Integrasi Model 3D Dengan Pemodelan Maklumat Bangunan (BIM) Menggunakan Teknologi GeoSLAM

The Integration of 3D Models with Building Information Modeling (BIM) Using GeoSLAM Technology

Abstract

ABSTRAK

Kecanggihan teknologi dalam pemodelan maklumat bangunan (BIM) merupakan suatu peluang yang menjanjikan kemajuan dalam sektor seni bina, kejuruteraan dan pembinaan. BIM merupakan suatu proses kolaboratif yang dapat membantu dalam mencipta model digital bangunan yang terperinci. Untuk mendapat maklumat sebuah bangunan sedia ada, teknik ukuran konvensional boleh digunapakai namun ianya tidak dapat disepadukan sepenuhnya dengan kemajuan rangka kerja masa kini. Justeru, terdapat banyak bangunan di seluruh dunia yang kesannya tidak mempunyai maklumat lengkap dalam bentuk lukisan bangunan, dimensi susun atur dan maklumat berguna lain. Kajian ini dijalankan bagi mengenal pasti teknik penghasilan pelan struktur sedia ada dalam bangunan, mengaplikasikan data titik berkepadatan tinggi untuk aplikasi BIM dan mengenal pasti keberkesanan teknologi GeoSLAM untuk mengumpulkan data dalam waktu yang singkat. Tumpuan utama dalam kajian ini adalah melakukan pengesanan dalam bangunan yang mempunyai struktur sedia ada dengan menggunakan alatan GeoSLAM ZEB Horizon yang telah disepadukan bersama teknologi pengimbasan laser kesetempatan serentak dan pemetaan (SLAM). Algoritma dalam aplikasi SLAM melaksanakan penjejakan geo pengimbas dalam persekitaran yang tidak diketahui dan penjanaan data mentah titik berkepadatan tinggi tiga dimensi (3D) menggunakan kedua-dua data Inertial Measurement Unit dan algoritma ciri pengesanannya tersendiri. Data yang diperoleh adalah dalam bentuk titik berkepadatan tinggi dengan sistem koordinat 3D yang mempunyai paksi x, y dan z yang mewakili permukaan luaran objek ataupun persekitaran dalaman bangunan. Perisian yang digunakan dalam kajian ini adalah seperti Geo Connect, CloudCompare dan Revit Autodesk yang terlibat dalam penterjemahan, pemprosesan data titik berkepadatan tinggi dan penghasilan hasil akhir kajian. Faktor yang dapat mempengaruhi hasil akhir data kajian adalah keberkesanan ciri khusus perisian yang digunakan untuk pelaksanaan proses pembersihan bunyi terhadap data yang berjaya dikumpul. Perbandingan hasil akhir kajian dapat dilihat melalui analisis penapisan data yang tidak diperlukan dengan data asal yang terkumpul. Hasil kajian mendapati bahawa ZEB Horizon ini mampu mengumpul sehingga 300,000 data titik pengesanan setiap saat dengan jarak maksimum 100 meter dan dengan jumlah tersebut, penghasilan peta dan pelan struktur sedia ada dalam bangunan dapat diwujudkan dengan tempoh masa yang pantas dan memerlukan tenaga kerja yang minimum. Pengelasan objek BIM berasaskan Industry Foundation Classes (IFC) perlu dilakukan dengan berpandukan maklumat geometri objek supaya dapat mengelakkan kemungkinan kesan negatif akibat daripada penyalahgunaan entiti IFC dan menyokong kebolehoperasian BIM yang lancar.

Kata kunci: Pemodelan maklumat bangunan (BIM), titik berkepadatan tinggi, pengimbasan laser kesetempatan serentak dan pemetaan (SLAM), pembersihan bunyi, pelan struktur sedia ada

ABSTRACT

One of the most promising advancements in the architecture, engineering, and construction sectors is building information modeling (BIM). Building information modelling also known as BIM, is a highly collaborative process that aids in creating a precise digital model of a building. Information about existing buildings can be obtained using conventional measurement techniques, but the use of technology is not fully integrated with the current design framework. There are many existing buildings all over the world that are consequently incomplete in forms of drawings, dimensions and usability information. This study was conducted to identify the production technique of as-built plans in buildings, the implementation of point clouds for BIM applications and the effectiveness of GeoSLAM technology to collect point cloud data in a short time. The main focus of this study is to perform laser scanning in buildings that have existing structures by using GeoSLAM ZEB Horizon tools that have been integrated with simultaneous localization and mapping (SLAM) technology. Algorithms in the SLAM application perform geo-tracking in an unknown environment and generate three-dimensional (3D) raw point cloud data using both Inertial Measurement Unit (IMU) data and its own tracking feature algorithm. The data obtained is in the form of a point cloud with a 3D coordinate system having x, y and z axes that represent the external surface of the object or the internal environment of the building. The software used in this study is Geo Connect, CloudCompare and Revit Autodesk which involved in point cloud translation, processing and the production of the final results of the study. Factors that can affect the results of the study data are the effectiveness of the specific features of the software used for the implementation of the noise cleaning process on the successfully collected data. A comparison of the final results of the study can be seen through the filtering analysis of unnecessary data with the original data collected. The results of the study found that ZEB Horizon can collect up to 300,000 detection point cloud data points per second with a range of 100 meters and with that amount, the production of maps and plans of the existing structure in the building can be created within a minimum period of time and requires minimal manpower. At the end of this study, the researcher suggested that the classification of BIM objects based on Industry Foundation Classes (IFC) should be done based on the geometric information of the object to avoid possible negative effects due to the misuse of IFC entities and to support the smooth interoperability of BIM.

Keywords: Building Information Modeling (BIM), point cloud, simultaneous localization and mapping (SLAM), noise filtering, as-built plans