Trong quá trình khảo sát và cải tạo công trình, việc đo đạc hiện trạng thủ công thường tốn thời gian, đặc biệt với những không gian có hình dạng phức tạp hoặc khó tiếp cận.
Scan2BIM bằng LiDAR trên iPhone/iPad mở ra một cách tiếp cận linh hoạt hơn, cho phép thu thập dữ liệu không gian 3D trực tiếp tại công trường bằng thiết bị di động. Từ dữ liệu quét, đội ngũ kỹ thuật có thể xây dựng bản vẽ 2D, mô hình BIM hiện trạng và kết nối với các phần mềm như Revit. Vậy công nghệ này hoạt động như thế nào, có thể ứng dụng đến đâu và cần lưu ý gì để đảm bảo độ chính xác? Hãy cùng BIMCAD Vietnam tìm hiểu quy trình từ quét hiện trạng đến mô hình BIM (Field-to-BIM) và những giá trị thực tế của giải pháp này trong ngành xây dựng.
Scan2BIM (Scan-to-BIM) là quy trình sử dụng dữ liệu quét 3D để hỗ trợ tạo bản vẽ và mô hình thông tin công trình (BIM) từ hiện trạng thực tế. Thay vì chỉ dựa vào các phép đo riêng lẻ, đội ngũ kỹ thuật có thể thu thập dữ liệu không gian để phục vụ việc dựng lại hình học công trình trong môi trường số.
Công nghệ này có thể tận dụng LiDAR trên các thiết bị iOS tương thích để quét công trình, tự động tạo bản vẽ 2D có kích thước, mô hình 3D và hỗ trợ kết nối với Revit.
Trước đây, thu thập dữ liệu 3D thường gắn liền với thiết bị quét chuyên dụng, quy trình xử lý dữ liệu và nhân sự có chuyên môn. Smartphone tích hợp LiDAR mở ra một cách tiếp cận linh hoạt hơn: nhân sự tại công trường có thể sử dụng thiết bị di động để ghi nhận không gian và chuyển dữ liệu sang các bước xử lý tiếp theo.
Với quy trình Scan2BIM phù hợp, doanh nghiệp có thể hướng đến ba mục tiêu:
Điểm quan trọng không chỉ là quét được một không gian 3D, mà còn là biến dữ liệu đó thành thông tin có thể sử dụng trong công việc kỹ thuật.
LiDAR là viết tắt của Light Detection and Ranging, công nghệ sử dụng ánh sáng laser để thu thập thông tin khoảng cách đến bề mặt vật thể. Dựa trên dữ liệu khoảng cách và quá trình theo dõi chuyển động của thiết bị, hệ thống có thể tái tạo hình dạng không gian dưới dạng dữ liệu 3D.
Trên thiết bị tương thích, LiDAR hỗ trợ nhận diện các bề mặt như tường, sàn, trần và những thành phần kiến trúc xung quanh. Khi kết hợp với phần mềm quét phù hợp, dữ liệu thu thập được có thể trở thành đầu vào cho quy trình Scan2BIM.
Về nguyên lý, quy trình có thể được hiểu qua ba bước:
Trong thực tế, chất lượng dữ liệu còn phụ thuộc vào thiết bị, phần mềm, khoảng cách quét, điều kiện môi trường và cách người dùng di chuyển khi thu thập dữ liệu.
Lưu ý: LiDAR không tự động tạo ra một mô hình BIM hoàn chỉnh chỉ bằng việc đo khoảng cách. Phần mềm Scan2BIM cần xử lý dữ liệu, xác định hình học và chuyển đổi thông tin sang cấu trúc bản vẽ hoặc mô hình phù hợp.
Scan2BIM kết hợp cảm biến LiDAR trên thiết bị di động với phần mềm xử lý dữ liệu không gian, giúp chuyển hiện trạng công trình thành dữ liệu phục vụ thiết kế BIM/CAD.
Điểm khác biệt không chỉ nằm ở việc quét không gian 3D, mà còn ở khả năng tự động chuyển dữ liệu quét thành bản vẽ 2D có kích thước và mô hình 3D, giảm bớt các bước dựng lại hình học thủ công.
Khi người dùng di chuyển iPhone hoặc iPad quanh khu vực cần khảo sát, cảm biến LiDAR phát các xung laser và thu nhận tín hiệu phản hồi để xác định khoảng cách đến những bề mặt xung quanh.
Phần mềm kết hợp dữ liệu khoảng cách với thông tin theo dõi chuyển động của thiết bị để ghi nhận hình dạng không gian. Các bề mặt như tường, sàn, trần và những chi tiết kiến trúc có thể được thu thập trong phạm vi cảm biến hoạt động hiệu quả.
Kết quả của giai đoạn này là dữ liệu không gian 3D, thường được biểu diễn dưới dạng point cloud (đám mây điểm) hoặc cấu trúc dữ liệu 3D tương ứng với phương pháp xử lý của ứng dụng.
Dữ liệu thu thập được cần được xử lý để hình thành biểu diễn không gian có thể sử dụng cho các bước tiếp theo.
Tùy thuật toán của phần mềm, quá trình này có thể bao gồm:
Đây là bước quan trọng bởi dữ liệu quét ban đầu chưa phải là bản vẽ CAD hay mô hình BIM hoàn chỉnh.
Sau khi xử lý dữ liệu không gian, Scan2BIM có thể chuyển thông tin hình học thành bản vẽ 2D theo chức năng được cung cấp. Đầu ra có thể phục vụ việc thể hiện mặt bằng, kích thước và bố cục không gian hiện trạng, giúp kỹ thuật viên giảm thời gian dựng lại bản vẽ từ những phép đo thủ công riêng lẻ.
Tính năng Scan2BIM hỗ trợ tự động tạo bản vẽ 2D có kích thước. Tuy nhiên, mức độ chi tiết, khả năng chỉnh sửa và độ chính xác cần được kiểm tra theo kết quả thực tế của ứng dụng.
Song song với bản vẽ 2D, phần mềm có thể tạo mô hình 3D từ dữ liệu không gian đã xử lý. Các định dạng đầu ra mô hình 3D gồm JSON và IFC, đồng thời định hướng hỗ trợ kết nối với Revit. Nhờ đó, dữ liệu thu thập tại hiện trường có thể tiếp tục được sử dụng trong quy trình BIM thay vì chỉ dừng lại ở việc xem lại hình ảnh quét.
Cần lưu ý rằng mô hình 3D được tạo tự động không đồng nghĩa với mô hình BIM đã hoàn chỉnh về thông tin kỹ thuật. Các thành phần, thuộc tính, mức độ chi tiết và độ chính xác cần đáp ứng yêu cầu dự án trước khi đưa vào thiết kế hoặc thi công.
Phân biệt ba công đoạn chính:
Công đoạn | Kết quả |
|---|---|
| LiDAR scanning | Thu thập dữ liệu không gian từ công trình thực tế |
| Data processing & modeling | Xử lý dữ liệu và tái tạo hình học |
| Scan2BIM output | Tạo bản vẽ 2D, mô hình 3D và dữ liệu phục vụ quy trình BIM/CAD |
Giá trị của Scan2BIM nằm ở việc kết nối cả ba công đoạn này. Người dùng không chỉ ghi nhận hiện trạng bằng smartphone, mà còn có thể tiếp tục khai thác dữ liệu trong quy trình thiết kế và mô hình hóa.
Dù vậy, chất lượng đầu ra vẫn phụ thuộc vào điều kiện quét, thiết bị, thuật toán và yêu cầu kỹ thuật. Với các hạng mục cần độ chính xác cao, dữ liệu nên được đối chiếu với số đo thực tế hoặc phương pháp đo đạc chuyên dụng trước khi sử dụng.
Giá trị của Scan2BIM không chỉ nằm ở khả năng tạo mô hình 3D, mà còn ở việc hỗ trợ các công việc cần dữ liệu hiện trạng nhanh chóng và dễ chia sẻ.
Các ứng dụng trên phù hợp nhất khi phạm vi khảo sát, yêu cầu độ chính xác và mục đích sử dụng dữ liệu được xác định rõ ngay từ đầu.
Mặc dù LiDAR giúp đơn giản hóa quá trình thu thập dữ liệu, smartphone không phải thiết bị thay thế cho mọi phương pháp đo đạc chuyên nghiệp.
Với các công việc như ghi nhận hiện trạng, trao đổi phương án cải tạo hoặc kiểm tra sơ bộ không gian, dữ liệu quét bằng smartphone có thể mang lại nhiều lợi ích.
Ngược lại, những công việc yêu cầu dung sai chặt chẽ như chế tạo cấu kiện, lắp đặt thiết bị chính xác hoặc kiểm tra va chạm ở cấp độ kỹ thuật có thể cần máy quét laser chuyên dụng, hệ thống đo đạc bổ sung và quy trình kiểm định dữ liệu. Không nên mặc định rằng mọi mô hình tạo ra từ Scan2BIM đều đạt độ chính xác phù hợp cho thi công.
Nhu cầu | Hướng tiếp cận phù hợp |
|---|---|
| Ghi nhận hiện trạng, trao đổi nội bộ | Scan2BIM bằng smartphone có thể phù hợp |
| Khảo sát sơ bộ phục vụ cải tạo | Smartphone kết hợp kiểm tra thực tế |
| Lập hồ sơ hiện trạng có yêu cầu dung sai cụ thể | Đánh giá khả năng đáp ứng của thiết bị và phần mềm; bổ sung đo đạc khi cần |
| Thiết kế cấu kiện, lắp đặt chính xác | Ưu tiên phương pháp đo đạc đáp ứng dung sai dự án |
| Mô hình hóa công trình phức tạp | Cân nhắc quét laser chuyên dụng kết hợp xử lý Scan-to-BIM |
Lựa chọn công nghệ dựa trên đầu ra cần đạt, không chỉ dựa trên sự tiện lợi của thiết bị quét.
Một trong những hướng phát triển đáng chú ý của phần mềm xây dựng là đưa các công cụ BIM/CAD đến gần hơn với nhân sự tại hiện trường.
Theo danh mục sản phẩm của skyACE, hệ sinh thái này bao gồm VinaCAD, VinaBIM, VCC và nhóm ứng dụng di động phục vụ CAD, Scan2BIM và đo đạc AR. Các giải pháp được định hướng kết nối công việc từ thiết kế đến thi công và quản lý công trình.
Với VinaCAD Mobile, người dùng có thể xem và chỉnh sửa cơ bản bản vẽ CAD trên smartphone hoặc tablet. Khi kết hợp với Scan2BIM trên thiết bị iOS có LiDAR tương thích, quy trình làm việc có thể mở rộng từ việc ghi nhận hiện trạng đến tạo dữ liệu bản vẽ và mô hình.
Cách tiếp cận này mang lại ba lợi ích đáng chú ý:
Cần phân biệt rõ hai khái niệm: VinaCAD Mobile là ứng dụng CAD di động, còn Scan2BIM là chức năng/quy trình chuyển dữ liệu quét thành bản vẽ và mô hình. Các chức năng và định dạng xuất cụ thể phụ thuộc vào giải pháp triển khai.
Scan2BIM là ví dụ cho thấy công nghệ xây dựng không nhất thiết phải hoạt động như những công cụ tách biệt.
Khi các nhóm công nghệ được tích hợp theo đúng yêu cầu nghiệp vụ, doanh nghiệp có thể từng bước xây dựng quy trình field-to-BIM liền mạch hơn, từ thu thập dữ liệu ngoài hiện trường đến khai thác thông tin trong môi trường số.
Scan2BIM không chỉ là một phương pháp quét 3D trên smartphone. Đây còn là một phần trong xu hướng đưa dữ liệu hiện trường vào quy trình BIM/CAD một cách nhanh chóng và có hệ thống hơn.
Khi công nghệ LiDAR, phần mềm mô hình hóa và AI tiếp tục phát triển, quy trình này có tiềm năng mở rộng theo ba hướng:
Mức độ tự động hóa cần được đánh giá dựa trên khả năng thực tế của từng giải pháp. Những công việc đòi hỏi độ chính xác cao vẫn cần quy trình kiểm tra và xác nhận của kỹ sư.
Đối với doanh nghiệp phát triển phần mềm xây dựng, cơ hội không chỉ nằm ở việc tạo ra công cụ quét hiện trạng, mà còn ở việc kết nối BIM/CAD × Web/Cloud × AI × Mobile/Field Apps thành giải pháp phù hợp với quy trình thực tế của khách hàng.
Scan2BIM bằng LiDAR trên iPhone/iPad giúp rút ngắn khoảng cách giữa hiện trường và mô hình số. Bằng cách thu thập dữ liệu không gian, xử lý hình học và tạo bản vẽ 2D hoặc mô hình 3D, công nghệ này hỗ trợ số hóa công tác khảo sát và tạo đầu vào cho quy trình BIM. Để ứng dụng hiệu quả, doanh nghiệp cần xác định rõ mục đích sử dụng, yêu cầu độ chính xác và khả năng tích hợp dữ liệu với các công cụ BIM/CAD hiện có. Smartphone LiDAR phù hợp với nhiều nhu cầu khảo sát linh hoạt, nhưng không thay thế mọi phương pháp đo đạc chuyên dụng.
Tại BIMCAD Vietnam phát triển phần mềm BIM/CAD, nền tảng Web/Cloud và giải pháp AI theo nghiệp vụ xây dựng. Với định hướng Domain Knowledge × Technology, chúng tôi hướng đến việc kết nối công nghệ với những vấn đề thực tế trong thiết kế, thi công và quản lý công trình.
Tìm hiểu thêm về các giải pháp BIM/CAD và ứng dụng di động của skyACE để khám phá cách công nghệ có thể hỗ trợ quy trình làm việc xây dựng từ hiện trường đến môi trường số.
