Моделирование архитектурных и инженерных зданий позволяет сравнивать ожидаемое или желаемое состояние здания на базе цифровой модели, исходя из основной цели моделирования. Благодаря этому, становится возможным планировать операции, выполняемые или планируемые к выполнению в здании.
Последовательный рабочий процесс сканирования объекта и моделирования облаков точек с помощью лазерного 3D сканера в основном сосредоточен на моделировании зданий. Причина в том, что многие архитектурные работы по обновлению и реставрации ведутся на базе существующего состояния зданий. Многие образцы в этой области создаются путем сканирования как исторических, так и современных зданий. В дополнении к этому, BIM [Building Information Modeling (Информационное моделирование зданий (ИМЗ)], которое является очень важной областью работы последнего времени, положило начало новой эре с точки зрения обработки моделей зданий и использования информации, полученной из модели.
Модели зданий приобрели свойства проектов GIS [Географических информационных систем (ГИС)] и это привлекло внимание архитектурного, инженерного и строительного секторов. Модели зданий, которые являются предметом BIM, начали оцениваться с учетом их различных характеристик, и был сформирован совершенно новый процесс с информационным содержанием, ожидаемым от модели. BIM стал инструментом управления, мониторинга и контроля качества, его можно использовать при строительстве знаний и для очень больших инженерных сооружений; он так же дает преимущества, пропорциональные размеру конструкции.
Модели зданий часто создаются для анализа многоэтажных и больших конструкций. На определенных этапах работы появляется необходимость проверять, например, имеет ли фасад здания качества, указанные в его проекте, например, прямолинейность по оси. Использование моделей многих структурных элементов дает более эффективные результаты по сравнению с традиционными методами измерения и привносит свой вклад в процесс строительства с точки зрения как стоимости, так и обеспечения качества (ОК).
Многие исследователи работают над методами создания BIM и повышают их удобство использования для крупных проектов. На данный момент предусмотрена роботизированная система, которая может перемещаться внутри здания, выполнять трехмерные измерения, а затем автоматически создавать высокоточную, семантически богатую модель здания. Многие исследователи в области робототехники исследуют проблему отображения внутренних объектов. (Huber и др., 2010 г.)
Фигура 1: Пример ошибок моделирования, обнаруженных методом анализа отклонения для QA. Стена верхнего этажа смещена примерно на 3 см от стены нижнего этажа, но моделируется как две стены в одной плоскости. Разница между облаком точек и моделью отображается синим, если оно меньше 3 см, и зеленым, если оно меньше 0,5 см. (Huber и др., 2010 г.)
Фигура 2: Облако точек тоннеля. (Slob & Hack, 2004 г.)
Для измерения таких типов конструкций могут быть подготовлены специальные измерительные установки для соответствующего проекта. Для измерения опор мостов и виадуков в определенных местах устанавливаются специальные опоры в положении, подходящем для измерения с помощью лазерного 3D сканирования, а так же можно непрерывно следить за прогрессом производства этих конструкций с помощью моделей, созданных с использованием облака точек. Для проведения измерений на автомагистралях и туннелях подготавливается рельсовый механизм, а также выполняются измерения MLT (Mobile Laser Scanning).
Лазерные сканеры часто используются для измерения геометрии тоннелей. Эти типы структур можно измерить быстрее с помощью наземных лазерных сканеров (TLS) с более высоким уровнем детализации и точности. Например, таким способом можно контролировать толщину нанесенного торкретбетона и таким способом можно контролировать окончательную геометрию туннеля. Поскольку внутренняя геометрия может быть зафиксирована с очень высокой точностью, эти модели также могут быть подходящими для мониторинга происходящей деформации. (Slob & Hack, 2004 г.)
В дополнение ко всему этому, специальные строительные проекты зданий моделируются с включением элементов высокой визуальной реальности в рекламных целях. Нет никакой разницы между произведенной моделью и конечным продуктом и такая модель используется только для продвижения и престижа.
Фигура 3: Модель здания с высоким уровнем детализации, полученная из облака точек.