3D-laserskannaus korjaushankkeen lähtötietojen hankintakeinona - Case: Myyrmanni

Abstract

Tässä opinnäytetyössä käsitellään Tampereen ammattikorkeakoulun ja BST-Arkkitehdit Oy:n yhteistyössä tekemää case-harjoitusta, jonka tavoitteena oli tutkia maanpäällisen 3D-laserskannauksen soveltumista korjaus- ja muutoshankkeen lähtötietojen hankintatavaksi. Skannattavana kohteena oli kauppakeskus Myyrmanni. Opinnäytetyössä esitetään 3D-laserskannauksen prosessi sisältäen mittauksen suunnittelun, kohteessa tapahtuvan mittauksen sekä pistepilven tuottamisen mittausaineistosta.

Olemassa olevan rakennetun ja rakentamattoman ympäristön kolmiulotteinen (3D) dokumentointi on viime vuosina yleistynyt nopeasti. Kolmiulotteisessa dokumentoinnissa yhdistyvät mittaustekniikka ja tietokonegrafiikka. Kehitystä vauhdittavia tekijöitä on useita, ja yhtenä merkittävänä sovellusalueena on juuri rakennusala. Uudisrakentamisessa tietomallinnus eli BIM (Building Information Modelling) on jo laajalti korvannut vanhoja toimintatapoja ja kaksiulotteisia piirustuksia. Sen sijaan korjausrakentamisessa ja vanhan rakennuskannan dokumentoinnissa 3D-mallinnus on ollut aiemmin vaativaa ja kallista, koska menetelmät ja työkalut eivät ole olleet halutulla käytettävyystasolla. Osaltaan uusien toimintatapojen käyttöönottoa on jarruttanut myös tietotaidon puute.

Kolmiulotteisen dokumentoinnin yleistyessä rakennushankkeissa myös koulutuksen pitää vastata osaamisvaatimuksiin. Tästä johtuen Tampereen ammattikorkeakoulun rakennustekniikan osastolle on hankittu opetus- ja projektikäyttöön maanpäällinen 3D-laserskanneri pistepilviohjelmistoineen.

Työn aikana käsitys 3D-laserskannauksen eduista ja puutteista vahvistui. 3D-laserskannaus on nopea ja tehokas tapa hankkia monipuolista ja tarkkaa tietoa kohteesta. Se on myös turvallinen keino ja soveltuu niin sisä-, kuin ulkokäyttöön. Menetelmänä 3D-laserskannausta rasittaa jonkin verran edelleen tähysten käyttö ja sen aiheuttama lisätyö. Myös valmistajakohtaiset lukuisat tiedostomuodot sekä isot tiedostokoot ovat vielä toistaiseksi hyödyntämisketjun kompastuskiviä. Näistä pienistä puutteista huolimatta 3D-laserskannauksen käytettävyystaso on sellainen, että sen hyödyntäminen on helposti perusteltavissa pienemmissäkin korjaus- ja muutoshankkeissa.

3D documentation of existing environment, both urban and rural areas, has been growing significantly during the last few years. 3D documentation combines together surveying and computer graphics. There exist many reasons why the development of 3D documentation has been accelerating and one of the most important application areas of 3D documentation is the Architecture, Engineering and Construction (AEC) sector. Building Information Modelling (BIM) has been largely adopted in the new building projects. BIM has in many places replaced old conventions and 2D drawings as a format to transfer and store the information. However, 3D modelling has been considered to be expensive and challenging in renovation projects, mainly because the methods and tools have not been on the desired usability level. Often the adoption of new methods has been blocked by the lack of appropriate know-how.

The price and usability of 3D documentation equipment and software have reached a level which makes their utilisation feasible even in small scale renovation projects during this decade. 3D documentation is becoming more and more common in projects and therefore the education of AEC professionals has to be ready to meet the new competence requirements. This is one of the main reasons behind purchasing terrestrial 3D laser scanner and point cloud software for the Tampere University of Applied Sciences. The 3D laser scanner of the university is used for education and research projects.

The scope of this thesis is a case example trialling the terrestrial 3D laser scanning for producing the initial data of renovation plans. The example building is a large mall, Myyrmanni, and the trial project was done in co-operation with the design company BST-Arkkitehdit Oy. The thesis defines the 3D laser scanning process including the phases from planning to actual scanning and to post-processing of the point cloud data. One objective of the thesis was to utilise its content as self-learning material especially for the students and personnel of Tampere University of Applied Sciences.