování dat je možné vidět v několika rovinách. V praxi může nejběžněji nastat v zásadě dvojí situace. V prvním případě geodeti předají projektantům hrubá data mračen bodů a může být věcí dohody, zda mračna bodů z jednotlivých stanovišť mají být spojena do logických celků, či nikoli. V obou variantách nasnímaných dat se jedná o surová data mračen bodů. Na rozdíl od ručního zaměření v podobě zápisu a skic s naměřenými hodnotami může se surovými mračny bodů projektant bez větších problémů začít pracovat. Je samozřejmě věcí dohody a rozdělení zakázky, zda modelování stávajícího stavu do podoby 3D modelu jakožto základu budoucího komplexního BIM modelu zajistí projektant, či tento požadavek zajistí geodetická kancelář jako novou, do budoucna standardní součást svých služeb. Shrňme si na příkladu zakázky rekonstrukce rodinného či bytového domu, co mohu jako architekt od geodeta požadovat při zakázce zaměření. Tradiční požadované výstupy ze zadání zaměření geodetům: ››polohopis a výškopis – situace řešeného území (polohopis a výškopis) ve formátu .dwg nebo .dgn, umístěné v souřadnicovém systému S-JTSK a výškovém systému Bpv; ››seznam souřadnic – seznam zaměřených geodetických bodů ve formátu .txt; ››zaměření stávajícího stavu budovy (půdorysy, řezy, pohledy) ve formátu .dwg, .pdf. Na toto byli architekti zvyklí ještě před tím, než se počítače nadobro prosadily při navrhování. Jen původní papírovou dokumentaci časem nahradily elektronické souborové formáty. Nicméně časy se mění a možnosti nových technologií sběru dat posouvají využití výstupů od geodetů mnohem dál. Nově požadované výstupy ze zadání zaměření geodetům tak mohou dnes navíc obsahovat: ››mračna bodů (Point Cloud) – surová mračna bodů ve formátu .txt, .xyz nebo .e57; ››2D dokumentaci zaměření stávajícího stavu – z mračen bodů vygenerované 2D půdorysy, řezy a pohledy; ››3D model zaměření stávajícího stavu – geodet vytvoří z mračen bodů 3D model stávajícího stavu budovy. Mračna bodů (Point Cloud) Princip 3D laserového skenování umožňuje zachytit objekty, které jsou viditelné, z toho je zřejmé, že na naskenování jednoho objektu, jedné stavby je potřeba rozmyslet a zvážit jednotlivá
86
ERA21 #06 2018 Estonsko
Mračna bodů nejsou model! A tím méně 3D model, a už vůbec ne BIM model. Mračna bodů jsou v zásadě „shlukem“ bodů rozmístěných v prostoru, nesoucích s sebou informaci o pozici (souřadnice X, Y, Z a informace o barvě bodu – intenzita, odstín šedi či hodnota RGB). Samotná mračna bodů je potřeba opravdu vnímat jako pouhý podklad pro modelování zaměřovaného objektu. Momentálně neexistuje v žádném softwarovém nástroji magické tlačítko ani kouzelná hůlka, které by dokázaly z mračen bodů (polo)automatizovaně vygenerovat stavební objekty typu zeď, deska, sloup, okenní výplň a podobné, se kterými standardně pracuje architekt či projektant v BIM modelovacích softwarových nástrojích. Geodetickou zakázku, zaměřování, lze v zásadě rozdělit na dvě zásadní fáze: sběr dat na stavbě a jejich následné zpracování.