BIM+三维扫描技术在土方工程测量中的应用（论文）.pdf

·623 · BIM+ 三维扫描技术在土方工程测量中的应用 张 琴， 李贝娜， 张 磊， 许韧恒， 范家豪， 王 洋 （北京市第三建筑工程有限公司，100044，北京） 摘　要： 随着智能建造技术的飞速发展，三维激光扫描仪及无人机设备等智能建造设备不断在土方测量 中得到应用，其具有非接触、高精度、自动化、采集范围广的特点能准确计算实际挖填方量。通过将三维扫 描设备采集的数据进行转化并与 BIM信息模型集成，在精确计算挖填方量基础上能进一步快速精确计算预 计开挖量及回填量，形成成套的土方精细化计量方法，实现方案策划、过程控制及最终结算的综合应用，为 提高土方工程管理水平提供新的解决办法。 关键词： BIM技术；三维扫描；土方工程测量 中图分类号：TU 74 文献标志码：A 文章编号：1000-4726(2023)05-0623-03 APPLICATION OF BIM AND THREE-DIMENSIONAL SCANNING TECHNOLOGY IN EARTHWORK SURVEY ZHANG Qin, LI B ei-na, ZHANG L ei, XU R en-heng, FAN J ia-hao, WANG Y ang (Beijing No.3 Construction Engineering Co., Ltd., 100044, Beijing, China) Abstract: Intelligent construction equipment such as three-dimensional laser scanners and unmanned aerial vehicles have been constantly applied in the earthwork survey along with the rapid development of intelligent construction technologies, which owns characteristics of non-contact, high precision, automation and wide collection range to accurately calculate the actual excavation and filling volume. The estimated excavation volume and backfill volume can be further quickly and accurately calculated based on the accurate calculation of the excavation and filling volume by converting the data collected by three-dimensional scanning equipment and integrating the data with the BIM information model, and a set of fine earthwork measurement methods are formed to achieve the comprehensive application of program planning, process control and final settlement, thereby providing a new solution for improving the earthwork management level. Keywords: BIM technology; three-dimensional scanning; earthwork survey 土方作为基坑工程的重要组成部分，为确保基坑 工程工作顺利开展，须对土方工程施工进行详细策划 及方案编制，准确计算土方量，以确保工程进度合理 安排，避免后期结算扯皮现象。目前土方计算方法较 多，因此选用何种测量手段及计量方法进行土方量计 算尤为重要。 1 模型数据集成应用 将三维激光扫描获取的点云数据与 BIM模型结 合进行土方量计算，为后续施工及结算提供有效支撑。 点云获取方式可根据项目情况确定，现场扫描前须确 定模型整合基准点，确保后期模型精确整合。 1.1 三维激光扫描及无人机倾斜测量技术 三维激光扫描及无人机倾斜摄影测量技术可采用 大范围、高精度、高清晰的方式获取目标表面数据， 具有数据获取效率高、采集范围广、数据源准确性高、 安全性高及自动化程度高等优势，通过将采集到的场 地及基坑影像数据导入处理软件中，即可自动生成土 方点云数据，并基于土方点云数据模型进行长度、高 度、面积、角度、坡度等数据的快速测量。 1.2 BIM 参数化建模技术 BIM参数化建模技术可采取二三维协同方式快 速建立可视化信息模型，通过分析基坑设计图纸， 对基础类型进行分类并选择“基于面的公制常规模 型”建立基础参数化族，采用系统基础板族与“基 于面的公制常规模型”参数化族结合实现基坑内模型 快速建立。通过将设计图纸场地坐标以文本文档格式 导入 BIM软件中，可快速生成初始周边场地地形模 型，将基坑内模型与周边场地地形模型整合完成基坑 BIM模型创建。 为保证后期与点云数据模型的精确整合，须将基 收稿日期： 2022–12–12 作者简介： 张琴 （1990 —） ，女，四川眉山人，工程师， e-mail: 295487185@qq.com. *1? ? _ Architecture Technology 1\ 54 思1\ 5 O 2023 ? 38 Vol.54 No.5 Mar. 2023 ·624 · 坑BIM 模型坐标与点云数据坐标统一，将基坑 BIM 模型坐标族进行调整，调换 x、 y轴坐标与测量坐标 统一。根据模型整合基准点坐标将基坑 BIM模型移 动至对应坐标位置，以便于后期信息模型输出后在点 云数据处理软件中进行模型快速整合（图 1）。 图1 坐标类型属性（计算机截图） 1.3 BIM 与三维扫描数据集成技术 BIM模型数据与点云数据集成存在多种方法， 可通过 Cloud Compare、Trimble、Geomagic Studio 等 软件进行处理，数据转换常用的方式为BIM模型转 换成 DWG、FBX、S AT 及IGS 等格式后，再与三维 扫描点云数据进行集成，或将点云数据转化为文本文 档后与 BIM模