Establishing Point Cloud Data Requirements for Target Level of Development (LOD) Standardization using Plannerly

Abstract

Building Information Modelling (BIM) and Scan-to-BIM workflows for existing buildings routinely specify target Level of Development (LOD) classes such as LOD 300 and LOD 350, yet they rarely define the measurable point cloud parameters, including registration root-mean-square error (RMSE), point spacing, density, and deviation tolerance, required to achieve them. The objective of this study was to define quantitative requirements for point cloud data for the standardization of the LOD target value and to integrate these into a BIM Execution Plan (BEP) based on Plannerly. An interior corridor was selected as an experimental case study and scanned using the Leica RTC360 and BLK360 terrestrial laser scanners. Four quality levels (T1 to T4) were generated by varying the registration accuracy and point spacing, and the reference geometry was modeled in Autodesk Revit. Each level was compared to the model in CloudCompare using the Cloud-to-Mesh analysis, and conformity was evaluated using 95th percentile deviation metrics (D95) aligned with the tolerance bands of the Level of Accuracy (LOA). The results showed that LOD 300 was achieved by T1, T2, and T4, while T3 failed; LOD 350 was achieved by T1, was borderline for T4, and was not met by T2 or T3. These results were summarized in a standardized requirements matrix that links measurable point cloud parameters to the target LOD classes . The matrix was embedded in Plannerly as a structured BEP requirements set and provides a reproducible quality control workflow for the specification and verification of scan-to-BIM projects.

Informační modelování staveb (Building Information Modelling, BIM) a pracovní postupy Scan-to-BIM pro stávající budovy běžně stanovují cílové třídy úrovně rozpracovanosti (Level of Development, LOD), jako jsou LOD 300 a LOD 350, avšak jen zřídka definují měřitelné parametry mračen bodů, včetně střední kvadratické chyby registrace (RMSE), rozestupu bodů, hustoty a toleranční odchylky, které jsou nezbytné k jejich dosažení. Cílem této diplomové práce bylo stanovit kvantitativní požadavky na data mračen bodů pro standardizaci cílových úrovní LOD a implementovat je do pracovního postupu plánu realizace BIM (BIM Execution Plan, BEP) založeného na platformě Plannerly. Jako experimentální případová studie byla vybrána vnitřní chodba, která byla naskenována pozemními laserovými skenery Leica RTC360 a BLK360. Změnou přesnosti registrace a rozestupu bodů byly vytvořeny čtyři kvalitativní úrovně (T1 až T4) a referenční geometrie byla vymodelována v softwaru Autodesk Revit. Každá úroveň byla porovnána s modelem v softwaru CloudCompare pomocí analýzy Cloud-to-Mesh a shoda byla vyhodnocena prostřednictvím metrik odchylky 95. percentilu (D95) sladěných s tolerančními pásmy úrovně přesnosti (Level of Accuracy, LOA). Výsledky ukázaly, že LOD 300 bylo dosaženo u úrovní T1, T2 a T4, zatímco T3 nevyhověla. LOD 350 bylo dosaženo u T1, u T4 bylo hraniční a u T2 ani T3 nebylo splněno. Tato zjištění byla shrnuta do standardizované matice požadavků, která propojuje měřitelné parametry mračen bodů s cílovými třídami LOD. Tato matice byla začleněna do platformy Plannerly jako strukturovaný soubor požadavků BEP a poskytuje reprodukovatelný pracovní postup kontroly kvality pro specifikaci a ověřování projektů typu “Scan-to-BIM”.