Na co dzień w publikacjach naukowych, branżowych wystąpieniach, a także w reklamach urządzeń i oprogramowania pojawiają się pojęcia takie jak model 3D, model przestrzenny, model cyfrowy oraz chmura punktów. Dlatego ważne jest uporządkowanie tych terminów, ponieważ czasem, całkiem nieświadomie, są one stosowane naprzemiennie przy opisywaniu zbioru danych, co nie zawsze jest zgodne z prawdą.
Dodatkowo modelowanie 3D na podstawie danych z chmury punktów pojawia się coraz częściej nie tylko w dziedzinie budownictwa, architektury, geodezji i inżynierii, ale także w medycynie czy bioinżynierii.
Definiując chmurę punktów, można powiedzieć, że jest to zbiór punktów rozmieszczonych w trójwymiarowej przestrzeni, dzięki którym możliwe jest przedstawienie kształtu, powierzchni oraz struktury obiektu. Dodatkowo każdy z punktów może posiadać atrybuty:
- współrzędne przestrzenne – każdy punkt opisany jest za pomocą trzech współrzędnych: x, y, z,
- oraz dodatkowe informacje, takie jak:
- kolor w skali RGB,
- intensywność,
- wektory normalne.
Definicja modelu przestrzennego brzmi: jest to cyfrowa reprezentacja obiektu w przestrzeni trójwymiarowej, stworzona przy użyciu współrzędnych przestrzennych, definiujących kształt, strukturę i szczegóły.
Jak zatem odpowiedzieć na pytanie, czy chmura punktów jest modelem 3D? Choć porównując definicje obu terminów, można zauważyć pewne różnice pomiędzy atrybutami chmury punktów i modelu przestrzennego, należy stwierdzić, że chmura punktów nie jest modelem 3D.
Należy jednak podkreślić, że w pewnych sytuacjach zastosowanie chmury punktów może być podobne do wykorzystania modelu 3D. Przykładem mogą być analizy porównawcze stanu projektowanego ze stanem faktycznym po wybudowaniu obiektu, jego instalacji lub przebudowie. Wykorzystując cyfrowe dane projektowe, można je zestawić z danymi pomiarowymi w postaci chmury punktów za pomocą dedykowanych narzędzi. Dzięki temu wszelkie odstępstwa od projektu mogą zostać wykryte, udokumentowane i ujęte w raportach dotyczących odchyłek.
Podobna sytuacja ma miejsce w przypadku analiz kolizji podczas montażu, transportu nowych elementów, demontażu starych instalacji i urządzeń. Mając dane geometryczne dostępnej przestrzeni, maksymalnych otworów czy prześwitów, można ocenić, czy dany obiekt będzie miał odpowiednią przestrzeń do instalacji i wpasowania w istniejącą infrastrukturę.
Ponadto dane w postaci chmury punktów mogą być wykorzystane w obliczeniach objętościowych oraz analizach mas ziemnych za pomocą specjalistycznych narzędzi lub algorytmów. Wstępne dane o terenie mogą być wystarczające na etapie koncepcyjnym, a bardziej zaawansowane modele, np. w postaci siatek mesh, mogą zostać stworzone dopiero na etapie właściwego projektowania.
Chmura punktów może również znaleźć zastosowanie w badaniach i analizach szaty roślinnej, nasadzeń oraz pokrycia terenu przez uprawy. Może pomóc w określeniu zasięgu upraw, ich ubytków spowodowanych czynnikami środowiskowymi lub intencjonalnymi działaniami człowieka, np. w ramach inwestycji przemysłowych.
Dane z chmury punktów mogą być także wykorzystane w badaniach i analizach przy cyklicznych, okresowych pomiarach – zarówno obiektów budowlanych, jak i zmian w środowisku naturalnym. Pomiary te pozwalają tworzyć obszerne zbiory danych do różnorodnych opracowań, niekoniecznie związanych wyłącznie z analizą geometrycznych zmian.
Podsumowując, choć chmura punktów nie jest modelem 3D według przytoczonych definicji, posiada wiele zalet, dzięki którym można wykorzystać zawarte w niej informacje w sposób bardzo zbliżony do modelu przestrzennego.