「掃描到BIM」使現有的建築物資訊檔案與被稱之為3D建築資訊模型(Building Information Modeling，簡稱BIM) 的現代數位規劃技術得以整合。本文將會介紹「掃描到BIM」是如何使用3D雷射掃描儀將現有的建築物數位化成為點雲(point cloud) 資料，並且用於建立及更新BIM模型。

「掃描到BIM」的主要方法是透過3D雷射掃描儀收集建築物的外型、結構、地點等資訊的高密度點雲資料，這使得建立與更新的BIM模型可以準確的對應建築物本身。使用「掃描到BIM」製作的模型後續應用包刮了：竣工設計圖、施工項目的改建與擴建，甚至是設施的管理。除此之外，對於比較原始設計圖及地形整合等也非常有用。接下來，我們將探討BIM在當今建築、工程及營造(AEC)產業中的實踐。
 
BIM是什麼？
根據美國國家BIM標準項目委員會的規定，建築資訊模型的定義如下：
「建築資訊模型(BIM) 是一種顯示設施的物理與功能特徵的數位化資料。BIM是一種可以共享的知識資源，用於在一個設施建立的生命週期中提供可靠的資訊；定義為從早期的設計到最後拆除的一整個過程。」
實際上，BIM是一套為了AEC專業人員在建立3D模型時的標準設計方法，單個BIM模型可以涵蓋整個設施的位置，具有物理及功能特徵，並且整合在同一個資料集裡面。
例如：設計人員可以建立一個智能的3D模型，在其中定義所有的設計物件，包括它們的資訊與相互關係，比如說：如果他們只更改模型中的單個物件(像是支柱或門口)，不管是剖面或立面圖，其他在模型中所有同樣類別的物件都會一起更改。

BIM就是在建築物生命週期的不同階段中，可以讓多個不同的計畫參與人員一同協作的模型，不管是建築師、測量師、建築包商還是總承包商，每個計劃中不同的參與者都可以在BIM模型中插入、提取、更新或修改模型，自然地發揮他們在計畫中不同腳色的作用。因此，BIM的價值在於：讓所有計畫的參與者都可以使用精心設計過的模型來共同工作，並且每個參與者都對整個計畫的貢獻有著相當程度的認識。BIM為他們提供了必要的資訊，可以更有效的規劃、設計、構築與管理施工的計畫。 BIM與「掃描到BIM」有什麼關聯？
隨著AEC產業對於BIM需求不段增長，對於現有建築物的BIM模型需求也在增長，「掃描到BIM」將會迅速成為BIM流程中的相當重要的一環。當施工計畫是涉及到一個現有的建築物或地點的情況下，在開始設計之前就非常需要收集要將現有建築物建立成為模型的重要資訊。因此，「掃描到BIM」是一個利用3D雷射掃描儀將建築物的空間資訊數位化的過程，這樣的過程非常適用於BIM模型的初期建立、開發與維護。
從3D雷射掃描儀到點雲再到BIM模型
3D雷射掃描儀的數據通常都是使用點雲的格式(point cloud)來表現，點雲是在三維坐標系中的一組數據點，包含X、Y及Z軸的資訊，可以精準的表示目標物的外表與內部環境。
3D雷射掃描設備(例如：地面架站式雷射掃描儀與移動製圖系統) 可以進行數百萬次測量，並收集有關建築物的空間資訊，最後將這些資訊處理並組合以虛擬的方式呈現：點雲。
市面上有許多不同類型的3D雷射掃描儀，其主要的技術是： Lidar (光學雷達)與SLAM (即時定位與地圖構建)這兩種。這些技術提供了高品質與準確度的點雲資料，可以與標準的BIM流程無縫接軌。
  「掃描到BIM」可以解決的問題
數據收集需要仔細規劃，而且很耗時，如果現有建築物的BIM模型需要定期更新，則更是如此。

• 在設計階段就可以避免使用不完整或不可靠的訊息來建立現有建築物的BIM模型，並且竣工設計圖不會是未更新的、零散的，BIM模型設計人員就可以避免浪費過多的時間去將零散的設計圖資料拼湊在一起，而且這樣拼湊起來的設計圖也很容易讓人懷疑它的正確性。使用錯誤的模型可能會導致嚴重的後果，因為所有使用這份設計圖的計畫參與人員都會受到影響。
• 收集現場數據來更新與驗證模型的過程非常具有挑戰性，其中可能會牽涉到許多困難的挑戰，像是直接在現場進行測量與拍照，這牽扯了一些工作流程上的障礙，像是安排施工期間到需要的地方收集資料，這樣會影響到正在進行的施工作業，並且也需要花人力一同進行資料收集作業，而增加人力、時間與金錢的成本。

使用3D掃描技術，AEC專業人員可以輕鬆利用「掃描到BIM」的工作流程減少成本，收集精確的點雲資料用來建模，資料收集快速的特點也能輕易配合施工流程的進行。


「掃描到BIM」工作流程的好處
最明顯的是：對於結構與設計圖沒有數位化的建築物而言，設計整修與擴建的施工誤差可以大幅減少，並且可以更容易的獲得現在標準化格式的可靠設計圖。「掃描到BIM」還可以透過收集在每個施工階段的進度資料來與設計圖比對，提供施工品質的保證，內業的施工比對相較於在施工現場的比對，可以減少很多往返工地的時間。
當在現有建築物附近的敏感或具有挑戰性的位置進行新的建案時，「掃描到BIM」的工作流程也可以提供巨大的價值，例如：使用完整且有更新資訊的設計圖可以避免附近的結構物受到損傷，並且可以在實際問題發生之前就在設計圖避免掉。除此之外，老舊建築可以利用BIM提升其資產與設施的管理，也為現代建築業態來更高的效率，例如：可以在老舊建築明確的安排要在哪些地方更換隔熱材料以漸少碳足跡，此外，施工報告也可以讓後續的維護工作進行得更加準確。
結論
「掃描到BIM」是BIM流程中最主要的一部分，它的成長幅度與施工和維護工作的BIM使用率成正比。另外，點雲技術在容易入門，且可用性不斷提高的趨勢下，將減少「掃描到BIM」的AEC專業人士的入門門檻，計畫中不同層級的參與者(包含：測量師、計畫經理、建築團隊、工程師、室內設計師與建築師等) 都將受益於「掃描到BIM」的流程，可以放心的協作設計圖，就像BIM本身的概念一樣。

原文連結：https://www.geo4construction.com/content/article/everything-you-need-to-know-about-scan-to-bim