Van puntenwolk naar BIM

29 juli 2019

Nulmeting station Almere

In 2022 zal in Almere de Floriade worden gehouden en hiervoor zal er veel gebiedsontwikkeling plaatsvinden. Uiteraard reizen veel bezoekers met het openbaar vervoer en zij zullen als eerste aankomen op station Almere Centrum. Dit station uit de jaren tachtig is sinds de bouw niet meer gewijzigd en heeft daarom niet helemaal de uitstraling die bij de Floriade past. Er is een flinke opfrisbeurt nodig voor het station en stationsgebied. Van het station zijn echter geen recente moderne CAD-tekeningen aanwezig, en als ze wel aanwezig zijn, is de kwaliteit onbekend. Daarom was het noodzakelijk om een goede nulmeting uit te voeren als basis voor het ontwerpproces.

Door Lennart Querelle 

Afbeelding 1: Puntenwolk, Revit-model en een render.

De nulmeting voor het station Almere moest uiteindelijk in een 3D BIM-model (Revit) worden opgeleverd, zodat alle betrokken partijen ermee kunnen werken. Maar wat is nu eigenlijk BIM? In ieder geval een populaire term die overal opduikt. Als je puur naar de afkorting kijkt, Building Information Modeling (of in het Nederlands, Bouw Informatie Model), dan dekt dat op zich aardig de lading, een 3D-model met bijbehorende informatie. Deze informatie kan vervolgens van alles zijn, zoals de bouwdatum of fase, materiaalsoort, brandwerendheid, fabrikant, et cetera. En dit allemaal in een goed uitwisselbaar formaat zoals IFC (internationale, open standaard voor het uitwisselen van BIM-informatie). Maar voor mij mist in deze definitie eigenlijk het belangrijkste en dat is samenwerken. Samenwerken tussen alle betrokken partijen, van opdrachtgever tot uitvoerder, van gemeente tot aannemer, met als uiteindelijke doel het werkproces zo soepel mogelijk laten verlopen met zo min mogelijk faalkosten. 

Afbeelding 2: Losse foto’s.

Eisen
Het te maken 3D-model moest natuurlijk aan bepaalde eisen voldoen, waarvan de belangrijkste waren dat het een Autodesk Revit-bestand moest worden in RD-coördinaten met een maximale meetonnauwkeurigheid van 5 millimeter ten opzichte van RDNAP. Verder moesten de scans worden geleverd in kleur en moest het model voldoen aan de NL-SfB-codering en een vast nulpunt hebben. Ook was per type object aangegeven in welk detail (Level of Detail) het opgebouwd moest zijn. Om de hoge nauwkeurigheid te kunnen halen, hebben we ervoor gekozen om het hele projectgebied in te scannen met een Trimble TX8, een zeer nauwkeurige statische laserscanner met een snelheid van 1 miljoen punten per seconde en bereik van ruim 100 meter, de relatieve nauwkeurigheid bedraagt 3 millimeter.

Afbeelding 3: Panoramafoto vanuit losse foto’s.

Puntenwolken in kleur
Een van de eisen was dus dat de scans in kleur zouden zijn. Hiervoor hadden wij twee opties, of de camera van de Trimble TX8 (aanwezig in model 2) gebruiken of een losse spiegelreflexcamera. Beide methoden hebben zo hun voor- en nadelen. Met de interne camera van de TX8 gaat de opname en verwerking sneller en gemakkelijker. Een losse camera heeft kwalitatief betere en scherpere foto’s. Ondanks het extra werk hebben we vanwege de hoge eisen gekozen voor de losse camera. De aparte foto’s, zie afbeelding 2, zijn met speciale software aan elkaar gerekend tot panoramafoto’s, zie afbeelding 3, die vervolgens in Trimble RealWorks zijn gebruikt om de puntenwolken in te kleuren. 

Afbeelding 4: Scantargets.

Verwerking puntenwolken
Om de scans aan elkaar te rekenen is er gebruikgemaakt van targets (‘scan spheres’, zie afbeelding 4). Deze targets moeten vanuit meerdere standplaatsen gemeten zijn. Een deel van de targets zijn ook middels tachymetrie en GNSS gemeten, wat zorgt voor een hoger en stabieler grondslagnetwerk. Tot slot heeft een waterpassing plaatsgevonden voor de koppeling aan het NAP-stelsel. In MOVE3 zijn de GNSS-, tachymetrie- en waterpasmetingen vereffend, zie afbeelding 5. GeoNext heeft software geschreven om ook alle targets in MOVE3 mee te vereffenen. Alle coördinaten zijn in Trimble RealWorks gelezen en alle opstellingen zijn aan elkaar gerekend, zie afbeelding 6. Omdat alle targets meegenomen zijn in de vereffening ontstaat een perfecte aan elkaar gesloten puntenwolk.

Afbeelding 5: Meetnetwerk in MOVE3. Groen: tachymetrie, paars: gps, lichtblauw: waterpassing.

Modelleren in Revit
Nu we een aaneengesloten puntenwolk hebben, zijn we begonnen met modelleren. Het grootste gedeelte van het modelleren vond in Revit plaats. Op plaatsen waar we geen puntenwolk hadden (omdat het niet te scannen was), is gebruikgemaakt van de informatie in de pdf’s van de oorspronkelijke bouwtekeningen. Deze zijn hard nodig voor met name de funderings- en constructie-elementen. De funderingen zijn uiteraard niet zichtbaar aangezien ze onder de grond liggen, de constructie-elementen zitten vaak achter een afwerking, zoals een plafond of muur. De scans en bouwtekeningen vullen elkaar goed aan. Het ruwe werk is vanaf de tekeningen te doen en de scans zijn er om alles precies op de goede plek te krijgen en voor de wijzigingen die zijn aangebracht die niet op de tekeningen staan.
Naast geodetische kennis om een hoogwaardige puntenwolk te produceren, is ook kennis van bouwkunde noodzakelijk om alles conform de eisen in Revit op te bouwen. Hiervan hebben wij dankbaar gebruikgemaakt van een externe specialist.
Zoals eerder vermeld moest alles worden gecodeerd via het NL-SfB-systeem. Dit systeem is een standaard voor de bouw- en installatiebranche en wordt momenteel beheerd door het BIM Loket. In Revit heeft elk element een Assembly Code waarbij dit wordt ingevuld. Verder is er gewerkt met aparte Worksets, op deze manier is er een scheiding tussen verschillende elementen (constructie, gevels, installaties, outillage, et cetera) en kan er goed worden samengewerkt via een Central Model. Deze staat op de server en iedereen kan lokaal aan zijn of haar eigen deel werken zonder elkaar in de weg te zitten of dubbel werk te doen. En uiteindelijk, na vele uren modelleren, ontstond er dan een zeer nauwkeurig 3D-model, zie afbeelding 7.

Afbeelding 6: Verwerking in RealWorks, puntenwolken van één dag scannen.

Conclusie
De opbouw van station Almere was voor GeoNext een mijlpaal. Onze ambitie is om niet te stoppen bij een puntenwolk, maar een product te leveren waar een architect of ontwerper direct mee aan de slag kan. Als wij onze ambitie willen waarmaken, is kennis en kunde van de andere vakdisciplines noodzakelijk.

Afbeelding 7: Compleet 3D-model.

Lennart Querelle is junior specialist bij GeoNext.
Voor meer informatie, zie

Website GeoNext

Comments are closed.