随着社会的不断发展，越来越多的异形建筑出现在人们的视野中。基于异形钢结构的铝板加幕墙设计方案越来越受到设计师和业主的青睐。
而异形结构在设计、施工、放样、下料、安装等阶段，往往考验着相关行业的从业者。传统的全站仪测量方法很难准确测量钢结构的整体情况，需要使用三维激光扫描技术。
什么是3D激光扫描技术？
三维激光扫描技术也被称为“实景复制技术”。激光发射器以45°的倾角直接向棱镜的中点发射激光，棱镜在工作过程中会高速旋转，从而形成一条垂直的圆形扫描带。在操作过程中，机体会以与棱镜中点同轴的轴线旋转180°，从而在水平方向形成一个360°的扫描带。当棱镜与机身同时配合时，可以以3d扫描仪本身为中点，对球体中的东西进行扫描，形成点云数据。也就是说，将被扫描物体的表面以点阵的形式表现出来，可以得到与实物1: 1的每个点的尺寸信息、灰度值、反射强度和三维坐标信息。当彩色三维扫描开始时，可以获得被扫描物体表面的颜色和纹理的信息程度。
三维扫描技术广泛应用于建筑、测绘、文化遗产保护、航运、司法鉴定、娱乐、影视等领域。
在上海，这类情况一般采用Faro地面3D激光扫描仪或Trimble stand 3D激光扫描仪进行实地扫描。
异形钢结构测绘难点
一个完整的异形钢结构由一定数量的钢结构单元组成，这些钢结构单元往往由不同长度的钢管组装焊接而成。由几个钢结构单元组成的节段会预先在地面焊接，装车后再吊装焊接。在预组装、焊接和吊装过程中，人工干预无法精确控制，卸载后钢结构会发生沉降变形，产品和设计的理论模型会出现误差。
传统的测绘方法是用全站仪测量特征点的三维坐标，但其缺陷是一次只能测量一个点，加上圆管会造成全站仪飞起来，不完整，效率低。
案例分析
本案例为某省会城市某小区大剧院建设项目。由铝板支撑钢结构和幕墙形成的网壳将覆盖建筑的土建主体。
在这种情况下，沪澳的技术工程师利用FARO三维激光扫描仪，仅用一天时间就完成了项目南侧钢结构的现场三维扫描测量。通过后处理得到钢结构的点云数据。然后通过现场设置的靶标将点云的坐标系与设计模型的坐标系进行配准。
输出的点云文件可以直接导入到相关软件中，即可以在相同的坐标下与设计模型进行对比分析。通过对钢结构和点云的对比分析，以及铝板成品表面和点云的碰撞检测，设计人员可以根据实际误差情况指导后期铝板和幕墙玻璃的安装和材料订货。
前景
随着社会的快速发展，许多高层建筑和标志性建筑如雨后春笋般涌现，这些建筑的特点也趋于高层和异形。
传统测量方法在这些建筑中面临着精度低、效率低、难度大的缺点，而三维激光扫描技术可以弥补这些缺点，比传统测量有很大的优势。
比如在这种情况下，我们采用三维激光扫描技术，可以很好地解决异形钢结构安装过程中因误差造成的工期延误和材料浪费等问题。
而三维激光扫描技术因其测量精度高、效率高、覆盖面广、数据互操作性好，在工程建设中发挥着越来越重要的作用，如:
1、施工现场规划
通过三维激光扫描技术，实时获取施工现场的实际情况，将点云数据与设计图纸(BIM模型)对接，可以即时指导现场管理、施工组织规划、物流进场规划、施工进度规划等。
2.钢结构制作与施工
利用三维激光扫描技术，可以对建筑物中的许多巨大的桁架、不规则的弯管或更复杂的异形钢构件分别进行扫描，然后在计算机中进行预组装。预组装合格后，即可将钢构件运至施工现场进行实际焊接和吊装。
3.机电管线的设计和更新
结合3D扫描和+BIM技术，根据现场实际情况深化机电管线设计，消除管线硬碰软碰问题，降低施工阶段可能返工的可能性。我们将利用碰撞优化的三维管线方案进行施工交底和模拟，确保施工进度。
4、墙面、地面平整度检测
利用三维扫描技术采集建筑施工过程中墙体平整度、地面平整度等重要施工质量检验指标，以便快速检查，形成可追溯的质量检验文件，方便项目管理。
5.逆向建模和归档
通过3D激光扫描仪的快速扫描和逆向建模，对于没有完整竣工图/模型的老建筑，可以通过软件快速生成模型实例。
6.竣工模型的验证
施工单位基于点云文件修改竣工模型。对于模型的每一个修改部分，承包商需要明确每一个模型变更的点云基础，并有相应的存档文件。监理单位可以直接取施工单位的点云数据，进行抽样、考核、验收。
7、机电虚拟安装
随着BIM技术的深入应用，我们习惯于将预制应用于复杂的机电空机房，以减少现场安装时间。但是前期大量的施工，频繁的设计变更，往往会给我们带来一些麻烦。我们可以通过实景复制技术快速采集数据，根据现场真实数据设计安装预制，可以大大降低人员成本，提高施工进度。
8.建筑装饰设计基础
专业和装修行业进入工地首先做的就是建筑结构的构成。随着BIM技术的成熟，可以通过三维激光扫描技术快速进行现场数据合成。将设计模型导入点云处理软件，或者将点云导入设计软件进行对比分析，为下一步的设计施工提供良好的数据支持。
