Mitä laserkeilaus on ja miten sitä hyödynnetään rakentamisessa?

Laserkeilaus on mittausmenetelmä, jossa lasersäde skannaa kohdetta systemaattisesti ja tuottaa miljoonista mittatarkoista pisteistä koostuvan kolmiulotteisen pistepilvimallin. Menetelmä soveltuu rakennusten, infrastruktuurin, teollisuuslaitosten ja maastoalueiden tarkkaan dokumentointiin ja mittaamiseen. Seuraavissa osioissa käydään läpi, miten 3D-laserkeilaus toimii, missä rakentamisen vaiheissa sitä hyödynnetään ja milloin se on perinteistä mittausta parempi valinta.

Miten laserkeilaus toimii käytännössä?

Laserkeilaus perustuu laserpulssien lähettämiseen kohteeseen ja paluusignaalin kulkuajan mittaamiseen. Laite lähettää tuhansia pulsseja sekunnissa eri suuntiin, ja jokainen heijastunut piste tallentuu tarkkoine koordinaatteineen. Tuloksena syntyy pistepilvi, joka kuvaa kohteen geometrian millimetritarkkuudella ilman fyysistä kosketusta pintaan.

Käytännön mittaustilanteessa laserkeilain sijoitetaan useaan eri asemaan, jotta kohteesta saadaan kattava ja katvealueeton kuvaus. Eri asemilta kerätyt pistepilvet yhdistetään jälkikäsittelyssä yhdeksi yhtenäiseksi malliksi. Prosessiin voidaan liittää myös valokuvia, jolloin pistepilvi saa väritiedot ja lopputulos vastaa visuaalisesti todellista kohdetta.

Laitteisto voidaan asentaa jalustalle, ajoneuvoon tai drooniin mittauskohteen ja tarvittavan peittävyyden mukaan. Maastolaserkeilauksessa käytetään usein konenäköön tai GNSS-paikannukseen perustuvia ratkaisuja, kun taas sisätilamittauksissa statiivilla seisova keilain riittää useimmiten.

Mitä pistepilvimallilla voidaan tehdä rakennushankkeessa?

Pistepilvimalli on digitaalinen kolmiulotteinen aineisto, josta voidaan tuottaa suoraan suunnittelua palvelevia lähtötietoja: pohjapiirroksia, leikkauksia, julkisivupiirroksia, tilavuuslaskelmia ja törmäystarkasteluja. Malli toimii luotettavana lähtötietona sekä uudisrakentamisen suunnittelussa että korjausrakentamisessa, jossa olemassa olevan rakenteen mitat on tunnettava tarkasti.

Rakennushankkeessa pistepilveä hyödynnetään muun muassa seuraaviin tarkoituksiin:

• Olemassa olevien rakenteiden dokumentointi ja inventaario
• Suunnitelmien vertailu toteutuneeseen rakentamiseen
• Rakennemuutosten ja lisärakentamisen lähtötietoaineisto
• Tilavuus- ja massamäärien laskenta
• BIM-mallien ja digitaalisten kaksosten pohja-aineisto
• Purkukartoitukset ja haitta-aineselvitysten tukiaineisto

Pistepilvestä voidaan jalostaa myös täysin mittatarkka 3D-malli, joka integroituu suoraan suunnitteluohjelmistoihin. Tämä vähentää tarvetta erillisille maastokäynneille ja nopeuttaa suunnitteluprosessia.

Missä rakentamisen vaiheissa laserkeilausta käytetään?

Laserkeilausta voidaan hyödyntää rakennushankkeen kaikissa vaiheissa: esisuunnittelusta luovutukseen ja ylläpitoon. Menetelmä tuottaa tarkkaa lähtötietoa silloin, kun kohteen geometria on tunnettava ennen suunnittelupäätöksiä tai kun toteutunutta rakentamista halutaan verrata suunnitelmiin.

Suunnittelu- ja esirakentamisvaihe

Ennen rakentamisen aloittamista laserkeilaus tuottaa tarkan kuvan olemassa olevista rakenteista, maastosta tai infrastruktuurista. Tämä on erityisen arvokasta korjausrakentamisessa, laajennushankkeissa ja teollisuuslaitosten muutostöissä, joissa vanhat piirustukset ovat puutteellisia tai virheellisiä.

Rakentamisen aikainen laadunvarmistus

Rakentamisen aikana laserkeilauksella voidaan seurata, vastaako toteutunut rakenne suunniteltua. Poikkeamat havaitaan varhain, mikä vähentää kalliita korjauksia myöhemmissä vaiheissa. Esimerkiksi betonielementtien asennustarkkuus, raudoituksen sijainti ja pintojen tasaisuus voidaan tarkastaa mittausaineistosta.

Luovutus ja ylläpito

Hankkeen valmistuttua laserkeilausaineisto toimii as-built-dokumentaationa, joka kuvaa rakenteen toteutuneen tilan. Ylläpitovaiheessa aineistoa voidaan hyödyntää muutostöiden suunnittelussa ja rakenteen kunnon seurannassa.

Mitä eroa on maastolaserkeilauksella ja sisätilojen laserkeilauksella?

Maastolaserkeilaus ja sisätilojen laserkeilaus eroavat toisistaan mittausympäristön, laitteiston ja käyttötarkoituksen osalta. Maastolaserkeilauksessa mitataan ulkotiloja, kuten maastoa, teitä, siltoja ja rakennusten ulkopintoja, usein pitkillä kantamilla. Sisätilojen laserkeilauksessa kohteena ovat rakennusten huoneet, käytävät, tekniset tilat ja rakenteet, joissa kantama on lyhyempi mutta yksityiskohtien tarkkuus korostuu.

Laitteistovalinta vaihtelee kohteen mukaan. Maastomittauksissa käytetään usein pitkän kantaman skannereita tai liikkuvaan alustaan kiinnitettyjä järjestelmiä, kuten mobiililaserkeilainta tai drooniin asennettua laitteistoa. Sisätiloissa statiivilla seisova lyhyen kantaman keilain on yleensä riittävä ja käytännöllinen ratkaisu.

Molemmissa tapauksissa lopputuotteena on pistepilvi, mutta sen jälkikäsittely ja hyödyntämistapa voivat erota merkittävästi. Sisätilamittauksissa korostuu rakenteiden geometrian tarkka dokumentointi, kun taas maastomittauksissa painottuvat korkeusmallit, tilavuuslaskelmat ja infrastruktuurin kartoitus.

Milloin laserkeilaus kannattaa valita perinteisen mittauksen sijaan?

Laserkeilaus kannattaa valita perinteisen takymetrimittauksen sijaan silloin, kun kohde on geometrialtaan monimutkainen, pinta-alaltaan laaja tai vaikeasti saavutettavissa. Menetelmä on erityisen perusteltu tilanteissa, joissa tarvitaan kattava kolmiulotteinen dokumentaatio eikä yksittäisten pisteiden mittaaminen riitä kuvaamaan kohteen todellista muotoa.

Laserskannaus rakentamisessa on selkeästi perustellumpi valinta esimerkiksi seuraavissa tilanteissa:

• Kohde sisältää paljon epäsäännöllisiä pintoja, kaarirakenteita tai tiheää tekniikkaa
• Mittausaika kohteessa on rajattu, esimerkiksi teollisuuslaitoksen lyhyen seisokin aikana
• Kohde on vaarallinen tai vaikea saavuttaa perinteisin mittausmenetelmin
• Tarvitaan täydellinen dokumentaatio ilman myöhempiä täydennyskäyntejä
• Aineistoa käytetään BIM-mallinnukseen tai digitaalisen kaksosen rakentamiseen

Perinteinen mittaus on edelleen kustannustehokas valinta yksinkertaisissa kohteissa, joissa tarvitaan vain rajattu määrä mitattuja pisteitä. Kun kohteen laajuus tai monimutkaisuus kasvaa, laserkeilauksen tuottama tiedon laatu ja mittausnopeuden etu alkavat selvästi puoltaa menetelmää.

Mitta tuottaa laserkeilaus- ja pistepilvipalveluja rakentamisen, infran ja teollisuuden hankkeisiin. Mittauspalvelut kattavat sekä maasto- että sisätilamittaukset, ja aineistosta voidaan jalostaa suunnittelua palvelevat lähtötiedot, BIM-aineistot ja as-built-dokumentaatiot. Ota yhteyttä asiantuntijaan tai tutustu Mittan palveluihin ja selvitä, millainen mittausratkaisu sopii hankkeesi tarpeisiin.