Лазерне сканування змінює будівельну галузь: як реалізувати його потенціал на 100%

Сьогодні декілька дронів з лідарами можуть за декілька годин зробити те, на що людям знадобилися б місяці.

Розмова про новітні технології у проектуванні, будівництві та девелопменті сьогодні найчастіше починається з BIM-моделювання, з віртуальної та доповненої реальності, зі штучного інтелекту. Проте щоб ці інструменти продемонстрували усю свою силу, їм потрібні вкрай точні дані про місцевість, про об’єкт, про будмайданчик тощо. Наразі лише одна технологія дозволяє збирати величезні обсяги таких даних швидко, безпечно і з точністю до міліметра - лазерне сканування. Тож поговоримо трохи про впровадження цієї технології у девелопмент. В чому її переваги? З якими технологіями вона сумісна? Які труднощі можуть виникнути у її реалізації?

Як працює лазерне сканування

В основі лазерного сканування закладено вельми просту ідею: якщо “посвітити” на об’єкт променем світла, то можна дізнатися розташування та відстань цього об’єкта - через вимірювання швидкості “влучання” та повернення імпульсу назад у сканер. За цим принципом працювали перші лазерні далекоміри, створені на початку 60-х років. І за цим самим принципом працюють сучасні лідари, вбудовані у деякі смартфони, у роботів-пилосмоків та у безпілотні авто. 

Сама абревіатура LiDAR красномовнорозшифровується як “Light Detection and Ranging” - визначення положення та відстані за допомогою світла. Сучасний лідар генерує близько 150 тисяч імпульсів на секунду, формуючи з безлічі зафіксованих точок точну тривимірну  модель об’єкта. 

Протягом десятиліть лідари були вкрай коштовним та складним обладнанням, тож використовувались здебільшого у ВПК, аерокосмічній галузі та інших наукомістких сферах. Лише близько 20 років тому розвиток електроніки зробив можливим поступове впровадження цієї технології у широкий вжиток - в інтересах бізнесу та масового споживача. 

Лазерне сканування у Real Estate

У сферах будівництва та девелопменту лазерне сканування приходить на зміну традиційній аерофотозйомці й тахеометрам геодезистів.   

Найчастіше практикується “ручне” наземне сканування (за допомогою лазерного далекоміра на штативі) та лідарне повітряне сканування - за допомогою дронів, чи навіть за допомогою літаків та гелікоптерів. 

Наземне сканування ідеально підходить для роботи з об’єктами, що вже існують “у камені”  - наприклад, для створення точної моделі фасаду будівлі чи її інтер’єру, для вимірювання параметрів об’єкта на будмайданчику тощо. Далекоміри, наприклад, допомагають ентузіастам та державним інституціям створювати точні цифрові “зліпки” архітектурних пам’яток - для реставрації, або для можливості відновлення пам’ятки у випадку її втрати. 

Повітряне сканування - це сканування великих масштабів, що може за декілька годин охопити територію в десятки кілометрів. Його можна проводити за допомогою флоту з дронів, або ж з гелікоптера. 

Таке сканування дозволяє отримати детальну та точну територію місцевості, житлових кварталів чи промислового комплексу, при тому зробити це швидко та за мінімальної людської участі. Якщо йдеться про роботу у важкодоступній місцевості, або у небезпечних умовах, то повітряне лідарне сканування практично не має альтернатив. Скажімо, при розвідці лісового масиву в горах декілька дронів за два тижні можуть зробити те, що досвідчена команда геодезистів робила б декілька місяців. 

Переваги лазерного сканування

То що ж отримує архітектурно-будівельна галузь від впровадження лазерного сканування? Наведемо декілька переваг:

● Точність. Лідари дозволяють отримати максимально детальну 3D-модель об'єкта або ландшафту під забудову, з точністю до міліметра. Ані повітряна зйомка, ані тахеометри не можуть забезпечити настільки точних вимірювань. 

● Швидкість. Лазерне сканування залишає в минулому ручне знімання вимірів та роботу з “двовимірними” кресленнями. Лідари дозволяють за декілька годин робити те, на що у геодезистів пішло б декілька днів. 

● Скорочення видатків. Точність та швидкість лазерного сканування означає, що на виміри знадобиться в разу менше трудових годин фахівців. Тож забудовник може залучати до підготовки проекту менше ресурсів та використовувати робочий час фахівців ефективніше. 

● Мінімізація ризиків. На відміну від людей, лідари не роблять помилок у вимірах. Відтак лазерне сканування набагато надійніше, ніж проведення вимірів вручну. Воно також надає більш комплексні дані - включно з деталями, які можуть бути пропущені при ручній зйомці вимірів. 

● Безпека персоналу. Нарешті, в низці випадків лазерне сканування дозволяє вберегти людей від роботи в небезпечних умовах - на потенційно замінованій території, у важкодоступній місцевості, у пошкоджених будівлях тощо. 

Виклики впровадження лідарів

Як і кожна технологія, лідари мають свої слабкі місця, що обмежують можливості їхнього впровадження в будівельний девелопмент. 

Це може бути дорого. Хоча лазерне сканування врешті дозволяє зекономити, його впровадження може потребувати суттєвих стартових витрат. Обладнання на кшталт сучасних лідарів та дронів залишається відносно дорогими, тож чимало забудовників наразі не наважуються інвестувати в нього та чекають вдалого моменту. 

Це вимагає змін у процесах. Правильне та ґрунтовне впровадження лазерного сканування потребує підготовки відповідних фахівців та реорганізації внутрішніх процесів забудовника. Інерція мислення завжди становить проблему для впровадження нових технологій, особливо у великих компаніях.

Це вимагає диджитал-екосистеми. Надточна мапа ландшафту чи деталізований 3D-знімок об’єкта можуть так і залишитися лише “гіміками” для офісних презентацій, якщо працівники на будмайданчику не матимуть зручного софту для роботи з такими моделями. Перехід до лазерного сканування потребує суттєвої диджиталізації процесів.  

Гарна новина у тому, що це типові проблеми впровадження будь-яких cutting-edge технологій у бізнес. Тож їх вирішення - це лише питання часу та наявності волі в менеджерів компанії.

З якими технологіями можна сумістити лідари

Попри усі проблеми впровадження лідарів, їх поєднання з іншими технологіями може дати результат, що перевершує найсміливіші очікування. Про які технології йдеться?

● GPS. Супутникова геолокація дозволяє усунути будь-які білі плями в розвідці місцевості, які може залишити по собі лідарне сканування з огляду на специфіку технології та масштаби її застосування. Вона дозволяє додати результатам сканування глибину та контекст. 

● BiM. Побудова комплексної цифрової 3D-моделі об’єкта чудово поєднується з лазерним скануванням, адже йдеться як про можливість створити надточну BiM-модель вже наявної будівлі (наприклад, архітектурної пам’ятки), так і про можливість ретельно перевірити новостворений об’єкт на відповідність цифровій моделі.  

● Віртуальна реальність. Детальний “3D-зліпок” об’єкта - це ідеальне середовище для створення його VR-симуляції - в цілях маркетингу, для навчання персоналу, для метаверсу тощо. Лазерне сканування в перспективі зробить створення таких симуляцій дешевшим та забезпечить їм абсолютну точність.

● Доповнена реальність. Уявіть собі смарт-окуляри чи мобільний додаток, які надають працівникам на будмайданчику усю необхідну інформацію для проведення робіт в максимально простій та інтерактивній формі, з прив’язкою до фізичних об’єктів та орієнтирів на місцевості.

● Штучний інтелект і data-аналіз. Обробка зібраних під час лазерного сканування даних за допомогою алгоритмів може дати бізнесу цінні інсайди та прогнози. Наприклад - щодо доцільності використання ділянки під забудову, чи щодо долі просканованого архітектурного об’єкта. 

● Софт для управління проектами. Системи цифровізації процесів на будмайданчику мають слугувати єдиними хабами, які можуть об’єднати переваги усіх вищезгаданих технологій в єдиному інтерфейсі - аби кожен працівник, фахівець та менеджер могли б здобути з них користь у щоденних операціях. 

Як впровадити лазерне сканування в девелопмент

Якщо ви дочитали блог до цього абзацу, то імовірно розглядаєте можливості впровадження лідарів у власні проекти, або ж принаймні цікавитесь такою можливістю. Як уникнути в цьому процесі типових помилок? Наш досвід в диджиталі дозволяє зробити декілька слушних порад.

● Починайте якомога раніше. Ідеальний варіант - це запустити на нових технологіях цілком новий проект, так можна буде вже зі старту відмовитися від ручних процесів та 2D-креслень. На пізніх етапах впровадження нових рішень потребуватиме набагато більше зусиль та ресурсів.

● Завчасно підготуйте персонал. Вам потрібні будуть фахівці, що готові працювати з обладнанням та софтом для лазерного сканування. Вам потрібні будуть працівники, які розуміють переваги технології та вмотивовані застосовувати її у повсякденних завданнях.

● Приділіть увагу диджиталізації бізнесу. Спроба впровадити лазерне сканування у компанії, де квітне паперовий документообіг, а проекти реалізуються у 2D-кресленнях, імовірно буде марною. Для переходу на нові технології обов’язково слід підготувати диджитал-інфраструктуру.

● Розумно оберіть модель впровадження. Забудовники можуть піти різними шляхами - придбання готових технологій, оренда обладнання та використання сервісів від вендорів, чи навіть інвестиції у власні технології. В будь-якому випадку, діяти навмання було б необачливо. Найкраща стратегія - це пошук диджитал-партнера, який може щонайменше проконсультувати девелопера, а за необхідності, й запропонувати власні рішення.