Punktwolken

Eine Punktwolke ist eine Reihe von dreidimensionalen Punkten, die mit Hilfe von Scanverfahren wie dem Laserscanning erfasst werden und die Form und Geometrie eines Objekts darstellen.

Entdecken Sie, wie Sie Punktwolken zur Unterstützung der BIM-Planung mit usBIM visualisieren, anzeigen und nutzen können.

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Was sind Point Cloud Daten | usBIM | ACCA software
Was ist eine Punktwolke | usBIM | ACCA software

Was ist eine Punktwolke?

Eine Punktwolke ist eine Sammlung von Datenpunkten in einem 3D-Raum, die jeweils durch räumliche Koordinaten (X, Y, Z), die seine Position im Raum angeben, und durch Intensitätswerte (wie Farbe oder Tiefe) gekennzeichnet ist.

Diese Punkte werden durch Photogrammetrie oder 3D-Laserscanner erfasst und stellen die Oberfläche eines Objekts oder einer Umgebung dar.

Punktwolken dienen als Ausgangspunkt für die Erstellung detaillierter 3D-Modelle oder für die einfache und präzise Erkundung und Auswertung von Vermessungen, Architektur und Eigenschaften.

 

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Welche sind die gängigsten Dateiformate für Punktwolken | usBIM | ACCA software

Welche sind die gängigsten Dateiformate für Punktwolken?

Es gibt verschiedene Dateiformate für Punktwolken, die jeweils ihre eigenen Vorteile und Einschränkungen haben. Einige der gängigsten Formate sind:

  • PLY (Polygon File Format): ein weit verbreitetes Format, das sowohl im ASCII-Format oder als Binärdatei gespeichert werden kann;
  • LAS (LiDAR Data Exchange Format): ein Format, das zum Speichern von LiDAR-Punktwolkendaten verwendet wird und eine gute Komprimierung und Unterstützung von Metadaten bietet.
  • E57 (ASTM E57-Format): ein vielseitiges, herstellerunabhängiges Format, das verschiedene Datentypen unterstützt, darunter Punktwolken, Bilder und Metadaten.

Dies sind nur einige Beispiele, aber es gibt viele andere Arten von Punktwolkenformaten, je nach den spezifischen Anforderungen eines Projekts. 

Verwenden auch Sie usBIM, um alle Punktwolkenformate (E57-Viewer, LAS-Viewer, XYZ-Viewer, PLY-Viewer usw.), direkt online anzuzeigen, ohne eine Software installieren zu müssen.
 

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Wofür werden Punktwolken verwendet | usBIM | ACCA software

Wofür werden Punktwolken verwendet?

Punktwolken sind ein unverzichtbares Instrument, um genaue Informationen über die Form und Größe eines realen Objekts zu erhalten. Sie finden Anwendung in einer Vielzahl von Bereichen wie Bauingenieurwesen, Industriedesign und Architektur. Ingenieure und Architekten können beispielsweise Punktwolken verwenden, um genaue Informationen über Gebäude und Bauwerken zu erhalten und den Entwurf und die Planung von Renovierungs- oder Sanierungsarbeiten zu erleichtern.

Punktwolken können auch verwendet werden, um den Zustand eines Bauwerks zu analysieren und Unregelmäßigkeiten von Oberflächen zu erkennen. Dies ist auch durch die Integration mit digitalen Zwillingen und geografischen Informationssystemen (GIS), durch visuelle Inspektion von Punkten oder für Wartungsaktivitäten und Überwachung möglich.

 

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Wie erhält man eine Punktewolke?

Die Punktwolke kann durch den Einsatz verschiedener Techniken erhalten werden:

Photogrammetrie | usBIM | ACCA software

Photogrammetrie

Die Photogrammetrie ist eine Vermessungstechnik, bei der die Position, die Form und die Größe eines zu vermessenden Objekts durch Bildverarbeitung ermittelt werden. Dieser Prozess gliedert sich in drei Phasen: Aufnahme, Ausrichtung der Frames und Rückgabe. Die photogrammetrische Vermessung kann aus der Luft, durch den Einsatz von Drohnen, oder terrestrisch, d.h. mit einer Kamera, durchgeführt werden.

Laserscanner | usBIM | ACCA software

Laserscanner

Der Laserscanner ermöglicht ein Objekt mithilfe eines Laserstrahls zu erfassen. Das Laserlicht trifft auf die Oberfläche des Objekts und abhängig von der Rücklaufzeit, dem Winkel des Geräts und anderen Faktoren kann die genaue Position jedes Punktes auf dem Objekt, im Raum bestimmt werden. Man unterscheidet Laserscanner nach: Flugzeit, Phasenverschiebung und Triangulation.

Drohnen | usBIM | ACCA software

Drohnen

Drohnen ermöglichen präzise und zuverlässige aerophotogrammetrische Vermessungen. Es gibt drei Makro-Kategorien von Drohnen: Rotationsdrohnen, Starrflügel Drohnen und Hybride Drohnen. Zu den für aerophotogrammetrische Vermessungen erforderlichen Arbeitsschritten gehören die Lokalisierung des zu vermessenden Gebiets, Auswahl der Start- und Landepunkte, Planung des Flugbetriebs, Bildaufnahme, die Bildausrichtung und Rekonstruktion der Szene.

Wie man eine Punktwolke visualisiert

Wie man eine Punktwolke visualisiert

Die Anzeige und Verwaltung von Punktwolken kann wie folgt erfolgen: 

  • mittels spezielle Visualisierungs- und Verwaltungssoftware, die eine bestimmte Hardwareleistung voraussetzt;
  • durch Cloud-Lösungen wie usBIM.pointcloud, die die Leistungsfähigkeit der Cloud nutzen, um Punktwolken jeder Größe mit jedem Gerätetyp zu verwalten.

usBIM.pointcloud ist eine kostenlose Anwendung des integrierten usBIM-Systems, mit der Sie nicht nur schnell Punktwolken und texturierte Mehs beliebiger Größe im Browser anzeigen und verwalten, sondern auch schnell und einfach an vielen Aspekten der Planung arbeiten und den gesamten Kollaborationsprozess beschleunigen um:

  • multidisziplinärer Projektteams, Fachleute und Unternehmen, die sich an verschiedenen Orten befinden und mit unterschiedlichen Softwares arbeiten zu koordinieren;
  • über dynamische Chats mit erweiterten Team Working-Funktionen zu verfügen;
  • Online-Meetings und Conference Calls mit Arbeitskollegen zu organisieren;
  • Daten, Dokumente und 3D-/BIM-Modelle in der Cloud zu teilen.

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Warum sollte man usBIM zur Anzeige von Punktwolken verwenden | usBIM | ACCA software

Warum sollte man usBIM zur Anzeige von Punktwolken verwenden?

  • Online-Anzeige: usBIM.pointcloud ist ein Anzeigedienst, mit dem Punktwolken beliebiger Größe über einen Browser navigiert werden können. Sie müssen keine Dateien mehr auf Ihren Computer herunterladen und Ihren Speicherplatz belegen.

  • Schneller Datenzugriff: Dank Cloud-Technologie ist der Zugriff auf Punktwolkendaten sofort möglich und ermöglicht Analysen und Visualisierungen in Echtzeit.
  • Vereinfachte Zusammenarbeit: Die Verwendung von usBIM.pointcloud ermöglicht es, allen Teammitgliedern gleichzeitig an demselben Modell zusammenzuarbeiten, auch wenn sie räumlich voneinander entfernt sind.
  • Effektives Management von Punktwolken: usBIM.pointcloud ist nicht nur ein Viewer, sondern ein Tool mit erweiterten Funktionen, um mehrere Modelle auch mit unterschiedlichen Dateierweiterungen zusammenzuführen; mehrere Schnitte der Punktwolke zu erstellen sowie Messungen an Objekten, Bereichen und Winkeln durchzuführen, die am realen Modell nicht gemessen werden können, und vieles mehr.
  • Zeit- und Kostenersparnis: Mit usBIM.pointcloud müssen Sie keine großen Dateien mehr auf Ihren Computer herunterladen oder teure Softwares für die Datenverarbeitung kaufen.
  • Benutzerfreundlichkeit: Die intuitive und benutzerfreundliche Benutzeroberfläche macht usBIM.pointcloud auch für Nicht-Experten zugänglich und nutzbar.
  • Kompatibilität mit jedem Gerät: usBIM.pointcloud ermöglicht die Verwaltung von Punktwolken von jedem Gerät mit Internetzugang (PC, Tablet, Smartphone usw.).
  • BIM-GIS-Integration: Dank der BIM-GIS-Integration können Sie die Punktwolke in ihrem realen Kontext platzieren und dem Modell Anmerkungen (Links und Videos) zuordnen, um Informationen und Daten hinzuzufügen, die für die Planung, Wartung und Verwaltung des Bauwerks nützlich sind.

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Wie man ein 3D-Modell aus Punktwolken erstellt

Die Erstellung eines 3D-Modells aus der Punktwolke ist ein komplizierter Prozess, der den Einsatz fortschrittlicher Modellierungstool erfordert, um die Koordinaten der Punkte in ein dreidimensionales geometrisches Modell zu verwandeln. Danach kann die Digitalisierung des Modells durch die Rekonstruktion des BIM-Modells, anhand der Vermessungsdaten erfolgen. Diese kann als komplexeste Phase definiert werden. In der Tat ist es notwendig, von der dreidimensionalen Oberfläche (bestehend aus Meshes), die das vermessene Bauwerk darstellt, zu einem parametrischen 3D-Modell zu gelangen, das aus Objekten wie Wänden, Fenstern, Türen usw. besteht.

Wie man ein 3D-Modell aus Punktwolken erstellt | usBIM | ACCA software

In Anbetracht, dass bestehende Gebäude selten Merkmale der Regelmäßigkeit und Wiederholbarkeit aufweisen, wird die Objekterkennung zu einem sehr komplexen Vorgang.

Mit Edificius verfügen Sie über fortschrittliche Funktionen zur automatischen Objekterkennung, mit denen Sie verschiedene Bauelemente direkt in der Punktwolke identifizieren können. Auf diese Weise erhalten Sie fast automatisch ein möglichst realitätsgetreues BIM-Modell, ohne das Architekturmodell neu erstellen zu müssen.

Weitere Vorteile der Pointcloud to BIM-Software Edificius sind:

  • Integration mit der Cloud-Anwendung usBIM.pointcloud, mit der Sie Punktwolken beliebiger Größe und Komplexität schnell und ohne Einschränkungen öffnen, verwalten, zusammenführen und erfassen können;
  • die Fähigkeit, alle wichtigen Punktwolkenformate zu unterstützen und daraus in wenigen einfachen Schritten BIM-Modelle zu erstellen;
  • die Möglichkeit, das Architekturmodell zur Überprüfung und Kontrolle mit der Punktwolke zu überlagern, automatisch Pläne, axonometrische Ansichten, Ausführungspläne, Mengenermittlungen und fotorealistische Renderings zu generieren und in der ersten Person, mit Hilfe von Real-Time Rendering oder Virtual Reality zu navigieren.

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Warum sollte man Edificius verwenden, um 3D-Modelle aus einer Punktwolke zu erstellen | usBIM | ACCA software

Warum sollte man Edificius verwenden, um 3D-Modelle aus einer Punktwolke zu erstellen

  • Maximale Freiheit: Verwandeln Sie Ihre Punktwolke in ein BIM-Modell, unabhängig vom Format, das Sie zur Verfügung haben.

  • Hohe Genauigkeit bei der Erstellung von BIM-Modellen: Nutzen Sie die fortschrittliche Technologie der Software, um die Punktwolke aus verschiedenen Blickwinkeln anzuzeigen, vertikale und horizontale Schnitte zu erstellen, eine automatische Erkennung von parametrischen Objekten durchzuführen und schnell das BIM-Modell zu erhalten.

  • Maximale Freigabe mit dem Projektteam: Einfaches Teilen von BIM-Modelldaten mit anderen Teammitgliedern, Visualisierung und Zusammenarbeit bei der Punktwolkenanalyse auch aus der Ferne.

  • Umfassende und automatische Projektdokumentation: Generiert automatisch Pläne, axonometrische Ansichten, Ausführungspläne, Mengenermittlung und fotorealistische Renderings direkt aus der 3D-Punktwolke.

  • Zeitersparnis: Nutzen Sie die Integration mit usBIM.pointcloud, um nur den Teil der Punktwolke in Edificius zu importieren, an der Sie arbeiten möchten, und reduzieren Sie die Bearbeitungszeit.

  • Benutzerfreundlichkeit: Sie haben eine intuitive und anpassbare Benutzeroberfläche


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Beispiele für die Anwendung von Punktwolken im Bauwesen

Punktwolke und GIS zur Erstellung räumlicher Darstellungen der Bauumgebung | usBIM | ACCA software

Punktwolke zum Erstellen eines Digital Twins

Punktwolken können verwendet werden, um einen "digitalen Zwilling" eines Bauwerks oder eine physische Umgebung zu erstellen. Ein Digital Twin ist eine virtuelle Nachbildung eines realen Objekts oder Systems, mit dem die Leistung überwacht, analysiert und optimiert werden kann. 

Aus Punktwolken erstellte digitale Zwillinge können für eine Vielzahl von Zwecken verwendet werden, darunter die Echtzeitüberwachung von Anlagenzuständen, die Simulation von Zukunftsszenarien, die Optimierung der Vorgänge und die vorausschauende Instandhaltung. Darüber hinaus können Digital Twins die Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Interessengruppen unterstützen, indem sie Ingenieuren, Architekten, Fachplanern und Projektmanagern ermöglichen, gemeinsam an einer einzigen digitalen Plattform zu arbeiten. Die Verwendung von Punktwolken zur Erstellung eines digitalen Zwillings kann zu größerer Effizienz, Zeitersparnis und geringeren Kosten im Lebenszyklus von Bauwerken und physischen Umgebungen führen.

Punktwolke und GIS zur Erstellung räumlicher Darstellungen der Bauumgebung

Punktwolke und GIS zur Erstellung räumlicher Darstellungen der Bauumgebung

Punktwolken können in geografische Informationssysteme (GIS) integriert werden, um detaillierte georäumliche Darstellungen der Bauumgebung zu erstellen.

Die Punktwolke liefert eine Vielzahl von Informationen über die Struktur und Geometrie des Gebäudes und der Umgebung, die als Eingabedaten bei der Erstellung von Geodatenkarten mit GIS-Systemen verwendet werden können.

Sobald Punktwolkendaten in GIS-Kartendaten integriert sind, können Bau- und Ingenieurfachleute:

  • die Zusammenhänge zwischen Bauwerken und umgebenden geografischen Merkmalen wie Topografie, Landnutzung und bestehender Infrastruktur untersuchen und analysieren;
  • einen vollständigeren Überblick über die Bauumgebung und ihre Auswirkungen erhalten;
  • die Auswirkungen eines Gebäudes auf die Umgebung beurteilen.

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