Täpseid 3D-mudeleid ja detailseid mõõtmistulemusi võimaldav laserskaneerimine on muutunud uusehitiste projekteerimisel ning vanade hoonete renoveerimise kavandamisel kui mitte asendamatuks, siis kindlasti igapäevaseks tööriistaks.
Oma olemuselt tähendab laserskaneerimine mingi objekti pommitamist laserkiirtega, et saada sellest kiiresti ülitäpne 3D-mudel. Protsessi käigus suunatakse vaadeldavale objektile, olgu selleks siis näiteks mõni ehitis, miljoneid laserkiiri, mis pindadelt tagasi peegeldades moodustavad tiheda punktipilve. Need on georeferentsete punktide kogumid, mis määratlevad ära objekti täpse kolmemõõtmelise paiknemise. Punktipilve aluseks võttes saab koostada 3D-mudeleid, tasapinnalisi jooniseid, väljalõikeid, kasutada andmeid erinevates uuringutes jmt. Kõik see lihtsustab isikupäraste andmete kasutamist.
Punktipilv annab objektisttäpse koopia
Ehituses on laserskaneerimine asendamatu, kui tahetakse kasutada BIM-tehnoloogial põhinevat projekteerimist ja ehitamist, kus mudelarvutustel on keskne koht. Kuna kõigi nende tööde puhul on oluline kiirus, mida 3D-mõõdistamine võimaldab saavutada, siis juurdub laserskaneerimine üha enam arhitekti ja ehitaja igapäevatöösse. Just laserskaneerimist hinnatakse kõige efektiivsemaks meetodiks 3D-mudelite loomisel ja mõõdistamisel.
Nii on laserskannerist saanud juba asendamatu abimees olemasolevate hoonete mõõdistamisel ja nendest BIM-mudelite ja jooniste koostamisel, selle tehnoloogia abil saab kaardistada taristusiseseid torustikke, aga näiteks ka talletada ajaloolise väärtusega hooneid digitaalsesse arhiivi.
Laserskanneri töö põhineb aja mõõtmisel, mis kulub laserkiirel objektini jõudmiseks ja tagasi peegeldumiseks. Tulemuseks on miljonid 3D-koordinaatidega punktid, mille koond moodustab täpse koopia skaneeritud objektist. Sageli lisatakse punktipilvele ka fotodest koosnev värviinfo ehk RGB-mudel. Tegu on liitvärvimudeliga, mis võimaldab objekti 2D- või 3D-kujutist vaadelda mitmevärvilisena. Säärane värvisüntees on kasutusel ka näiteks televiisorite ja kuvarite tehnoloogias.
Eelis traditsioonilise mõõdistamisega võrreldes on eelkõige selles, et laserskanner võimaldab koguda väga lühikese ajaga hoomamatult suure hulga andmeid, kusjuures need andmed on ka väga täpsed, kuna välistatud on inimlikud eksimused mõõtmisel. Lisaks võimaldab laserskaneerimine viia mõõdistamisi läbi ka kohtades, kus inimese füüsiline juurdepääs on kas raskendatud, suisa võimatu või ohtlik. Eesti ehitusfirmad eelistavad vähemalt esialgu tellida laserskaneerimise tööd teenusena.
Täpsus mõõdistusel annab materjalide kokkuhoiu
Peaasjalikult hoonete tehaselise ehitamise ja rekonstrueerimisega tegelev OÜ Timbeco Woodhouse katsetas laserskaneerimist ka ühe Sauel asuva nõukogude ajal ehitatud kortermaja renoveerimisel. Laserskanneriga mõõdistati hoone fassaadid ja kortermaja ümbrus. Seejärel sai saadud punktipilve põhjal kortermajast koostada AutoDesk Reviti tarkvara abil lähteolukorra digitaalse 3D-mudeli.
Timbeco projektijuht Eeron Nigumann märgib, et laserskaneerimine telliti eesmärgiga saada täpne ülevaade rekonstrueeritava hoone geomeetriast, et selle põhjal toota tehases soojustuspaneelid, mis objektile täpselt paika sobituksid.
Nüüd, kogemuse võrra rikkamana, kinnitab Nigumann, et vähemalt tehaseline renoveerimine ei tuleks ilma objekti eelnevalt laserskaneerimata üldse kõne alla, sest nõukogudeaegses ehitises on erinevad mõõdud üksteisest väga erinevad.
Näiteks võib üks aknaava olla teisest mitu sentimeetrit suurem ja teine jälle väiksem. Kui objekt piltlikult öeldes lihtsalt mõõdulindiga üle käia, siis need detailid lihtsalt ei sobituks hiljem oma
kohale.
„Otseselt minu kui projektijuhi töös midagi olulist ei muutunud, sest laserskaneerimise tulemusel koostatud mudel läks juba otse projekteerijale, kes siis seda oma töös kasutas,” kirjeldab ta. „Aga selge on see, et objekti mõõdistamise muudab laserskaneerimine tunduvalt täpsemaks, nähtavale tulevad ka sellised kõverused, mida palja silmaga on võimatu näha. Näiteks võimaldab see teada saada välisseina täpse kõveruse ning see teadmine aitab omakorda seinale soojustuskihi kleepimisel kasutatavat liimi kogust optimeerida, sest just liimikihi paksusega n-ö aetakse sein sirgeks.”
Mõõdistamise täpsus aga omakorda aitab kulusid kokku hoida, tagab tööde parema kvaliteedi ning säästab ka aega, mis võib kuluda uute mõõtmiste või kord juba teostatud tööde ümbertegemi-
sele.
Muudab võimalikuks tehaselise renoveerimise
Igatahes on Nigumann kindel, et tehaselise renoveerimise puhul on laserskaneerimine möödapääsmatu, sest muidu on väga suur tõenäosus, et tehases valmistehtud detailid objektil kokku ei sobi. Või kui lähebki kokku, siis on see pigem suur vedamine.
„Meil ei tekkinud laserskaneerimise kasutamisega selle objekti teostamisel mingeid tagasilööke,” kinnitab Nigumann. „Aga keeruline on mõõta neid võimalikke kahjusid, mis oleksid võinud tekkida, kui me ei oleks seda tehnoloogiat kasutanud.”
Eeron Nigumann ütleb, et mingeid standardseid lahendusi ühe kortermaja kohta koostatud 3D-mudeli põhjal teha ei saa ja edaspidi tuleb iga uus objekt ikka ka uuesti sisse skaneerida, sest omal ajal ehitatud majad on lihtsalt väga erinevad, kuigi kasutatud võib olla tüüpprojekti. Ehituskvaliteedist rääkimata, aga ka mõõdud on igal majal ikkagi erinevad.
Küll aga näeb ta võimalust rakendada uute majade puhul mõne tüüpilise tarindi, näiteks raud-betoonist kandekonstruktsiooni 3D-mudeli korduvalt kasutamist, kui erinevused mahuvad lubatud tolerantsi piiridesse.
„Lõppeks on see iga projekti peatöövõtja otsus, kas tüüplahendust saab kasutada või mitte,” räägib Nigumann. „Teatud risk võib sellega muidugi kaasneda.” Ta leiab, et kuna kortermajade renoveerimine on riiklikul tasemel päevakorda võetud ja konkreetsed eesmärgid seatud, siis võiks laserskaneerimise tehnoloogia rakendamine neid töid üksjagu kiirendada, kindlasti aga pakkuda paralleelset tuge renoveerimisprojektide teostamisele ka traditsioonilisi meetodeid kasutades.
Laserskaneerimine ehk 3D-mõõdistamise kolm peamist meetodit
Staatiline laserskaneerimine
- Skanner seisab statiivil, töö käigus võib seda nihutada vastavalt vajadusele, et saada pilt kogu objektist.
- Kasutatakse peamiselt ehituses ja renoveerimises, sest võimaldab mõõdistada hoonete fassaade, sisemust ja teatud juhtudel ka paiknemist maastikul.
- Skaneerida ja mõõdistada saab ka taristuobjekte – trasse, sildu, teid, aga ka näiteks sõidukeid jmt.
- On kõige täpsem, aga samal ajal ka kõige ajamahukam meetod.
Mobiilne laserskaneerimine
- Seade on kinnitatud liikuvale alusele, näiteks autole.
- Võimaldab kiiresti kaardistada näiteks teid ja tänavaid.
- Tihe punktipilv võimaldab täpselt mõõta, jälgida näiteks deformatsiooni, mõõdistada teekatte tasasust jmt.
Aerolaserskaneerimine ehk lidar
- Skaneerimine toimub lennukilt või droonilt, aerolaserskaneerimine põhineb aja mõõtmisel, mis kulub laserimpulsil tee läbimiseks laserist maapinnani ja tagasi.
- Saab kasutada näiteks maapinna reljeefi ja suurte territooriumite kaardistamisel.
- Lidariga skaneerimist kasutatakse erinevate kaardirakenduste loomisel ortofotode kõrval lisatehnoloogiana.
Allikad: inseneribüroo REIB, Hades Geodeesia
