ממיליוני נקודות מדידה: משרד המדידות Frommelt יוצר תוכניות דיגיטליות של המבנה הקיים עבור ה-Kurhaus Wiesbaden בתוך שבועות ספורים בלבד
- 5 ביולי
- זמן קריאה 6 דקות
חזית עמודים מונומנטלית, כיפת זכוכית מוצפת אור, סימטריות ארכיטקטוניות מרשימות: ה-Kurhaus Wiesbaden (בית המרפא של ויסבאדן) הוא מבנה ניאו-קלאסי מפואר. כדי לבצע שיפוץ מקיף, האדריכלים נזקקו לתמונה דיגיטלית מלאה ומדויקת של הבניין. חברת המדידות ששכרו, Vermessungsbüro Frommelt GmbH, בחרה בפתרונות של חברת Leica Geosystems: שילוב של סריקת לייזר נייחת וניידת, לצד זרימת עבודה מקצה לקצה – מאיסוף הנתונים ועד לניתוחם. הפרויקט מהווה דוגמה מובהקת לאופן שבו ניתן לבצע ביעילות אפילו מדידות מורכבות, ומראה את התפקיד שממלאים בתהליך זה הטכנולוגיה, הניסיון והאינטראקציה בין המערכות.
מבואת הכניסה (הפוייר) של ה-Kurhaus Wiesbaden היא חלל מרשים: תקרות גבוהות, עמודים מעוטרים, ונופים רחבי ידיים. כיום, וולפגנג דינש (Wolfgang Dienesch) הוא האדם היחיד שנע שם, רגוע וממוקד – דבר שהוא חריג למדי. הוא דוחף לפניו עגלת סריקה קומפקטית שעליה מותקן מכשיר ה-Leica BLK ARC. בעודו מתקדם צעד אחר צעד, המערכת מתעדת ברציפות את סביבתה. קירות, קצוות חדרים – כל מבנה הופך לחלק מתמונה דיגיטלית הולכת וגדלה.
וולפגנג דינש הוא המנכ"ל של Vermessungsbüro Frommelt GmbH והוא נמצא כאן עם משימה ברורה: לתעד את ה-Kurhaus במלואו, מבפנים ומבחוץ, מהמרתף ועד הגג, כבסיס לתכנון עבודות השיפוץ הקרובות. בעבר נדרשו חודשים או אפילו שנים כדי לסרוק נקודות נתונים בודדות בנפרד, אך כיום ניתן להפיק ענן נקודות בצפיפות גבוהה בתוך שבועות ספורים בלבד – מדויק, מלא ובר-חיבור.
עבור דינש, העבודה הזו היא יותר מסתם פרויקט: "כמי שנולד וגדל בוויסבאדן, ה-Kurhaus הוא כמובן משהו מיוחד מאוד עבורי. כשהגיעה הבקשה, ידעתי מיד שנקבל את העבודה. העובדה שאנחנו בכלל מסוגלים לתעד מבנה כזה בצורה הזו כיום, היא כולה בזכות הטכנולוגיה. בעזרת פתרונות של Leica Geosystems, אנו מסוגלים לתעד ביעילות אפילו מבנים מורכבים ולספק בסופו של דבר נתונים אמינים."
המשימה: בסיס דיגיטלי למבנה קיים ומורכב
ה-Kurhaus Wiesbaden הוא אחד המבנים ההיסטוריים המפורסמים ביותר בבירת מדינת הסן. הוא נבנה בתחילת המאה ה-20 על פי תוכניותיו של האדריכל והצייר פרידריך פון תירש, ונותר עד היום סמל לשילוב בין ארכיטקטורה מפוארת לשימוש רב-תכליתי. עם האולמות, האכסדראות וגני המרפא הסמוכים לו, הוא משמש כאתר לכנסים, אירועי תרבות ומפגשים חברתיים. במקביל, מדובר במבנה מורכב מבחינה טכנית אשר גדל ועבר שינויים מבניים רבים במהלך העשורים.
עבור שיפוץ מקיף, המתחיל בכל אזור המטבח של ה-Kurhaus, משרד האדריכלים שנשכר למשימה, Zaeske, נזקק לבסיס אמין לתכנון שלו. הבעיה הייתה שה-Kurhaus הוא מבנה היסטורי שהורחב מספר פעמים, מה שהוביל לכך שתוכניות המבנה הקיים היו חלקיות, לא עקביות או חסרות את רמת הפירוט הנדרשת. לכן, היה צורך בתמונה דיגיטלית מדויקת ומלאה (תאום דיגיטלי – digital twin) של המבנה כולו, מהמרתף ועד הגג, כולל חזיתות, אזורים טכניים וכל המבנים הרלוונטיים.
משרד המדידות Vermessungsbüro Frommelt הופקד על משימה זו. המשרד עבד עם חברת האדריכלים במשך שנים רבות, ולכן דינש היה מעורב בתהליך התכנון כבר בשלב מוקדם. וולפגנג דינש מסביר: "בתחילת השנה שעברה, משרד האדריכלים ציין כי הוא יזדקק לעבודות מדידה ב-Kurhaus ושאל האם יש לנו את כוח האדם והיכולות הטכניות להתמודד עם זה. ידענו שזה יהיה אתגר, בהתחשב בגודלו העצום של הבניין. אבל רצינו להתמודד עם הפרויקט. כשהדבר הפך למוחשי יותר, השקענו בסורק לייזר נייד, ה-Leica BLK ARC, לצד הסורקים הקיימים שלנו, כדי שנוכל לקלוט ביעילות שטחי פנים גדולים תוך כדי פעילות שוטפת של המקום. זמן קצר לאחר מכן, זכינו בחוזה."
מדידה יעילה הודות לשילוב של סורקים נייחים וניידים
מדידת ה-Kurhaus בוצעה על בסיס רשת מיוחסת גיאוגרפית (georeferenced grid) של נקודות בקרה, המבטיחה את הקישור בין הסריקות החיצוניות והפנימיות. חברת Frommelt שילבה סריקת לייזר נייחת וניידת, אשר הוטמעו בתוך קונספט משותף של נקודות בקרה ורישום (registration) והותאמו לדרישות המבנה. עבור השטח החיצוני ואזורים שדרשו רמת פירוט גבוהה במיוחד, נעשה שימוש ב-Leica RTC360. סורק לייזר סטטי זה מספק ענני נקודות ברזולוציה גבוהה והוא מתאים במיוחד לחזיתות, אלמנטים ארכיטקטוניים מעוטרים וגיאומטריות מורכבות. הודות למהירות הסריקה הגבוהה ולרישום המוקדם האוטומטי של סריקות בודדות – המכונה "walks" (מסלולי הליכה) – ישירות בשטח באמצעות Leica Cyclone FIELD 360, המערכת יכולה לקלוט עמדות סריקה רבות בפרק זמן קצר ולקשר ביניהן בצורה חלקה.
בתוך המבנה, הצוות, שהורכב מדינש ומקולגה נוסף, השתמש גם בסורק הלייזר הנייד Leica BLK ARC, אשר מונע ברחבי הבניין על גבי עגלת סריקה ומאפשר תיעוד רציף של משטחים גדולים, אפילו לאורך מספר חדרים. תהליך זה מבוסס על שילוב של טכנולוגיות LiDAR SLAM ו-Visual SLAM: לצד נתוני הלייזר הטהורים, המערכת משתמשת גם במאפיינים חזותיים כגון קצוות, פתחי דלתות או מבנים לצורך התמצאות במרחב. מסלולי ההליכה הבודדים נרשמים ברציפות ומקושרים לעמדות הסריקה הסטטיות. בחללים פנימיים מורכבים במיוחד, הדבר מבטיח קביעה אמינה של המיקום ומאפשר לקשר את הסריקות ביעילות. נקודות החוזק של המערכת באות לידי ביטוי במיוחד באזורים מרווחים כמו מבואות או אולמות, שכן נדרשות פחות נקודות תחנה בודדות ותהליך הסריקה מואץ באופן משמעותי.
בסך הכל נסרקו כ-40,000 מטרים רבועים, מהמרתף ועד לעליית הגג, כולל כל האזורים המשניים. השילוב בין שתי המערכות הוכח כמפתח ליעילות הפרויקט. בעוד ש-Leica RTC360 נפרס בכל מקום שבו נדרשת רמת פירוט מקסימלית, ה-Leica BLK ARC מאפשר תיעוד מהיר ורחב-היקף של מבני החדרים. הסריקות החיצוניות והפנימיות מקושרות באמצעות נקודות בקרה שהוקמו בחוץ והועברו אל הפנים. על בסיס זה, ניתן ליישר ולנתח במדויק את הסריקות משתי שיטות הסריקה בתוך מערכת קואורדינטות משותפת. כך נוצר תאום דיגיטלי מלא של הבניין בפרק זמן קצר יחסית. "עם סריקה טכאומטרית קונבנציונלית – כלומר, איסוף נתונים נקודה אחר נקודה באמצעות מדידות זווית ומרחק והצבת תחנות חופשיות – היינו צריכים לבצע מדידות נקודתיות במשך חודשים ארוכים עבור בניין בגודל כזה. כיום, אנחנו הרבה יותר מהירים בשטח. זה מה שהופך פרויקטים כאלה לכדאיים מבחינה כלכלית לראשונה," אומר דינש.
מענן הנקודות לתוכנית עבודה יישומית
תהליך הניתוח הממשי מתחיל לאחר מכן במשרד. זהו השלב שבו נתוני הסריקה מאוחדים, מעובדים ומומרים לבסיס מוצק לתכנון. חברת Frommelt השתמשה בתוכנה Leica Cyclone REGISTER 360 PLUS, שבה הסריקות הבודדות משני החיישנים עוברות תחילה רישום מוקדם אוטומטי ולאחר מכן מאוחדות לכדי ענן נקודות כולל ועקבי בשיטות ענן לענן (cloud-to-cloud). התוכנה תומכת בתהליך זה באמצעות רישום מוקדם אוטומטי, בדיקה חזותית ועיבוד משלים ומדויק. צעד אחר צעד, תהליך זה יוצר מודל תלת-ממדי רציף של הבניין כולו.
דינש מסביר: "חיבור הסריקות הבודדות יחד בצורה חלקה דומה להרכבת פאזל. התוכנה מסייעת לנו בצורה עצומה, שכן רבים מהשלבים כבר אוטומטיים, בעוד שאנו עדיין שומרים על שליטה מלאה על האיכות."
השלב הבא הוא ניקוי ענן הנקודות באמצעות תוכנת Leica Cyclone 3DR, המשתמשת בתהליכי סיווג וסינון (למשל, זיהוי והסרה אוטומטיים של אנשים, רהיטים וחפצים זמניים) כדי ליצור מערך נתונים ברור וממוקד. הפונקציות האוטומטיות מעבדות נפחים גדולים של נתונים בצורה חלקה ומפחיתות באופן מהותי את כמות העבודה הידנית הנדרשת. אך עדיין יש עבודה לעשות. בעוד שאיסוף הנתונים בשטח הוא מהיר יחסית, עיבוד הנתונים במשרד דורש זמן רב יותר. עם זאת, כאן טמון הערך המוסף המרכזי: ממיליוני נקודות מדידה, נוצר בסיס מובנה ואמין שעליו יכולים האדריכלים להמשיך את עבודתם בביטחון.
"אנשים רבים ממעיטים בערך העבודה הכרוכה בניתוח הנתונים," אומר דינש. "אבל בדיוק כאן נוצרת האיכות. בסופו של דבר, אנחנו לא מספקים ענן נקודות, אלא תוכניות שניתן באמת להשתמש בהן." השילוב בין איסוף נתונים מהיר בשטח לבין עיבוד בעל ביצועים גבוהים במשרד מאפשר זרימת עבודה מקצה לקצה, מהסריקה הראשונה ועד לבסיס התכנון הסופי.
המשכיות בטכנולוגיה ובזרימת העבודה עם Leica Geosystems מאז 2001
משרד המדידות Vermessungsbüro Frommelt עובד עם פתרונות של Leica Geosystems כבר למעלה משני עשורים. שיתוף הפעולה החל עם מכשיר ה-Total Station (תחנה כוללת) הראשון בשנת 2001. משרד המדידות הרחיב מאז ברציפות את פורטפוליו המוצרים שלו, מתחנות כוללות נוספות למערכות GNSS ועד לסורקי הלייזר ותוכנות הניתוח המשמשים כיום. דינש מציין: "התחלנו עם Leica Geosystems אז ונשארנו איתם מאז. המכשירים מדויקים, התפעול מחושב היטב, ואנחנו יכולים לסמוך על כך שהכל יעבוד יחד בצורה אמינה, מהעבודה בשטח ועד לניתוח במשרד."
גורם מפתח אחד כאן הוא ההמשכיות מקצה לקצה של זרימת העבודה. החומרה בשטח והתוכנה במשרד עובדות יחד בצורה חלקה, כך שניתן לעבד נתונים ללא הפרעה, והתהליכים נותרים עקביים. היתרונות של מערכת מתואמת באים לידי ביטוי בצורה הברורה ביותר בפרויקטים מורכבים כמו ה-Kurhaus Wiesbaden.
לכך מתווסף פקטור הקידמה הטכנולוגית. דורות חדשים של ציוד מאפשרים לחברה להרחיב את מגוון השירותים שלה ולקחת על עצמה פרויקטים נוספים שכמעט ולא היו ישימים מבחינה כלכלית או טכנית בעבר.
"טכנולוגיית הסורקים החדשה פתחה בפנינו תחום עסקי חדש לחלוטין. לא היינו מסוגלים להתמודד עם פרויקטים כאלה בעבר. כיום, אנו יכולים לתעד ביעילות מבנים גדולים ומורכבים ולספק רמה חדשה לגמרי של איכות נתונים ללקוחותינו." זהו גם יתרון עבור הלקוחות. יעילות רבה יותר באיסוף הנתונים וניתוח מדויק מניבים בסיס אמין לתכנון בפחות זמן. במקביל, נפתחות הזדמנויות חדשות לשימוש בנתונים – למשל, עבור מודלים דיגיטליים או ניתוחים נוספים.
אמינות לאורך כל הפרויקט
מעבר לטכנולוגיה עצמה, דינש מציין היבט מרכזי נוסף בעבודת הפרויקט היומיומית שלו: השירות והתמיכה של Leica Geosystems. הוא מסביר: "התמיכה שחברת Leica מספקת היא מצוינת. יש לנו איש קשר ייעודי, ניתן להשיג מישהו במהירות ולקבל סיוע קונקרטי. זה חשוב ביותר בפרויקט בקנה מידה כזה, כי אי אפשר להרשות לעצמך זמני השבתה ארוכים." שאלות טכניות, תיאום עיבוד הנתונים או בעיות נקודתיות (ad hoc) ניתנים לפתרון מהיר, מבלי לסכן את התקדמות הפרויקט.
בסופו של דבר, מה שנותר עבורו מעל הכל הוא חוויה של פרויקט יוצא דופן: "מדידת ה-Kurhaus הייתה עבורי באופן אישי רגע השיא בקריירה שלי עד כה. הכרתי את המבנה, אבל ללכת בו ולחוות כל חדר, כל מסדרון וכל אזור העניקו לי הבנה שונה לחלוטין שלו. זה היה משהו מיוחד."
עבור דינש, העובדה שפרויקט בקנה מידה כזה יכול להתבצע ביעילות כיום ובאיכות הנדרשת היא בבירור בזכות הטכנולוגיה שבה נעשה שימוש: "השילוב של הפתרונות של Leica Geosystems בשטח ועבור ניתוח הנתונים היה הגורם המכריע. לא רק שהצלחנו לבצע את הפרויקט, אלא הצלחנו להשלים אותו ברמת איכות שגם אנחנו וגם הלקוח שלנו מרוצים ממנה מאוד."