房建工程的信息化技術運用發展淺析

文/詹濤、周楊 中國建筑四局珠海公司遵義分公司 貴州遵義 563000

房建工程的信息化技術運用發展淺析

文/詹濤、周楊 中國建筑四局珠海公司遵義分公司 貴州遵義 563000

從第一次工業革命認識到機械化對于工作效率和成型結果的飛躍式提升，經歷三次工業革命到如今----信息化的新世界。信息化的操作、機械化的推進也滲透到了勞動力集中型的建筑行業，隱約將對建筑行業的原本運行方式產生大的變革。特別是對于房建工程，從地基的地形信息圖繪制，到主體結構的坐標信息錄入及糾正，更有AR的立體三維圖形繪制和呈現，這些代表著未來科技感的信息化發展將全面加速，本文簡單分析在房建工程中，現在和即將可能出現的信息化應用發展，對促進房建工程的發展提出自己的看法。

房建工程；信息化；新技術機械的應用

1、引言

21世紀的新紀元，全面進入信息化革命的高速階段，對各行業都充滿著顛覆性，對于房屋建筑工程亦不例外。目前房建工程依靠的還是勞動力密集型和樣板呈現型，地形圖的繪制、主體結構的花費大量的時間，到后期裝修的修修改改，無法預見性的查看裝修成型效果等等一些常見問題，都制約著房屋建筑的高速推進，以及容易出現質量通病等小缺陷。

針對這類制約問題，每年住房和城鄉建設部工程質量安全監管司都將組織發布“建筑業十項新技術”，其中最后一項便是信息化技術。

2、信息化在工程的運用的現狀

2.1 地形圖繪制

地形圖是前期進行工程方案設計的一個重點參考標準，為概算和投入預估提供重要的參考，特別是貴州等山地較多的區域，很多時候的房建工程都是開山越嶺，對山體進行全面開挖，達到合適的高度和面積時才能進行后續工序施工，而目前新型的全站儀可以完成工業目標的高精度測量，GPS可以全天候、一天24小時精確定位全球任何位置的三維坐標，但它們多用于稀疏目標點的高精度測量。

面對貴州山區縱橫、野林遍布的情況，而目前主流應用的兩種測量方式---全站儀和GPS，全站儀必須要求通視，視野光線條件受限很多。每次轉點都需要重新建站對后視，且轉點有累計誤差，作業效率不高。而GPS受衛星信號影響很大，必須在相對空曠無遮擋的地域作業。均在面對貴州的地質情況時，都將受大限制，情況嚴重時更無法完成測量任務。即使面對平原丘陵地區，也需耗費大量人力和時間，才能取得該位置較為精確的數據。

2.2 裝飾的樣板、效果圖及3Dmax

“這是一個看臉的世界”對于這句頗有玩笑意味的話也精確的表現了房建工程中裝飾裝修的重要性。房建裝修不同于其他一次性成品的試驗性，可以提前給客戶看到成品。目前的房建成品展示效果有兩類---樣板房和效果圖。

首先樣板房時針對于較大型的酒店、商住樓等高層建筑，投資較大，利潤空間豐厚，能提取部分投資用于樣板房的搭建，樣板房是對外展示的窗口，供各方領導和各位業主進行觀看的標準；也是施工方面進行調整的參考，可以根據樣板房的觀察，調整其不滿意和不適合的地方，具有相對的直觀性和全面性。但同樣的就是造價高昂，僅對于大型工程適用，且樣板房后期的處理方式容易造成浪費，無法全面推廣。

而效果圖則是一種妥協的解決方式，以skech up或者3Dmax等軟件進行繪制立體三維圖，在電腦屏幕前呈現。目前優秀的效果圖繪制設計師就可以完全還原房屋的整體效果，和光線、水面和各類反射效果，達到實景照片的效果。而且僅在電腦軟件中操作，對設計工程師有較高要求外，不需要花費額外的物質資源，成本降低，對于個人房屋的裝修是目前的最佳解決方案。但缺點便是無法感知空間，客戶無法對其房屋感受到三維的空間和對實體性修改的直接性，簡單的說便是無法體會沉浸式的裝修系統。

3、信息化的發展前景

針對上段中的兩個例子，便可以找到目前房建工程在信息化方面的應用前景，下面便是針對以上兩個例子的簡單分析

3.1 地形圖的掃描自動繪制，無人機

三維激光掃描和三維圖形呈現，再加上如今商用無人機全面應用，便是房建工程后對于地形圖繪制的新方向。

三維激光掃描便是對于測量準確性和多地形的適用性的解決之道。三維激光掃描技術是通過高速激光掃描測量的方法，高分辨率地獲取被測對象表面的三維坐標數據，以逐點掃描的方式，真實再現所測物體的三維立體景觀。在逐步數字信息化的今天，三維已經逐漸的代替二維，因為其直觀是二維無法表示的，三維激光掃描儀每次測量的數據不僅僅包含X,Y,Z點的信息，還包括R,G,B顏色信息，同時還有物體反色率的信息，這樣全面的信息能給人一種物體在電腦里真實再現的感覺，是一般測量手段無法做到的。

而無人機的推行便是針對測量便利性和惡劣地形的可行性。此處無人機并非指的式無人戰斗機，而是DJI等商業公司開發的商用、民用無人機。此類無人機機身小巧，重量較輕，攜帶方便，配有攝像頭，可懸掛載重。對于山地區域的測量，便是適用無人機配合三維激光掃描，并配合航拍，進行全面直觀的地形圖繪制。無人機實現了電子化、信息化、智能化巡檢，提高了地形測量的工作效率、圖形的可靠率。而在高山野林等地形復雜的區域，絲毫不受地面狀況影響，既免去攀爬開路之苦，又能勘測到人眼的視覺死角，對于地形圖繪制很有幫助。

3.2 AR、MR技術應用，混合現實的現場效果

目前科技界最火爆的莫過于VR（Virtual Reality 虛擬現實），便是對于沉浸式體驗的一次技術革新，而同樣的AR（Augmented Reality增強現實）以及MR（Mix reality混合現實）也開始進入大眾視野。而AR和MR的技術便是對于裝修樣板房和效果圖的結合，解決直觀性和實用性難題的解決之道。

AR系統是一種將真實世界信息和虛擬世界信息“無縫”集成的新技術，是把原本在現實世界的一定時間空間范圍內很難體驗到的實體信息(視覺信息,聲音,味道,觸覺等),通過電腦等科學技術，模擬仿真后再疊加，將虛擬的信息應用到真實世界，被人類感官所感知，從而達到超越現實的感官體驗。真實的環境和虛擬的物體實時地疊加到了同一個畫面或空間同時存在。

因此可以看出它具有三個突出的特點：①真實世界和虛擬的信息集成；②具有實時交互性；③是在三維尺度空間中增添定位虛擬物體。而在房建工程中便能用于將規劃效果疊加真實場景中，以直接獲得規劃的效果。

4、信息化發展的阻礙與困難

信息化的發展前景很好，但真正落實到商業用途還存在著諸多困難。

4.1 科技轉化為商用的限制

目前AR和MR的技術并不成熟，僅微軟推出了hololens的開發者版本，并未能正式進入市場，在進行虛擬與現實結合的圖像中，角度和可視范圍均有局限性，無法如同其宣傳片中的360°全景。而后設備的高昂費用，還無法正式對大多數場景運用，需要等待技術進一步的更新與推進。

還有一個就是技術本身的瓶頸。無人機要配合三維掃描，則必須附帶掃描儀器，對于無人機的載重量和穩定性提出要求， 且掃描儀在進行工作測量期間保持穩定和可調節性，并且需要一定的飛行懸停時間來保證工作的不間斷。都將是后續需要解決的問題

4.2 專業性的提升，人員更新

新的技術，便會造成新的人員更替。在房建工程便會需要大量的專業性操作人員，對無人機的操作、AR的技術性運用、三維掃描的繪制操控等都具有強烈的專業性，而在全新的技術面前，專業人才的積累必定是薄弱的，無法滿足整體行業性的全局追求。

總結：

隨著信息化建設的全面推進和科技的高速發展，原有的效率底下的勞動力密集型方式將會迎來一次大的變革，房建工程是關系著每個人的生活，信息化是不可避免的，且是前景光明的。本文僅從地形圖繪制和裝修呈現兩個小方面提出簡單的分析，無論從便利性、實用性和全面性，新的信息化發展將有助于房建工程更好的開拓，我們都對未來的信息化充滿希望和憧憬。