ПРИМЕНЕНИЕ СОВРЕМЕННОГО ГЕОДЕЗИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ BIM ТЕХНОЛОГИЙ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

THE USE OF MODERN GEODETIC EQUIPMENT WHEN USING BIM TECHNOLOGIES IN CONSTRUCTION

Bortsov Stanislav Dmitrievich

Student, Kuban State Agrarian University named after I.T. Trubilina,

Krasnodar, Russia

Strus Sergey Sergeevich,

Scientific supervisor, Candidate of Economic Sciences, Associate Professor, Kuban State Agrarian University named after I.T. Trubilina,

Krasnodar, Russia

АННОТАЦИЯ

Статья посвящена анализу синергии двух ключевых технологий современной строительной индустрии: информационного моделирования зданий (BIM) и высокоточного геодезического оборудования. Рассматривается трансформация роли геодезии от инструмента линейно-угловых измерений к функции управления пространственными данными в рамках сквозного цифрового цикла. Детально описаны основные типы оборудования — роботизированные тахеометры, GNSS-системы, 3D-лазерные сканеры и БПЛА, — раскрыты их возможности по интеграции с BIM-средой.

ABSTRACT

The article is devoted to the analysis of the synergy of two key technologies of the modern construction industry: building information modeling (BIM) and high-precision geodetic equipment. The transformation of the role of geodesy from a linear-angular measurement tool to a spatial data management function within the framework of an end-to-end digital cycle is considered. The main types of equipment — robotic total stations, GNSS systems, 3D laser scanners and UAVs — are described in detail, and their integration capabilities with the BIM environment are disclosed.

Ключевые слова: информационное моделирование зданий (BIM), современное геодезическое оборудование, роботизированный тахеометр, 3D-лазерное сканирование, GNSS (ГЛОНАSS/GPS), беспилотные летательные аппараты (БПЛА, дроны)

Keywords: building information modeling (BIM), modern geodetic equipment, robotic total station, 3D laser scanning, GNSS (GLONASS/GPS), unmanned aerial vehicles (UAVs, drones).

Современная строительная отрасль стоит перед беспрецедентным вызовом тройного ограничения: сложность, скорость, бюджет. Архитектурные формы становятся всё более смелыми, насыщенность зданий инженерными системами растет, а сроки сдачи проектов, напротив, сжимаются. В этих условиях любые ошибки проектирования, неточности при переносе чертежей в натуру или несогласованность между подрядчиками ведут к колоссальным финансовым потерям, срывам сроков и, в конечном итоге, к компрометации качества объекта.

Ответом на эти вызовы стали две взаимосвязанные технологические революции. Первая — информационное моделирование зданий (BIM), которое трансформировало статичный чертеж в «живую» цифровую модель, содержащую полную информацию об объекте на всем его жизненном цикле — от концепции до сноса. Вторая — тихая революция в геодезии, где традиционные теодолиты и рулетки уступают место высокоточным роботизированным тахеометрам, 3D-сканерам, спутниковым системам и дронам, создающим цифровое поле данных в реальном времени.

Частое заблуждение сводит BIM к просто «продвинутой 3D-визуализации». На деле, Building Information Modeling (BIM) — это фундаментально иной подход к созданию и управлению объектом, основанный на единой информационной среде. Если классический чертеж — это набор графических инструкций, то BIM-модель — это структурированная база данных, где каждый виртуальный элемент (колонна, балка, воздуховод, розетка) содержит не только геометрическую форму, но и набор атрибутов: производитель, марка материала, стоимость, сроки монтажа, энергоэффективность, условия эксплуатации и даже ссылки на руководства по ремонту.

Эта «интеллектуальность» модели раскрывает свой потенциал именно на стыке с реальным миром, на ключевых этапах жизненного цикла объекта, где критически важна абсолютная пространственная точность:

1. Проектирование и привязка к местности: Модель должна быть корректно размещена на цифровой модели рельефа (ЦМР) с учетом реальных условий.
2.  Вынос в натуру (разбивка): Перенос цифровых осей, точек и плоскостей модели в физические координаты на стройплощадке.
3. Контроль строительства: Постоянное сравнение возводимых конструкций с проектными параметрами для оперативного устранения отклонений.
4. Мониторинг деформаций: Наблюдение за осадками, прогибами конструкций в реальном времени.
5. Создание «as-built» моделей: Фиксация фактического, а не проектного положения всех элементов для передачи заказчику и эксплуатации.

Таким образом, BIM — это не статичная картинка, а живой цифровой прототип, требующий постоянного диалога с физической реальностью.

Если BIM — это идеальный цифровой замысел, то современная геодезия — это его материальный «реализатор». Роль геодезиста в рамках BIM-процесса кардинально трансформируется: из специалиста, выполняющего точечные линейно-угловые измерения, он становится ключевым менеджером пространственных данных на всем протяжении проекта. Он отвечает за точность, актуальность и согласованность пространственной информации на стыке цифровой модели и физического объекта.

Реализация принципов информационного моделирования на стройплощадке была бы невозможна без революционного обновления инструментария геодезиста. Сегодня его арсенал — это комплекс высокотехнологичных систем, каждая из которых решает свою задачу в едином цикле обмена данными с BIM-моделью. Рассмотрим ключевые технологии.

1. Роботизированные электронные тахеометры: «Точный исполнитель»

Это оборудование стало краеугольным камнем повседневной работы на площадке. Главное преимущество — автоматическое слежение за отражателем, что позволяет геодезисту работать в одиночку, управляя прибором дистанционно с контроллера. Но настоящую силу ему дает прямая интеграция с CAD/BIM-софтом на полевом планшете. Геодезист загружает в него актуальную модель, выбирает нужную точку или ось непосредственно в интерфейсе, и тахеометр мгновенно наводится на требуемое направление и угол.

2. Спутниковые технологии (GNSS): «Глобальный локатор»

Высокоточные GNSS-приемники, использующие сигналы созвездий ГЛОНАSS, GPS, BeiDou и Galileo в режиме реального времени (RTK), обеспечивают сантиметровую точность без необходимости прямой видимости между точками. Их ключевая роль в BIM-процессе — это создание безупречной геодезической основы:

• Привязка модели к миру: Корректное определение положения объекта в государственной или местной системе координат.
• Создание опорных геодезических сетей для тахеометров и сканеров.

3. Беспилотные летательные аппараты (БПЛА/дроны): «Всевидящее око»

Дроны, оснащенные камерами для фотограмметрии или лазерными сканерами (лидарами), добавили в геодезию вертикальное измерение и невероятную оперативность охвата больших площадей.

• Топографическая съемка: Создание актуальных цифровых моделей рельефа и ортофотопланов большой территории за часы, а не недели.
• Мониторинг хода строительства: Регулярные облеты для контроля общего вида, логистики, объемов земляных работ (выемка/насыпь).
• Инспекция труднодоступных объектов: Безопасный осмотр кровель, фасадов, высотных конструкций.

4. 3D-лазерное сканирование: «Цифровой двойник»

Если тахеометр измеряет отдельные точки, а GNSS — позиционирует, то 3D-сканер фиксирует реальность целиком, с невероятной плотностью и скоростью. Он создает «облако точек» — миллиарды точных измерений, формирующих цифровой слепок объекта или местности. Это главный инструмент для создания модели «как построено» (as-built).

Теоретические преимущества синергии BIM и геодезии обретают вес лишь в практическом применении. Рассмотрим, как этот тандем работает на ключевых этапах строительства, создавая замкнутый цикл управления.

1. Подготовительный этап и земляные работы: Закладка точного фундамента для модели

Начальная задача — перенести проект из виртуального пространства на реальную, зачастую неидеальную, местность. Здесь в дело вступает связка БПЛА и GNSS.

Создание цифрового двойника участка: БПЛА с фотограмметрической камерой за несколько часов выполняет аэрофотосъемку. На основе снимков и данных GNSS-опорных точек строится высокоточная цифровая модель рельефа (ЦМР) и ортофотоплан. Эта модель становится топографической основой для всей последующей BIM-модели, обеспечивая корректную привязку здания к ландшафту с учетом уклонов и высот.

Точная разбивка «нулевого цикла»: Геодезист загружает в роботизированный тахеометр контуры будущего котлована и разбивочные оси, экспортированные прямо из BIM-модели. Прибор с автоматическим наведением точно выносит эти точки в натуру, задавая вектор для работы землеройной техники.

Контроль объемов и геометрии: После разработки котлована его склоны и дно оперативно сканируются (3D-сканером или тем же БПЛА с лидаром). Сравнение полученного «облака точек» с проектной цифровой поверхностью позволяет точно рассчитать объемы выполненных земляных работ и проконтролировать соответствие формы и отметок дна проектным значениям, исключая ошибки, ведущие к перерасходу бетона при устройстве фундамента.

2. Возведение надземной части: Миллиметровый контроль в реальном времени

Это этап, где цена ошибки многократно возрастает, а современная геодезия становится главным инструментом обеспечения качества.

Разбивка и монтаж несущего каркаса: Геодезист с роботизированным тахеометром работает в паре с монтажниками. На планшете открыта BIM-модель с координатами каждой колонны, узла каркаса, анкерной плиты. Прибор, получая команду, указывает лазерным лучом точное место установки элемента. Это исключает «накопление» ошибок по этажам и гарантирует идеальную геометрию несущей системы.

Контроль геометрии сложных конструкций: После бетонирования монолита или сборки металлокаркаса проводится контрольное 3D-сканирование. Облако точек накладывается на проектную модель в специализированном ПО (например, Autodesk ReCap или Leica Cyclone). Программа автоматически выявляет и визуализирует отклонения (например, выпучивание опалубки, смещение колонны), что позволяет принять решение: скорректировать последующие этапы или, в критичных случаях, усилить конструкцию.

Мониторинг деформаций на уникальных объектах: При строительстве мостов, большепролетных перекрытий, высотных зданий используются автоматизированные системы мониторинга на основе роботизированных тахеометров или стационарных сканеров. Они в непрерывном режиме отслеживают малейшие осадки, прогибы и крены, передавая данные в BIM-систему для инженерного анализа и обеспечения безопасности.

3. Сдача объекта и эксплуатация: Создание «золотого» цифрового двойника

Финальный акт — создание идеально точной цифровой копии построенного объекта, которая станет основой для его жизни на десятилетия вперед.

Финальное сканирование и модель «As-Built»: По завершению строительства выполняется комплексное 3D-сканирование всего объекта — от фасадов и кровли до всех инженерных коммуникаций в подвалах и технических этажах. На основе этого облака точек создается итоговая BIM-модель «как построено» (As-Built). Она отражает все фактические изменения, внесенные в процессе монтажа, и является юридически значимым документом.

Интеграция в систему управления активами (CAFM/FM): Эта точная As-Built модель передается заказчику и интегрируется в систему управления объектом (Facility Management). Теперь эксплуатант в любой момент может «заглянуть» в цифрового двойника, чтобы точно найти скрытый клапан, спланировать ремонт или рассчитать нагрузки на конструкции. Данные, собранные тахеометрами, сканерами и дронами на протяжении всей стройки, сводятся в единую цифровую среду, формируя полную историю объекта — от первого выноса оси до последней смонтированной панели.

Таким образом, каждое геодезическое измерение становится ценным входным или контрольным данным для BIM-модели, превращая строительство из искусства в управляемый, оцифрованный и предсказуемый процесс.

Список литературы:

1. Разводовский Д.Е., Шулятьев С.О. Текст научной статьи.  Применение BIM в геотехнике. [https://cyberleninka.ru/article/n/primenenie-bim-v-geotehnike].
2. Астраханцев В.Д., Золотарев И.И., Текст научной статьи. О необходимости адаптации геодезических и BIM-технологий [https://cyberleninka.ru/article/n/o-neobhodimosti-adaptatsii-geodezicheskih-i-bim-tehnologiy].
3. Макаров Н.В., Текст научной статьи. Применение технологий BIM в управлении строительными проектами: преимущества и вызовы [https://cyberleninka.ru/article/n/primenenie-tehnologiy-bim-v-upravlenii-stroitelnymi-proektami-preimuschestva-i-vyzovy].
4. Рыбин Е.Н., Амбарян С.К., Аносов В.В., Текст научной статьи. BIM-технологии [https://cyberleninka.ru/article/n/bim-tehnologii].