Geomatic techniques for the generation of building information models towards their introduction in Integrated Management Systems

Resumen

This research project proposes the use of geomatic techniques to reconstruct in a highly automated way semantic building models that might be subjected to energy analysis. Other non-destructive techniques such as infrared thermography are explored to obtain descriptive attributes for enriching the models. Building stock is considered as an important contributor to the global energy consumption and buildings energy efficiency has become a priority strategy in the European energy policy. Building Information Models, conceived for storing and managing all the information involved in the different stages and during the whole lifecycle of a building, are stablished as the paradigm for a more extensive application of energy analyses in buildings. All research work goes around the development of methodologies in order to obtain validated models that store and centralize geometric and semantic information of the building as-is according to the specific requirements of gbXML schema. Data acquired from non-destructive technologies such as laser scanner, imagery or infrared thermography are processed to extract useful geometric or semantic information and transform it into an understandable structure for the application area for which models are created. The geometric and semantic contents of resulting models are different depending on their end use. All methodologies are tested in real case studies and resulting models are validated according to gbXML schema. Furthermore, some of the models are submitted to specific energy analyses such as solar or lighting analysis in commercial software.El objetivo principal de esta tesis consiste en el desarrollo de procedimientos y metodologías para la generación de Ámbitos Integrados o Modelos de Información de Construcciones a partir del empleo de sistemas no destructivos, estableciendo así un sistema de gestión integral de la información que nos facilite la toma de decisiones sobre los procesos de intervención o rehabilitación de construcciones existentes. Se propone el desarrollo de una metodología de alta productividad para la obtención de datos geométricos de la construcción objeto de estudio y basada en sistemas láser escáner y fotogramétricos. Dicha metodología minimizará el tiempo empleado en la adquisición de datos manteniendo las precisiones requeridas. La información geométrica se combinará con la obtenida por otras técnicas no destructivas como la imagen RGB y termografía. Así mismo, se investigará la posible implementación de herramientas de procesado automático como por ejemplo, algoritmos para registro automático de nubes de puntos, ajuste de superficies paramétricas con base en algoritmos por mínimos cuadrados o robustos tipo RANSAC, detección automática de límites de objetos, vinculación de datos segmentados a partir de datos existentes, etc. Finalmente, la información generada se integrará en un Modelo de Información de Edificios que permitirá la organización y el acceso rápido a la información, a su vez georreferenciada, facilitando así, la gestión integral del mantenimiento de construcciones.O obxectivo principal desta tese consiste no desenvolvemento de procedementos e metodoloxías para a xeración de Ámbitos Integrados ou Modelos de Información de Construcións a partir do emprego de sistemas non destrutivos, establecendo así un sistema de xestión integral da información que nos facilite a toma de decisións sobre os procesos de intervención ou rehabilitación de construcións existentes. Proponse o desenvolvemento dunha metodoloxía de alta produtividade para a obtención de datos xeométricos da construción obxecto de estudo e baseada en sistemas láser escáner e fotogramétricos. A devandita metodoloxía minimizará o tempo empregado na adquisición de datos mantendo as precisións requiridas. A información xeométrica combinarase ca obtida por outras técnicas non destrutivas como imaxe RGB e termografía. Investigarase a posible implementación de ferramentas de procesado automático como por exemplo algoritmos para o rexistro automático de nubes de puntos, axuste de superficies paramétricas sobre a base de algoritmos por mínimos cadrados ou robustos tipo RANSAC, detección automática de límites de obxectos, vinculación de datos segmentados con bases de datos existentes, etc. Finalmente a información xerada integrarase nun Modelo de Información de Edificios que permitirá a organización e acceso rápido á información, que estará á súa vez xeorreferenciada e facilitará a xestión integral do mantemento das construcións.