Postęp technologiczny i zastosowanie nowych nieinwazyjnych narzędzi do obrazowania oraz metod dalekiego zasięgu, takich jak naziemne skanowanie laserowe 3D i fotogrametria, ułatwiają wykonywanie badań architektonicznych oraz osiąganie wysokiej dokładności i precyzji, która pozwala uchwycić szczegóły budynku, które inaczej by nie były być możliwe [1, 2]. Zastosowanie narzędzi BIM do trójwymiarowej rekonstrukcji architektonicznej umożliwia włączenie istniejącego budynku do metodologii BIM i skorzystanie z takich korzyści, jak obliczenia alternatyw projektowych, szacunki kosztów, ilościowe obliczenia materiałów, zarządzanie danymi, dokumentacja powykonawcza, konstruktywna analiza stanu, plany wykonania i inne [3]. Stosowanie metodologii BIM w przypadku istniejących budynków różni się od tego, gdy jest ona stosowana w nowych projektach. W takich przypadkach model powykonawczy BIM można wykonać jako aktualizację istniejącego modelu BIM lub utworzenie nowego. W Europie 80% budynków zostało zbudowanych przed 1990 rokiem, a większość z nich nie ma modelu BIM, który można by uwzględnić w tej metodologii pracy. W takich przypadkach inżynieria odwrotna z wykorzystaniem procesów skanowania laserowego 3D i fotogrametrii staje się standardową procedurą [4]. Kiedy mamy do czynienia z budynkiem historycznym, należy dołożyć starań, aby uzyskać odpowiedni model, który może zaspokoić potrzeby metodologii modelowania informacji o budynku historycznym (HBIM). Często zdarza się, że termin BIM jest nadużywany, ponieważ często jest on powiązany z oprogramowaniem, a nie z procesem. BIM nie jest oprogramowaniem, ale zintegrowaną, opartą na współpracy metodologią skoncentrowaną na cyfrowym modelu budynku, który zawiera informacje potrzebne do zarządzania budynkiem w całym jego cyklu życia, od projektowania i budowy, po konserwację i zarządzanie po użytkowaniu [5,6]. Można to zdefiniować jako związek między technologią, procesami i ludźmi [7]. Przepływ pracy BIM wprowadza ulepszenia w zarządzaniu informacjami podczas projektowania i budowy, dostarczając wszystkie dane wymagane na etapach operacyjnych. Jego zastosowania obejmują takie obszary, jak wykrywanie kolizji, współpraca multidyscyplinarna, ocena opcji projektowych, szacunki ilościowe i kosztowe, symulacje budynków, modelowanie energii, produkcja i prefabrykacja, zarządzanie projektami oraz obiekty zarządzania aktywami [8]. BIM potrzebuje wspólnego procesu dla zorganizowanego zarządzania i koordynacji oraz wprowadza nowe praktyki projektowe i konstrukcyjne, które mogą rzucić wyzwanie tradycyjnym przepływom pracy [9,10]. Dzięki BIM możliwa jest automatyzacja procesów i tworzenie ustandaryzowanych form uszczegółowienia, co znacznie skraca czas potrzebny na wytworzenie dokumentów związanych z budową [7]. Integracja logiki BIM z procesem modelowania chmury punktów jest spójna z możliwością wykorzystania tych natywnych automatycznych procesów narzędzi BIM w celu ograniczenia powtarzalnych prac związanych z modelowaniem i dokumentacją. W tym artykule omówimy ankietę architektoniczną przeprowadzoną za pomocą fotogrametrii cyfrowej i naziemnego skanowania laserowego 3D, sposób generowania i przetwarzania informacji oraz sposób tworzenia modelu 3D za pomocą oprogramowania BIM, który można włączyć do metodologii przepływu pracy HBIM. Maszynownia Instituto Superior de Agronomia w Lizbonie posłuży jako studium przypadku do przedstawienia procesu, napotkanych wyzwań i rozwiązań przyjętych na każdym z etapów. Klient zlecił to badanie w celu wykonania dokumentacji niezbędnej do renowacji budynku. Chociaż wymagane były tylko tradycyjne plany, przekroje i elewacje; zespół przyjął podejście skanowania do BIM, ponieważ zapewnia ono lepsze wyniki niż metody tradycyjne. Rozumiemy, że stworzenie odpowiedniego modelu BIM jest punktem wyjścia, a jeśli zostanie wykonane poprawnie, ma zasadnicze znaczenie dla powodzenia procesu roboczego BIM (Rysunek 1). Celem było opisanie naszych ankiet i przepływów pracy przy modelowaniu przy użyciu tego studium przypadku.

Rysunek 1. Schemat procesu pracy Building Information Modeling (BIM) - patrz oryginał

Termin HBIM jest opisywany przez Murphy'ego [11] jako parametryczne rozwiązanie do generowania modeli, w którym elementy architektoniczne są reprezentowane nie tylko w ich geometrii, ale także w odpowiednich atrybutach historycznej bazy danych. Jest to zastosowanie metodologii BIM w zabytkowych budynkach historycznych i może mieć na celu monitorowanie stanu zachowania, zarządzanie dziedzictwem, konserwację prewencyjną, analizę opcji interwencji, planowanie konserwacji i restauracji, symulację budowy, gotowość na wypadek katastrofy i inne [8,9, 12,13]. Zastosowanie BIM w nowszych budynkach można zastosować przy użyciu procedur normalizacyjnych i metodologii, które zostały już opracowane w tym celu, podczas gdy BIM dla dziedzictwa jest wciąż nową i słabo rozwiniętą dziedziną badań [14,15]. Budynki historyczne często mają złożony i nieregularny kształt, co oznacza, że ​​do szczegółowego przedstawienia budynku potrzeba więcej czasu. Ta złożoność oznacza również bardziej rozbudowane i dokładniejsze badanie architektoniczne, z bardziej znaczącymi punktami skanowania, a tym samym wyższy koszt [9]. Czas i wysiłek wymagany do modelowania wzrasta wraz ze złożonością budynku. Bardziej szczegółowe ankiety generują większe pliki, które w konsekwencji są bardziej pracochłonne w zarządzaniu. Organiczne lub bardzo złożone kształty są niezwykle trudne w przypadku modelowania parametrycznego i przepływu pracy BIM. Do rozwiązania tych problemów w HBIM niezbędne są dwie koncepcje: modelowanie tolerancji i poziomu rozwoju (LOD). Reprezentują one dokładność modelu w porównaniu z istniejącym obiektem oraz ilość szczegółów i informacji umieszczonych w modelu. W budynkach historycznych często występuje znaczne zróżnicowanie grubości ścian i stropów, a także arbitralne odchylenia i nachylenia. Poziom tolerancji pomaga modelarzowi w podejmowaniu decyzji [9,15], a poziom szczegółowości jest niezbędny do określania zakresu i do uniknięcia zarówno nadmiernego, jak i niedostatecznego modelowania. Dokument G202—2013 - Formularz protokołu modelowania informacji o budynku projektu przygotowany przez AIA klasyfikuje elementy budynku według ich dyscyplin i wskazuje, jakiego typu informacje są wymagane dla każdej z klasyfikacji LOD [16]. Jedną z największych zalet korzystania z BIM jest zmniejszenie liczby powtarzalnych prac, poprzez automatyzację procesów dokumentacji i modelowania lub wykorzystanie bazy danych parametrycznych elementów architektonicznych, które można dostosowywać w razie potrzeby. W obiektach zabytkowych możliwość ta jest wciąż odległa ze względu na brak, a czasem brak zasobnej biblioteki elementów architektonicznych do tego celu. Baik opisuje doświadczenia związane z tworzeniem biblioteki elementów skupionych na architekturze islamskiej, która zasilana modelami parametrycznymi przyczynia się do dynamizacji modelowania HBIM dla tego typu architektury [17]. Inni autorzy sugerują, że budynki należące do okresów, w których zaczynają się kształtować standardy budowlane, a mianowicie z przełomu XIX i XX wieku, mogłyby skorzystać na rozwoju bibliotek dla tych specyficznych typologii konstrukcji i elementów konstrukcyjnych [13]. W związku z tym oczywiste jest znaczenie stworzenia bazy danych HBIM, która odnosi się do dziedziny dziedzictwa historycznego oraz ciągłego aktualizowania i dostosowywania jej elementów, aby były użyteczne w razie potrzeby.

Integracja fotogrametrii i skanowania laserowego z przepływem pracy BIM stanowi istotną zaletę w sektorze AEC, w tym w istniejących interwencjach budowlanych. Są to potężne techniki dokumentowania stanu początkowego, prowadzenia aktualnych zapisów z placu budowy, wykrywania możliwych błędów konstrukcyjnych, oceny zmian w czasie i tworzenia dokumentacji powykonawczej. Ma to jeszcze większe znaczenie w przypadku istniejących budynków, w których zmienne dotyczące lokalizacji mogą nie być znane a priori. Podczas interwencji w istniejącym budynku normalne jest, że w trakcie procesu pojawiają się nowe istotne informacje. Ponadto może to zobowiązywać pierwotny projekt do zmiany ze wszystkimi wynikającymi z tego konsekwencji oraz do aktualizacji dokumentów projektowych. Można to szybko zrobić i kontrolować w środowisku BIM [15]. Fotogrametria i skanowanie laserowe są odpowiednimi technikami badawczymi do stosowania na obiektach o dużej złożoności lub o różnych skalach [18,19]. Obie są uważane za techniki masowego gromadzenia danych [20]. Zaletą fotogrametrii i skanowania laserowego 3D jest to, że możliwe jest ograniczenie powtarzalnych kroków tradycyjnych procesów pomiarowych, co daje więcej czasu na inne istotne etapy procesu, takie jak modelowanie budynku czy analiza budynku [21]. Obie techniki, wygenerowane jako produkt końcowy pliku chmury punktów, reprezentują przechwyconą geometrię całego budynku. Metoda fotogrametryczna jest przydatna w sytuacjach, w których wykonanie pomiarów architektonicznych przy użyciu tradycyjnego sprzętu jest czasochłonne lub wręcz niemożliwe oraz w przypadkach, gdy skanowanie laserowe jest mniej wskazane ze względu na wielkość terenu lub miejsca niedostępne, jak np. Wysokie dachy [3]. Aby badanie fotogrametryczne było wykonane prawidłowo, konieczne jest upewnienie się, że cała geometria jest uchwycona przez obrazy z wystarczającą ilością informacji, a także uniknięcie dużych przeskoków między zdjęciami. Niezbędne są również odpowiednie warunki pogodowe i jednolite oświetlenie. Podsumowując, należy wykonać dalsze notatki i pomiary na miejscu, aby prawidłowo dobrać i zorientować model [22]. Skanery laserowe rejestrują i rejestrują geometrię, aw niektórych przypadkach informacje o teksturze powierzchni obiektów i miejsc [23]. Terminologia skanera laserowego obejmuje różnorodne instrumenty o różnych typach zasad i funkcji przeznaczonych dla różnych typów środowisk, celów oraz poziomów dokładności i precyzji [20]. Konieczne jest uwzględnienie okluzji i niedostępnych obszarów, upewnienie się, że całe otoczenie jest wystarczająco widoczne lub czyste do skanowania, pobranie wystarczającej liczby punktów skanowania w zasięgu sprzętu oraz zapewnienie odpowiednich połączeń między każdym z pomieszczeń budynku, pięter, na zewnątrz i środowiska wewnętrzne. Wszystkie te środki ostrożności są niezbędne, aby podczas przetwarzania surowych plików oprogramowanie mogło rozpoznać odpowiednie funkcje i odpowiednio wyrównać każdy ze skanów. Istnieje bardzo niewiele dobrych przykładów szczegółowego przebiegu pracy przy tworzeniu modelu 3D na podstawie skanowania laserowego i fotogrametrii. Niektórzy autorzy pracowali nad stworzeniem modeli dla określonych elementów budynku za pomocą ręcznych i automatycznych eksperymentów [1,2,24], inni badali możliwości tworzenia ścian [25,26], a inni skupili się na tworzeniu parametrycznych i nieparametrycznych rodzin w celu zapełnienia istniejącego elementu biblioteki [11,17]. Dzięki tym i innym uzupełniającym się przykładom w literaturze można zrozumieć, w jaki sposób temat został zbadany za pomocą określonych działań w celu optymalizacji części procesu. Brakuje jednak dobrych przykładów pokazujących szersze wyzwania w modelowaniu. Na przykład kluczowe jest ustalenie zwięzłej i pragmatycznej metodologii, która bada punkty, które należy wziąć pod uwagę, a także przygotowanie się do zminimalizowania błędów w badaniu, przetwarzaniu i manipulowaniu danymi oraz budowaniu etapów modelowania. Niniejsza praca ma na celu wypełnienie tej luki i zilustrowanie, wraz ze studium przypadku, jak cyfrowo zrekonstruować budynek i zrównoważyć poziom dokładności z wymaganiami potrzebnymi do pracy z modelem w środowisku BIM.

Maszynownia (Geradora) w Paços Reais została zbudowana około 1900 roku [27] i przez lata miała różne zastosowania. Na początku XX wieku, kiedy budynek nosił jeszcze nazwę „Geradora de Electricidade dos Paços Reais”, miał służyć jako generator energii dla regionu Ajuda w Lizbonie. W tym czasie budynek należał do królestwa Portugalii. Później, już zintegrowany z Instituto Superior de Agronomia (ISA), zaczął funkcjonować jako muzeum rolnicze z wystawą różnorodnego sprzętu, maszyn rolniczych i starych fotografii, które pokazują ewolucję technologii w rolnictwie. W tamtych czasach sale były również wykorzystywane do zajęć dydaktycznych [27,28,29,30]. Obecnie budynek jest słabo utrzymany, woda opadowa spada z dachu, łuszczą się ściany, brak farby, konieczna jest generalna naprawa [27]. Ze względu na obecny stan służy wyłącznie do przechowywania sprzętu i innych mebli uniwersyteckich. Maszynownia jest budynkiem dwukondygnacyjnym z podpiwniczeniem i ma około 1250 m2 powierzchni zabudowy brutto (Rysunek 2 i Rysunek 3). Ma mieszaną strukturę murowaną, betonową, kamienną i metalową. Składa się z pokaźnej nawy głównej, w której obecnie zainstalowane są maszyny i urządzenia, oraz nawy drugorzędnej z szatniami i kilkoma innymi pomieszczeniami. Drugie piętro, antresola dobudowana później na biura, jest wsparte na belkach stropowych z betonu sprężonego. Budynek ma również kilka metalowych kratownic na nawie głównej, które wspierają dach pokrywający ten obszar. Jego elewacje mają ceglane detale na oknach i drzwiach, detale klasycznej architektury na dachu i narożnikach. Dodatkowo budynek posiada krótki chodnik biegnący dookoła oraz kilka konstrukcji w jego bezpośrednim sąsiedztwie.

Rysunek 2. Maszynownia (Geradora) w Paços Reais. Widok ogólny budynku. - zobacz oryginał

Rysunek 3. Maszynownia (Geradora) w Paços Reais. (Po lewej): nawa główna z odsłoniętymi kratownicami; (Po prawej): szczegóły głównych drzwi. - zobacz oryginał

Typy sprzętu używanego do badania maszynowni to skaner laserowy 3D Faro Focus 120 S, dron DJI (Dà-Jiāng Innovations ™) phantom four wyposażony w kamerę 4k, GPS Trimble R8 GNSS, lustrzankę Nikon D7200 , oraz smartfon do dodatkowej rejestracji zdjęć Wykonano łącznie 144 skany, z czego 143 obejmowały całe wnętrze budynku, jego zewnętrzne elewacje oraz dolną kondygnację. Wykonano jeden skan dolnego dachu. Zebrano łącznie 11 punktów kontrolnych GPS do georeferencji, które później wykorzystano do georeferencji fotogrametrycznych chmur punktów i badania LIDAR. Konieczne jest zebranie dużej liczby różnych punktów wokół budynku, aby upewnić się, że proces georeferencji jest wykonywany poprawnie, a błędy są zminimalizowane. Są to proste techniki bez znaczących wyzwań, ale są one niezbędne do dobrego przepływu pracy. Utrzymanie ostatecznego modelu w jego rzeczywistych współrzędnych jest niezbędne, aby wszyscy interesariusze zaangażowani w projekt mogli łatwo dodawać nowe informacje, pliki lub dokonywać weryfikacji modelu. Strategia badania fotogrametrycznego została podzielona na dwie fazy. Pierwszą była kampania lotnicza z wykorzystaniem drona wyposażonego w kamerę, przechwytująca około 900 zdjęć w niecałe dwie godziny. Drugą była kampania naziemna, podczas której zarejestrowano około 250 zdjęć. Całość ankiety została przeprowadzona w czterech sesjach, trwających łącznie 10 godzin. Aby skaner mógł uchwycić główne elementy budynku, konieczne były pewne czynności przygotowawcze. Oczyszczono cały teren zewnętrzny, usunięto obiekty ze ścian, odsłonięto wszystkie narożniki okien, drzwi i ścian, a badanie przeprowadzono przy drzwiach, zarówno otwartych, jak i zamkniętych, aby zapewnić rejestrację szczegółów i połączeń między pomieszczeniami. W ten sposób udało się uchwycić geometrię z lepszą jakością. Typowe konsekwencje pominięcia tych kroków są niespójne, aw chmurze punktów występują luki informacyjne, które mogą zagrozić zrozumieniu i modelowaniu budynku. Do uchwycenia dachu wykorzystano zdjęcia z drona, co nie było możliwe w przypadku skanera laserowego 3D. Co więcej, zdjęcia dronowe i naziemne umożliwiły również uchwycenie koloru i faktury elewacji, co później umożliwiło generowanie ortoobrazów w elewacjach do wykonywania badań stanu zachowania i mapowania uszkodzeń dla każdej z nich. Przetwarzanie i wyrównanie skanów wygenerowanych w ankiecie wykonano za pomocą oprogramowania Faro Scene (Rysunek 4). Wykonano półautomatyczne wyrównanie z chmury do chmury. Aby uzyskać lepsze wyniki, operator powinien ręcznie dokonać wstępnego wyrównania, wybierając pasujące skany i ustawiając je z przybliżoną względną lokalizacją i orientacją. Ze względu na wielkość budynku i dużą liczbę skanów utworzono klastry. Każdy klaster odpowiada logicznej części budynku (na przykład piwnica, zestaw pokoi lub piętro). Początkowo rejestracja odbywała się w ramach każdego klastra, a następnie pomiędzy już zarejestrowanymi klastrami. Na terenach wewnętrznych średnia dokładność i zgodność między skanami mieściła się w przedziale od 0,50 mm do 2,00 mm, natomiast na terenach zewnętrznych od 3,00 mm do 5,00 mm, co jest uzasadnione obecnością drzew i roślinności oraz większymi odległościami. . Chociaż wyniki liczbowe są zadowalające, należy przeprowadzić kontrolę wzrokową w całym budynku, przynajmniej w dwóch ortogonalnych położeniach. W tym przypadku dokonano tego poprzez dynamiczną wizualizację poruszających się poziomych i pionowych płaszczyzn przekroju. Kontrolę wykonywano co 50 cm w krytycznych miejscach, takich jak schody i okna. Po wykonaniu tej procedury, w przypadku stwierdzenia niezgodności w wyrównaniu chmur punktów, należy powtórzyć proces rejestracji. Należy zauważyć, że istnieją pewne artefakty spowodowane przez lustra, rozpraszanie styczne lub poruszające się obiekty, które należy usunąć. Po zatwierdzeniu rejestracji projekt został poddany georeferencjom. Na tym etapie zastosowano pięć punktów kontrolnych ze średnim błędem około 3 cm. Pozostałe punkty GPS zostały wykorzystane do weryfikacji procesu georeferencji.

Rysunek 4. Przetwarzanie i dopasowanie skanów za pomocą programu Faro Scene - patrz oryginał

Po przeprowadzeniu georeferencji chmury punktów skanowania laserowego zostały scalone, podpróbkowane, a następnie wyeksportowane do pliku chmury punktów zawierającego około 95 milionów punktów w formacie e57 w celu dalszej obróbki. Proces fotogrametryczny rozpoczął się od konwersji surowych obrazów (ryc. 5) pod warunkiem odpowiedniego balansu bieli, minimalizacji cieni i świateł oraz maskowania artefaktów lub niepożądanych obiektów (ludzi, samochodów i innych elementów). Nie zastosowano korekcji zniekształcenia soczewki, ponieważ stanowi to podstawową cechę prowadzenia wewnętrznej kalibracji w dalszym, prawidłowym przetwarzaniu fotogrametrycznym.

Rysunek 5. (po lewej) Surowy obraz z DJI Phantom Pro; (Po prawej) Odsłonięty obraz - zobacz oryginał

Oprogramowanie Agisoft Photoscan zostało użyte do między innymi orientacja orientacyjna i względna. Konwertowane obrazy lotnicze i naziemne były przetwarzane razem, podczas gdy obrazy orientacji wewnętrznej były przetwarzane oddzielnie od nich, ponieważ miały różne parametry kalibracji (1 w czujniku + 8 mm obiektyw w fantomie DJI vs. 1,11 w + 60 mm NIKKOR). Rzadka chmura uzyskana z orientacji kamery została przefiltrowana w celu usunięcia wartości odstających i słabych zrekonstruowanych odpowiedników. Pozostała chmura punktów została później zagęszczona przy użyciu połowy rozmiaru zdjęcia (wysoka jakość na standardzie Agisoft). Przestrzennie zrekonstruowane punkty zostały wzmocnione informacjami o kolorze dostarczonymi przez piksele odpowiednich zdjęć (Rysunek 6). Aby zagwarantować dokładne dopasowanie skali i orientacji do danych skanera laserowego (orientacja zewnętrzna), z danych LIDAR wyodrębniono zbiór współrzędnych z odpowiednich punktów, rozpoznawalny również na zdjęciach zasilających model fotogrametryczny.

Rysunek 6. Chmura punktów fotogrametrii - patrz oryginał

Przed przystąpieniem do modelowania budynku w oprogramowaniu BIM konieczne jest wykonanie pewnych procedur na chmurze punktów, takich jak redukcja szumów, eliminacja niedokładnych punktów, a nawet elementów sceny, które nie są potrzebne w projekcie [23,31]. Efektem tych procedur jest zoptymalizowana chmura punktów, a co za tym idzie zmniejszenie wpływu rozmiaru pliku na przetwarzanie komputera. W przypadku Engine House do czyszczenia użyto oprogramowania Autodesk Recap. Artefakty odbicia, zbędne przedmioty z zewnątrz, ludzie, a także wszystkie meble wewnętrzne zostały wyselekcjonowane i wyeliminowane. Po tych procedurach zapisano chmurę punktów z około 83 milionami punktów (12,6% mniej punktów niż chmura punktów przed procesem czyszczenia). Na tym etapie również georeferencyjna fotogrametryczna chmura punktów została włączona do chmury laserowego skanowania 3D. Ponieważ chmura fotogrametryczna ma mniejszą definicję i dokładność, wybrano tylko te regiony, których nie można było zeskanować, tj. Wyższy dach i niektóre obszary elewacji (Rysunek 7).

Rysunek 7. Wybór i czyszczenie danych chmury punktów. Połączenie fotogrametrii i chmury punktów skanowania laserowego 3D w celu wygenerowania ostatecznej chmury punktów projektu - zobacz oryginał

Na tym etapie rozpoczyna się faza modelowania BIM. Aby zademonstrować nasz przepływ szerszej publiczności, jednocześnie zapewniając zgodność struktury danych i formatów ze standardami IFC (Industry Foundation Classes), wybraliśmy oprogramowanie Autodesk Revit. Autodesk jest liderem w promowaniu IFC jako modelu produktu neutralnego wspierającego cykl życia budynku. W 1994 r. Autodesk zorganizował konsorcjum Industry Alliance for Interoperability (IAI), aby doradzać w zakresie otwartego języka i klas wspierających interoperacyjność oprogramowania w branżach AEC / FM, jednocześnie promując rozwiązania zorientowane na informacje i ponowne wykorzystanie informacji [32]. Inicjatywa ta ewoluowała w ciągu ostatnich 25 lat, aby stać się instytucją BuildingSmart i międzynarodową organizacją non-profit kierowaną przez branżę, która opracowuje i aktualizuje IFC jako neutralną i otwartą specyfikację BIM. Autodesk Revit jest stale certyfikowany zgodnie z oficjalnym standardem i jego aktualizacjami, które są obecnie w trakcie certyfikacji systemu IFC4 [33]. W ostatnich badaniach oceniono możliwości współpracy w programie Revit [34] i porównano jego wydajność jako w pełni zgodnego z IFC [35], stwierdzając, że to oprogramowanie ma najlepszą wydajność pod względem zgodności ze standardami, utraty danych i błędnej interpretacji w procesach tworzenia danych. . Wybór programu Revit do celów demonstracyjnych w tym artykule jest również wspierany przez: (i) jego skuteczność w importowaniu i zarządzaniu chmurami punktów (poprzez natywne formaty RCS i RCP Autodesk); (ii) zapewnienie intuicyjnego trójwymiarowego interfejsu do wirtualnego modelowania budynków; oraz (iii) potężne narzędzie do edytowania rodzin, w którym standardowe elementy programu Revit mają odpowiadające im kontenery IFC, niewymagające działań użytkownika [36], a funkcja „modelowania na miejscu” umożliwia wykonywanie prostych operacji logicznych. Nasz zademonstrowany przepływ można powtórzyć bez utraty informacji o obiekcie lub błędnej reprezentacji geometrycznej w dowolnym niezastrzeżonym oprogramowaniu, którego struktura i format danych są zgodne z otwartym oficjalnym standardem specyfikacji modelu IFC: ISO 16739-1: 2018.

Podobnie jak w przypadku skanowania, przed samym modelowaniem należy wykonać pewne czynności. Pierwszym jest uzyskanie współrzędnych punktu w chmurze punktów i ustawienie punktu pomiarowego w programie Revit na te same współrzędne. W tym przypadku wybrano punkt na poziomie gruntu. Revit współpracuje z dwoma układami współrzędnych: punktem bazowym projektu, który definiuje początek układu współrzędnych projektu (0, 0, 0), oraz punktem pomiarowym, który identyfikuje rzeczywistą lokalizację w pobliżu modelu [37]. Po ustawieniu punktu pomiarowego został on przesunięty (bez zmiany jego współrzędnych) do początku i tej samej pozycji punktu bazowego projektu. Dzięki tej procedurze zagwarantowano, że model zostanie wykonany blisko źródła wewnętrznego w programie Revit i aby uniknąć niektórych problemów, które mogą się pojawić, ponieważ program Revit nie działa dobrze, gdy model jest daleko od wewnętrznych współrzędnych początku. Gwarantuje to również, że podczas wstawiania chmury punktów poziom gruntu budynku zostanie automatycznie umieszczony na poziomie 0 w programie Revit, co pozwoli uniknąć konieczności przesuwania lub zmiany jego położenia. Drugim krokiem jest wstawienie chmury punktów do programu Revit. Należy to zrobić przy użyciu opcji współrzędnych współdzielonych, zapewniając w ten sposób, że chmura punktów znajduje się na tych samych współrzędnych, które zostały zdefiniowane podczas tworzenia odniesień georeferencyjnych. Następnie konieczne jest naprawienie chmury punktów w projekcie, aby nie została przypadkowo przesunięta lub obrócona. Operacje te są niezbędne, aby zapewnić, że chmura punktów jest zawsze umieszczana w tym samym miejscu, nawet jeśli trzeba ją rozładować, a następnie ponownie wstawić w ramach tego samego projektu. W dużych projektach ta procedura pozycjonowania pozwala nam segmentować pliki i ładować tylko to, co jest w danym momencie potrzebne. To samo odniesienie gwarantuje, że wiele części podzielonej na partycje chmury punktów będzie zawsze ładowanych we właściwej pozycji. Po wstawieniu i naprawieniu chmury punktów w programie Revit możliwe jest rozpoczęcie procedur modelowania poprzez zmianę orientacji budynku w obszarze roboczym i przeprowadzenie inspekcji wizualnej w celu zidentyfikowania i utworzenia istniejących poziomów. Niezbędne jest zdefiniowanie nowej orientacji, aby zmienić położenie budynku prostopadle na płaszczyźnie roboczej. Procedura ta ułatwia zrozumienie geometrii i pozwala uniknąć niespójności między modelem a jego świadomym założeniem projektowym, ponieważ w większości przypadków budynki są projektowane tak, aby ich ściany były do ​​siebie prostopadłe. Ta nowa orientacja powinna zostać dokonana poprzez obrócenie projektu wewnętrznego na północ, podczas gdy rzeczywista północ pomiaru nie powinna być modyfikowana, aby model pozostawał georeferencyjny. W przypadku modelu o zmienionej orientacji konieczne jest zidentyfikowanie i utworzenie podstawowych poziomów budynku. Poziomy te są niezbędne, ponieważ pomagają w tworzeniu podłóg i ścian oraz we właściwym wstawianiu elementów budynku. Konieczne jest przyjęcie pragmatycznego podejścia, aby nie tworzyć nadmiernych poziomów, co utrudnia przepływ pracy. W przypadku maszynowni utworzono poziomy dla wszystkich kondygnacji - głównego, dolnego i górnego - oraz dachów. Podejście przyjęte do modelowania polegało na zrekonstruowaniu geometrii budynku od makro do mikro, czyli nadaniu priorytetu podstawowym elementom, takim jak ściany, podłogi i dachy, a następnie utworzeniu elementów uzupełniających i innych szczegółów (rysunek 8). Ta pragmatyczna i zorganizowana metodologia pomaga skoncentrować wysiłki na podejmowaniu decyzji i rozwiązywaniu problemów, ponieważ uwaga będzie skupiona tylko na jednym aspekcie budynku. Na przykład podczas ustawiania parametrów związanych ze ścianami, takich jak wykończenie i grubość, nie trzeba w tej chwili zastanawiać się, jak rozwiązać wstawianie drzwi, okien lub innych istniejących otworów.

Rysunek 8. Ewolucja poziomu szczegółowości projektu w miarę postępu modelowania. -zobacz oryginał

W budynkach historycznych często występują ściany o niejednorodnych grubościach, odchyleniach i braku prostopadłości. Ściany nieortogonalne utrudniają pracę HBIM i należy zwrócić uwagę na ten aspekt, aby zdecydować, jakie podejście zostanie zastosowane. Maszynownia nie wykazywała dużych odchyleń ścian wewnętrznych, co pozwoliło na ortogonalne modelowanie tych elementów. Jednak jego zewnętrzny obwód nie był idealnie prostokątny. Jedna ze ścian wykazywała różnicę ponad 5 cm w swoim rzeczywistym położeniu od spodziewanego prostopadłego kąta. W tym przypadku, po zweryfikowaniu znacznego odchylenia, zdecydowano się na model ściany w jej rzeczywistym położeniu, z odpowiednim odchyleniem, aby zachować właściwości geometryczne zgodne z rzeczywistością. Ściany wykonano z odpowiednimi grubościami z dokładnością do 1 cm tolerancji. Postanowiono również oddzielić wykończenia zewnętrzne i wewnętrzne, umożliwiając na koniec procesu generowanie harmonogramu z liczbą wykończeń związanych z zastosowaniami zewnętrznymi lub wewnętrznymi. Model powstał w celu uniknięcia konfliktów i zderzeń pomiędzy elementami konstrukcyjnymi. Modelowanie zostało przeprowadzone przez jeden zespół, który miał pełną kontrolę nad tym, jak ma być wykonane aby uniknąć tych konfliktów. Interakcja podłóg, belek, ścian i innych elementów została starannie wykonana, aby zapewnić idealne skrzyżowanie i odzwierciedlić oryginalny budynek z dużą wiernością (Rysunek 9). Mimo to w niektórych punktach mieliśmy problemy z konfliktem, na przykład między kratownicami a ścianami i dachami. Stało się tak z powodu braku możliwości zbliżenia się do tych punktów, przez co pomiary najwyższych obszarów budynku były mniej dokładne.

Rysunek 9. Trójwymiarowy Szczegół połączenia piwnicy z parterem - patrz oryginał

W ramach przepływu pracy BIM posiadanie obszernej biblioteki rodzin sprawia, że ​​modelowanie jest bardziej naturalne i szybsze. Ponieważ rodziny te są przeważnie elementami parametrycznymi, można je dostosować do potrzeb projektu, zwiększając w ten sposób produktywność [17]. Jednak brakuje bibliotek spełniających wymagania projektów HBIM, co powoduje konieczność pełnego modelowania tych rodzin. Autodesk Revit to niezwykle wszechstronne i potężne narzędzie do modelowania, które umożliwia nam tworzenie modelowanych rodzin w samym projekcie lub zewnętrznie w edytorze rodzin. W każdym przypadku element można zaklasyfikować do odpowiedniej kategorii, aby zachowywał się odpowiednio w projekcie jako rodzina utworzona w tym celu. W Maszynowni zamodelowano wszystkie okna, drzwi zewnętrzne i drzwi wejściowe. Inne drzwi wewnętrzne można zaadaptować z istniejących elementów w natywnej bibliotece oprogramowania. Edytor rodzin programu Revit nie obsługuje wstawiania plików chmur punktów w tradycyjnych formatach. W związku z tym konieczne jest oddzielenie punktów odnoszących się do obiektów do modelowania i wyeksportowanie ich w formacie dxf w celu wstawienia do edytora rodzin (Rysunek 10). W przypadku badania procedura ta została wykonana przy użyciu oprogramowania CloudCompare. Innym wyzwaniem było to, że domyślnie drzwi i okna w programie Revit są modelowane z prostokątnym wycięciem w ścianie; jednak w zabytkowych budynkach o grubych ścianach, zwykle stosuje się wkładkę wycięcia fazowanego zarówno w poziomie, jak i w pionie. Ta sytuacja uniemożliwia wykorzystanie istniejących rodzin i konieczne jest utworzenie nowych, które używają innego rodzaju cięć ścian, łącząc niektóre operacje logiczne, takie jak wycięcia, przeciągnięcia, wyciągnięcia, narzędzia obrotowe i inne.

Rysunek 10. Jedne drzwi utworzone jako rodzina parametryczna przy użyciu chmury punktów w Edytorze rodzin Revit. (Po lewej) plan piętra; centrum: elewacja zewnętrzna; (Po prawej) Widok 3D. Wszystkie wymiary podano w centymetrach - patrz oryginał

Tworzenie niestandardowych rodzin może być czasochłonne, złożone i wysoce sparametryzowane elementy często sprawiają, że modelowanie jest tak pracochłonne, jak w przypadku całego budynku. Konieczne jest zrozumienie, w jakim celu rodzina będzie musiała decydować o sposobie modelowania i unikać niepotrzebnej pracy. W Maszynowni zidentyfikowano odpowiednie rodziny i zadecydowano, które wymiary w nich będą konieczne do sparametryzowania. Oszczędza to czas modelowania, wykorzystując tę ​​samą rodzinę okien, na przykład w więcej niż jednej sytuacji. Oprócz drzwi i okien utworzono inne elementy jako określone rodziny, takie jak profile z detali dachu i elewacji, schody, poręcze i słupy. Budynek ma dwa wewnętrzne schody, a każdy z nich został wymodelowany z innym podejściem. Klatka schodowa łącząca parter z antresolą ma metalową konstrukcję i drewniane podłogi. Jest to dość szczególne, ponieważ każdy z jego biegów ma różne wysokości podłogi. Tak więc, gdybyśmy zdecydowali się modelować schody za pomocą natywnego narzędzia Revit, które standaryzuje każdy stopień na tej samej wysokości, otrzymalibyśmy dużą różnicę w wysokości niektórych pięter i środkowego spocznika. Zdecydowano się na segmentację konstrukcji w dwóch etapach, przy czym pierwsze dwa biegi miały wysokość podłogi 17,75 cm, a trzeci bieg - 20 cm, aby uniknąć większych odchyleń. Podpory schodów zostały wymodelowane oddzielnie od schodów, dzięki czemu mieliśmy kontrolę nad ich dokładnym położeniem. Poręcze zostały wymodelowane za pomocą specjalnego narzędzia Revit do tego celu, z niestandardowymi poręczami i tralkami według istniejącego wzoru. Nie mieliśmy problemów ze schodami łączącymi piwnicę z parterem. Jest to standardowa drabina metalowa i nie wykazuje znaczących różnic w wysokości podłogi. Najbardziej skomplikowanym elementem do wymodelowania była poręcz, ponieważ jej tralki mają wyraźny kształt. W tym przypadku utworzono określone rodziny poręczy. Oba przypadki pokazały nam, że rozwiązanie nie jest takie samo we wszystkich sytuacjach. Często konieczne jest zdekomponowanie modelowanej geometrii i użycie różnych technik i narzędzi, aby uzyskać idealny model. Niejednorodność geometrii i niedoskonałość, które są obecne w rzeczywistości, to punkty, które należy wziąć pod uwagę, aby podejmowane decyzje i podejścia były świadome. Ważne jest, aby modelowanie przeprowadzić dokładnie z dbałością o detale budynku, tak aby model pasował geometrycznie i wizualnie do budynku oraz odpowiadał potrzebom klienta.

Złożone elementy konstrukcyjne wymagają dokładnego i terminowego modelowania i analizowania. Cel ten popycha naukowców do poszukiwania zautomatyzowanych rozwiązań w generowaniu danych BIM. W ciągu ostatnich pięciu lat liczba publikacji z zakresu automatyzacji BIM wzrosła o około 400% (229 artykułów z lat 2014–2019 i 57 artykułów z lat 2009–2013, pobranych w serwisie SCOPUS przy użyciu słów kluczowych BIM i automatyzacja). Istnieje jednak rozdźwięk między praktykami branżowymi a badaczami, zwłaszcza w odniesieniu do kryteriów, którymi kieruje się wdrażanie BIM w budownictwie [38,39]. Wpływa to głównie na wdrażanie / integrację automatyzacji w rzeczywistych kontekstach niemodułowych. Złożone formy, liczne zmienne morfologiczne i typologiczne pozostają głównymi barierami w standaryzacji zautomatyzowanych rozwiązań w modelowaniu BIM. Istnieją jednak spore szanse na wzrost możliwości przetwarzania, a nowa wiedza w zakresie grafiki i wizji komputerowej przyniesie niezawodne standardowe rozwiązania w najbliższej przyszłości. W ramach automatyzacji dla BIM, modelowaniu topografii poświęcono wiele uwagi, a osiągnięcia naukowe zostały skutecznie wdrożone w rozwiązaniach komercyjnych. Topografia wokół budynku objętego studium przypadku miała kilka nachyleń i odkształceń, ale ręczne modelowanie nadal oznaczało nadmierną pracę i niedokładność. Aby uniknąć błędów i zaoszczędzić czas, zastosowano zewnętrzną wtyczkę zainstalowaną w programie Revit o nazwie „Scan Terrain”. Ta wtyczka umożliwia nam automatyczne tworzenie powierzchni topograficznej z chmury punktów. Użytkownicy mogą zdefiniować wielkość uprawy w chmurze, odległość między utworzonymi punktami oraz limit wysokości punktów, które będą znajdować się na jej powierzchni. W ten sposób powierzchnia topograficzna może zostać utworzona w ciągu kilku sekund, niemniej jednak konieczne jest przeprowadzenie oględzin i korekty niektórych punktów, które mogły zostać utworzone nieprawidłowo. Algorytm wtyczki może identyfikować poziome powierzchnie i unikać pionowych elementów, takich jak ściany i meble, ale niektóre elementy, takie jak stopnie, podłogi i rośliny, nadal mogą być mylone z topografią. Brak regularności w chmurze punktów, obecność obszarów, które nie zostały dobrze uchwycone przez skan oraz roślinność do połowy wysokości również zakłócały prawidłowe działanie wtyczki. Dlatego, aby uzyskać najlepsze wyniki, wymagane jest wstępne czyszczenie chmury punktów, a po utworzeniu topografii wymagane są ręczne korekty. Mimo to metoda ta okazuje się bardzo skuteczna w dostarczaniu modelu o wysokiej jakości i dokładności oraz oszczędzaniu czasu modelowania.

Na końcu tego procesu modelowania powstał model BIM o wysokiej dokładności i precyzji (Rysunek 11, Rysunek 12 i Rysunek 13), z poziomem szczegółowości między LOD 300/350, zgodnie z dokumentem G202—2013 — Project Building Information Modeling Uzyskano formularz protokołu z AIA [40], integrując go w ten sposób z metodologią prac konserwatorskich i ciesząc się korzyściami, jakie BIM przynosi tym projektom. Oprócz wszystkich elementów architektonicznych, ostateczny model zawierał również zamodelowane elementy konstrukcyjne budynku, dach i schody. Dla drzwi i okien stworzono rodziny parametryczne, co pozwala na ich wykorzystanie w podobnych projektach, tworząc jednocześnie zweryfikowaną bibliotekę. Oprócz modelu HBIM wygenerowano kompletny zestaw planów z rzutami pięter (Rysunek 14), przekrojami (Rysunek 15) i elewacjami. Proces skanowania do BIM okazuje się niezwykle wydajny w przypadku budynków historycznych, ponieważ nie tylko oszczędza dużo czasu w terenie podczas badania, ale także oszczędza czas w biurze, używając oprogramowania BIM do trójwymiarowej rekonstrukcji architekturę oraz potrzebne rysunki techniczne.

Rysunek 11. Odchylenie powierzchni ścian zewnętrznych za pomocą programu Autodesk Point Layout - patrz oryginał

Rysunek 12. Model finalny z pobliskimi budynkami - patrz oryginał

Rysunek 13. Trójwymiarowy przekrój przedstawiający wszystkie poziomy budynku i konstrukcję dachu - patrz oryginał

Rysunek 14. Rzut parteru - patrz oryginał

Rysunek 15. Przekrój poprzeczny przedstawiający poziomy, schody i kratownice konstrukcyjne z dachu - patrz oryginał

Proponowany przepływ pracy (Rysunek 16) (Tabela 1) polegał na stworzeniu modelu BIM, który jest przygotowany do zwiększenia poziomu szczegółowości, jeśli zajdzie taka potrzeba w przyszłości. Niektóre elementy zamodelowano bardziej szczegółowo, osiągając LOD 350 (kratownice, drzwi i okna), podczas gdy inne pozostały na LOD 300 (ściany i podłogi). Wynikało to z braku możliwości sprawdzenia materiałów stanowiących rdzeń niektórych elementów. W ten sposób ich model ograniczał się do wymiarów, rozmiaru, położenia, orientacji i materiałów wykończeniowych, ale bez rozróżnienia między warstwami wewnętrznymi. Ostateczny model, poza geometryczną rekonstrukcją budynku, zawiera wszystkie elementy sklasyfikowane zgodnie z jego przeznaczeniem, wraz z materiałami wykończeniowymi oraz elementami konstrukcyjnymi i wsporczymi w miarę możliwości. Model BIM nie jest statyczny; LOD można zwiększyć, aktualizując informacje geometryczne i niegeometryczne (takie jak właściwości fizyczne i materiałowe, koszty, producenci, skład i inne) w dowolnym momencie.

Rysunek 16. Przebieg pracy Scan-to-BIM - zobacz oryginał

Tabela 1. Narzędzia i godziny pracy na każdym kroku - patrz oryginał

Po ustaleniu i zastosowaniu tej metodologii można w drugiej chwili zbadać inne specyficzne punkty procesu, takie jak optymalizacja modelowania innych elementów budynku. Poza tym istnieje znaczny potencjał ekspansji podczas pracy z multidyscyplinarnymi zespołami w celu szerokiego podejścia do metodologii BIM w projektach dotyczących dziedzictwa. Skanowanie do BIM pozostaje w większości procesem ręcznym, który pochłania dużo czasu i wysiłku ze strony użytkowników. Ta potrzeba ręcznego podejścia wynika z ogromnej ilości danych potrzebnych do zarządzania, trudności i wyzwań związanych z odbudową zasłoniętych części budynków oraz braku informacji semantycznej w chmurach punktów [25]. Automatyzacja optymalizacji modelowania była powracającym tematem badawczym i dotychczas osiągnięto niewielkie postępy. Jednym z wyzwań jest różnorodność typologii budynków w zestawieniu z wymogiem uniwersalnego podejścia, które spełnia je wszystkie. Kolejną kwestią jest niejednoznaczność i błędy w gromadzonych danych [41,42]. Ściany są jednym z możliwych punktów do przeprowadzania eksperymentów automatyzacji, ponieważ mają niewiele parametrów i niewielkie zróżnicowanie kształtu [25,43,44]. Można również pomyśleć o podejściach do automatycznego generowania bardziej złożonych geometrii, takich jak detale elewacji, ozdoby i sklepienia [2], ponieważ w takich przypadkach tworzenie modeli z procesami ręcznymi może być bardzo pracochłonne.

Zastosowanie technik fotogrametrycznych i naziemnego skanowania laserowego 3D wniosło znaczący wkład w dziedzinie badań architektonicznych, budowy, konserwacji i restauracji. Możliwość rejestracji aktualnego stanu budowy obiektów technikami wydajnymi, szybkimi, nieinwazyjnymi, a przede wszystkim z dużą precyzją, pozwala na pełniejsze badania, dokładniejsze interwencje i wiarygodny zapis budynku w jego stan obecny. Konieczne jest wykorzystanie nowych metodologii trójwymiarowej rekonstrukcji budynków, aby w pełni wykorzystać potencjał badania. Metodologia BIM umożliwia dostęp do informacji projektowych, na które system CAD nie pozwalałby, takich jak posiadanie pełnego modelu 3D całego budynku z osadzonymi informacjami i atrybutami, które można wyodrębnić do formatów danych w celu przeanalizowania w późniejszych procesach. Korzystanie z pragmatycznej i zorganizowanej metodologii modelowania umożliwia szybszą i skuteczniejszą rekonstrukcję modelu. Biegłość w posługiwaniu się narzędziami dostępnymi w przyjętym oprogramowaniu jest niezbędna do zapewnienia modeli jakościowych i praktycznych rozwiązań złożonych problemów. Stworzenie modelu HBIM z procesów skanowania do BIM pozwala na integrację w ramach przepływu pracy dla badań dziedzictwa i pozwala cieszyć się wszystkimi korzyściami, jakie przynosi BIM. Doświadczenie operatora jest kluczowe na wszystkich etapach. Korzystanie ze sprzętu do skanowania laserowego i fotogrametrii wymaga wiedzy pozwalającej uniknąć podstawowych błędów początkujących, które mogłyby uniemożliwić wyrównanie danych i wygenerowanie chmury punktów. Konwersja chmury punktów do modelu BIM wymaga dużego doświadczenia w zakresie oprogramowania, a także znajomości architektury i technik budowlanych. Architekci, inżynierowie i technicy budowlani mają dogłębną wiedzę na te tematy, co pozwala im tworzyć spójne modele o wymaganym poziomie szczegółowości. Jest to jeszcze ważniejsze w przypadku modeli, które będą integrować metodologię BIM, ponieważ model 3D, który nie spełnia potrzeb BIM, nawet jeśli jest wykonany za pomocą oprogramowania BIM, może zagrozić całemu procesowi. W niniejszym opracowaniu przedstawiono podstawowy przepływ pracy dotyczący modelowania, który najczęściej odbywa się ręcznie. Do rekonstrukcji 3D powierzchni topograficznej wykorzystano automatyczne procesy. Model BIM zawiera kilka typów elementów, a dla każdego z nich istnieje inny sposób pracy. W przyszłych badaniach warto zbadać więcej sposobów usprawnienia modelowania za pomocą innych metod automatycznych i półautomatycznych, określić, które elementy mogą mieć dane rozwiązania oraz jak włączyć inne oprogramowanie i wtyczki do przepływu pracy HBIM. Interesujące jest również badanie i testowanie nowych podejść do modelowania stosowanych w innych budynkach z różnych okresów iz różnymi typologiami. Innym ważnym aspektem jest pogłębienie badań parametrycznych tworzenia rodzin, zwłaszcza drzwi i okien, aby sprostać wymaganiom modelowania budynków zabytkowych. W dzisiejszych bibliotekach rodzin brakuje elementów pasujących do HBIM. Posiadanie rodzin parametrycznych, które można szybko dostosować do rzeczywistych przypadków, pozytywnie wpłynie na cały proces.

1. Fryskowska, A .; Stachelek, J. Niereferencyjna metoda analizy jakości geometrycznej zawartości modeli 3D generowanych z chmur punktów skanowania laserowego dla hBIM. J. Cult. Dziedzictwo. 2018, 34, 95–108. [Google Scholar] [CrossRef]
2. Rodríguez-Moreno, C .; Reinoso-Gordo, J.F .; Rivas-López, E .; Gómez-Blanco, A .; Ariza-López, F.J .; Ariza-López, I. Od chmury punktów do BIM: Zintegrowany przepływ pracy dla dokumentacji, badań i modelowania dziedzictwa architektonicznego. Surv. Wersja 2016, 50, 212–231. [Google Scholar] [CrossRef]
3. Barbosa, M. Procesy modelowania informacji o budynku (BIM) powykonawczym: od danych chmury punktów do BIM. Ph.D. Thesis, Universidade de Lisboa, Lisboa, Portugalia, 4 maja 2018 r. [Google Scholar]
4. Volk, R .; Stengel, J .; Schultmann, F. Building Information Modeling (BIM) dla istniejących budynków - przegląd literatury i przyszłe potrzeby. Autom. Constr. 2014, 38, 109-127. [Google Scholar] [CrossRef]
5. Kirby, L .; Krygiel, E .; Kim, M. Opanowanie Autodesk Revit 2018; John Wiley & Sons: Indianapolis, IN, USA, 2017; ISBN 9781119386728. [Google Scholar]
6. Singh, V .; Pistolet.; Wang, X. Teoretyczne ramy wielodyscyplinarnej platformy współpracy opartej na BIM. Autom. Constr. 2011, 20, 134–144. [Google Scholar] [CrossRef]
7. Eastman, C .; Teicholz, P .; Sacks, R .; Liston, K. Podręcznik BIM: Przewodnik po modelowaniu informacji o budynku dla właścicieli; John Wiley: Hoboken, NJ, USA, 2011. [Google Scholar]
8. Castellano-Román, M .; Pinto, F. Dimensions and Levels of Knowledge in Heritage Building Information Modeling, HBIM: The model of the Charterhouse of Jerez (Cádiz, Spain). Cyfra. Appl. Archaeol. Kult. Dziedzictwo. 2019, 14, e00110. [Google Scholar] [CrossRef]
9. Antonopoulou, S .; Bryan, P. BIM for Heritage: Opracowanie modelu informacji o historycznym budynku; Historyczna Anglia: Swindon, Wielka Brytania, 2017. [Google Scholar]
10. Hull, J .; Bryan, P. BIM for Heritage: Opracowanie modelu informacji o zasobach; Historyczna Anglia: Swindon, Wielka Brytania, 2019 r. [Google Scholar]
11. Murphy, M .; McGovern, E .; Pavia, S. Modelowanie informacji o historycznym budynku - dodawanie inteligencji do laserowych i obrazowych przeglądów europejskiej architektury klasycznej. ISPRS J. Photogramm. Remote Sens. 2013, 76, 89–102. [Google Scholar] [CrossRef]
12. Brumana, R .; Della Torre, S .; Previtali, M .; Barazzetti, L .; Cantini, L .; Oreni, D .; Banfi, F. Generatywne modelowanie HBIM w celu ucieleśnienia złożoności (LOD, LOG, LOA, LOI): pomiary, konserwacja, interwencja w miejscu - The Basilica di Collemaggio (L’Aquila). Appl. Geomat. 2018, 10, 545–567. [Google Scholar] [CrossRef]
13. Prizeman, O.E.C. HBIM i techniki dopasowywania: Uwagi dotyczące budynków z końca XIX i początku XX wieku. J. Archit. Konserw. 2015, 21, 145-159. [Google Scholar] [CrossRef]
14. Capone, M .; Lanzara, E. Scan-To-BIM a 3D Ideal Model HBIM: Narzędzia parametryczne do badania geometrii kopuł. ISPRS Ann. Fotogramm. Remote Sens. Spat. Inf. Sci. 2019, 42, 219–226. [Google Scholar] [CrossRef]
15. Barbosa, M .; Pauwels, P .; Ferreira, V .; Mateus, L. Towards zwiększone wykorzystanie BIM w istniejących interwencjach budowlanych. Struct. Surv. 2016, 34, 168–190. [Google Scholar] [CrossRef]
16. Protokół BIM projektu American Institute of Architects G202-2013. 2013. Dostępny online: http://architectis.it/onewebmedia/AIA%C2%AE%20Document%20G202TM%20%E2%80%93%202013.pdf (dostęp 10 listopada 2019).
17. Baik, A. Od chmury punktów do Jeddah Heritage BIM Nasif Historical House - studium przypadku. Cyfra. Appl. Archaeol. Kult. Dziedzictwo. 2017, 4, 1–18. [Google Scholar] [CrossRef]
18. Brumana, R .; Condoleo, P .; Grimoldi, A .; Banfi, F .; Angelo Giuseppe, L .; Previtali, M. HR LOD na podstawie HBIM w celu wykrycia wpływów na geometrię i kształt za pomocą technik konstrukcji stereotomicznych sklepień ceglanych. Appl. Geomat. 2018, 10, 529–543. [Google Scholar] [CrossRef]
19. Mateus, L .; Fernández, J .; Ferreira, V .; Oliveira, C .; Aguiar, J .; Gago, A.S .; Pacheco, P .; Pernão, J. PRZEPŁYW DANYCH GRAFICZNYCH W OPARCIU O TLS i FOTOGRAMETRII dla BADAŃ KONSOLIDACYJNYCH OBIEKTÓW HISTORYCZNYCH. STUDIUM PRZYPADKU FORTECI JUROMENHA w Portugalii. Int. Łuk. Fotogramm. Remote Sens. Spat. Inf. Sci. ISPRS Arch. 2019, 42, 767–773. [Google Scholar] [CrossRef]
20. Boardman, C .; Bryan, P. Skanowanie laserowe 3D w poszukiwaniu dziedzictwa: porady i wskazówki dotyczące stosowania skanowania laserowego w archeologii i architekturze. Hist. Engl. 2018, 119, 529–543. [Google Scholar]
21. Mateus, L .; Ferreira, V .; Aguiar, J .; Dias, A. Naziemne skanowanie laserowe i fotogrametria cyfrowa jako narzędzia zapisu archeologicznego - przypadek Convento de Cristo. In Proceedings of the Proceedings of the First International Conference on Best Practices in World Heritage, Minorka, Hiszpania, 9–13 kwietnia 2012; s. 400–412. [Google Scholar]
22. Waldhäusl, P .; Ogleby, C. 3 × 3 - zasady prostej fotogrametrycznej dokumentacji architektury. Int. Łuk. Fotogramm. Remote Sens. 1994, 30, 426–429. [Google Scholar]
23. Vosselman, G .; Maas, H.-G. Airborne and Terrestrial Laser Scanning, wydanie 1; Whittles Publishing: Dunbeath, Wielka Brytania, 2010; ISBN 9781904445876. [Google Scholar]
24. López, F.J .; Lerones, P.M .; Llamas, J .; Gómez-García-Bermejo, J .; Zalama, E. Ramy wykorzystania danych chmury punktówbudynków dziedzictwa kulturowego w kierunku modelowania geometrii w kontekście BIM: studium przypadku dotyczące kościoła Santa Maria La Real De Mave. Int. J. Archit. Dziedzictwo. 2017, 11, 965–986. [Google Scholar] [CrossRef]
25. Macher, H .; Landes, T .; Grussenmeyer, P. Od chmur punktów do modeli informacji o budynku: półautomatyczna rekonstrukcja 3D wnętrz istniejących budynków. Appl. Sci. 2017, 7, 1030. [Google Scholar] [CrossRef]
26. Ochmann, S .; Vock, R .; Wessel, R .; Klein R. Automatyczna rekonstrukcja parametrycznych modeli budynków z wewnętrznych chmur punktów. Comput. Wykres. 2016, 54, 94–103. [Google Scholar] [CrossRef]
27. Instituto Superior de Agronomia Intervenção do Professor Raul Bruno de Sousa na Tertúlia O ISA e o seu património: A Specificidade do Ensino Tropical. Dostępne online: https://www.isa.ulisboa.pt/files/site/pub/Intervencao_do_Professor_Bruno_de_Sousa_na_Tertulia_O_ISA_e_o_seu_patrimonio_a_particularidade_do_Ensino_Tropical.pdf (dostęp 10 listopada 2019).
28. Instituto Superior de Agronomia Património Cultural da Tapada da Ajuda. Dostępne w Internecie: http://www.isa.utl.pt/tapada/3_patrim_cultural.htm (dostęp: 10 listopada 2019).
29. Instituto Superior de Agronomia Património Com Valor Histórico E Arquitectónico Que Pode Encontrar Na Tapada Da Ajuda. Dostępne w Internecie: https://www.isa.ulisboa.pt/files/site/pub/TapadadaAjuda.pdf (dostęp: 10 listopada 2019 r.).
30. Instituto Superior de Agronomia Evolução histórica da Tapada da Ajuda. Dostępne w Internecie: http://www.isa.utl.pt/tapada/1_evolucao_historica.htm (dostęp 10 listopada 2019 r.).
31. Mateus, L. Contributos para o projecto de conservação, restauro e reabilitação. Uma Metodologia Documental Baseada na cyfrowym fotogrametrii i nie Varrimento Laser 3D Terrestres. Ph.D. Thesis, Universidade Técnica de Lisboa, Lisboa, Portugal, 2012. [Google Scholar]
32. Oficjalny dokument firmy Autodesk Building Information Modeling (Autodesk Building Industry Solutions). 2002. Dostępny online: http://www.laiserin.com/features/bim/autodesk_bim.pdf (dostęp 10 listopada 2019).
33. Oprogramowanie z certyfikatem BuildingSmart - Building SMART International. Dostępne w Internecie: https://www.buildingsmart.org/compliance/software-certification/certified-software/ (dostęp: 30 stycznia 2020 r.).
34. Zada, A.J .; Tizani, W .; Oti, A.H. Modelowanie informacji o budynku (BIM) - wersja dla wspólnego projektowania. W materiałach z 2014 International Conference on Computing in Civil and Building Engineering, Orlando, FL, USA, 23–25 czerwca 2014; s. 512–519. [Google Scholar]
35. Nizam, R.S .; Zhang, C. Aktualny stan wymiany informacji między dwoma najpopularniejszymi programami BIM: Revit i Tekla. W materiałach z pierwszej międzynarodowej konferencji nt. Zrównoważonych budynków i konstrukcji, Suzhou, Chiny, 29 października - 1 listopada 2015; CRC Press: Boca Raton, Floryda, USA, 2016; s. 175–181. [Google Scholar]
36. Autodesk. Informacje o programach Revit i IFC | Produkty Revit 2020 | Sieć wiedzy Autodesk. Dostępne online: https://knowledge.autodesk.com/support/revit-products/learn-explore/caas/CloudHelp/cloudhelp/2020/ENU/Revit-DocumentPresent/files/GUID-6708CFD6-0AD7-461F-ADE8-6527423EC895 -htm.html (dostęp 30 stycznia 2020 r.).
37. Punkt bazowy i pomiarowy projektu Autodesk | Revit Products 2019 | Sieć wiedzy Autodesk. Dostępne online: https://knowledge.autodesk.com/support/revit-products/learn-explore/caas/CloudHelp/cloudhelp/2019/ENU/Revit-Model/files/GUID-68611F67-ED48-4659-9C3B-59C5024CE5F2 -htm.html (dostęp 9 listopada 2019).
38. Leite, F .; Akcamete, A .; Akinci, B .; Atasoy, G .; Kiziltas, S. Analiza wysiłku modelowania i wpływu różnych poziomów szczegółowości w budowaniu modeli informacyjnych. Autom. Constr. 2011, 20, 601–609. [Google Scholar] [CrossRef]
39. Alwisy, A .; Bu Hamdan, S .; Barkokebas, B .; Bouferguene, A .; Al-Hussein, M. Oparta na BIM automatyzacja projektowania i kreślenia do produkcji paneli drewnianych do modułowych budynków mieszkalnych. Int. J. Constr. Manag. 2019, 19, 187–205. [Google Scholar] [CrossRef]
40. BIM Forum Poziom rozwoju (LOD) Specyfikacja, część I i komentarz. 2019. Dostępne online: https://bimforum.org/wp-content/uploads/2019/04/LOD-Spec-2019-Part-I-and-Guide-2019-04-29.pdf (dostęp: 10 listopada 2019 ).
41. Nagel, C .; Stadler, A .; Kolbe, T.H. Koncepcyjne wymagania dotyczące automatycznej rekonstrukcji modeli informacyjnych budynku z niezinterpretowanych modeli 3D. In Proceedings of the Academic Track of the Geoweb 2009-3D Cityscapes Conference, Vancouver, BC, Kanada, 27–31 lipca 2009; s. 46–53. [Google Scholar]
42. Thomson, C .; Boehm, J. Automatyczne generowanie geometrii z chmur punktów dla BIM. Remote Sens.2015, 7, 11753–11775. [Google Scholar] [CrossRef]
43. Xiong, X .; Adan, A .; Akinci, B .; Huber, D. Automatyczne tworzenie bogatych semantycznie modeli 3D budynków na podstawie danych skanera laserowego. Autom. Constr. 2013, 31, 325–337. [Google Scholar] [CrossRef]
44. Tamke, M .; Evers, H.L .; Ochmann, S. DURAARK Przypadek użycia MŚP - projektowanie i modernizacja, DURAARK - projekt badawczy UE 7PR - ICT - umowa o dotację na rzecz ochrony zasobów cyfrowych nr: 600908. 2015. Dostępne w Internecie: http://duraark.eu/wp-content/uploads/ 2015/04 / DURAARK_D7_2.pdf (ostatnia wizyta 6 lutego 2020).