淺談智慧城市中建筑數據采集的方法

任英橋 岳軍紅 劉軍峰

摘? 要：近年來，隨著城市化進程的深入，住房問題和交通擁擠等城市問題日益突出，城市在管理上缺乏智能化與信息化。引入智慧城市概念可以有效解決城市發展的各種問題。智慧城市的核心理念就是實現城市的信息化管理，而建筑是城市的重要組成部分，建筑的信息化管理將是智慧城市信息化管理的重點。隨著城市的擴張和人們生活的需要，建筑的數量和建筑的復雜程度都不斷增大，因此，智慧城市管理中亟需高效的建筑數據采集方法。由于我國建筑信息化的起步較晚，國內對建筑數據采集方法的研究甚少，智慧城市的概念也是剛剛引入我國，在智慧城市中的建筑數據采集研究方面主要側重的是測量方法的研究，采集方法研究不全面[1-2]。

關鍵詞：智慧城市;三維激光掃描;傾斜攝影;BIM

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.02.093

在智慧城市的管理中，根據建筑所處的不同時間階段，可將建筑分為既有建筑、在建建筑和擬建建筑。根據國家統計局的數據顯示，據國家統計局統計，截止2016年底，中國現有建筑物占760億平方米。在建建筑的占有量為126億平方米，擬建建筑的合同額為37216億元。由于智慧城市建設中涉及的建筑數據數量巨大，數據形式多樣，因此智慧城市中建筑數據采集的方法在應用過程中必須滿足快捷、自動化程度高等要求[3-5]。

1 既有建筑數據采集方法

普通現有建筑的改造和擴建必須遵循與原建筑和諧的原則，因此對原既有建筑的數據進行采集是進行既有建筑改擴建的基礎。在實際建筑數據采集中主要應用以下兩種方法：

（1）BIM+三維激光掃描技術的方法。點。三維激光掃描技術掃描的結果是點云數據，包括位置、方位/角度、距離、時間、強度等各種數據。盡管三維激光掃描技術在外業數據采集的速度很快，但點云數據的直接利用難度很大，必須經過處理才能得到更好的利用。

BIM技術恰好彌補了3D激光掃描技術在內部數據處理中的不足。三維激光掃描技術與 BIM 技術結合的方法是指將 BIM 模型和所對應的三維掃描模型，進行模型的融合，最終實現更貼近真實并具有構件屬性信息的三維模型。BIM+三維激光掃描技術方法的應用流程為：首先利用三維激光掃描儀進行現場掃描，采集指定構筑物工程目標的完整、真實原始數據，得到具有精確空間信息的點云數據;然后將采集得到的點云數據導入數據預處理軟件進行預處理，包括拼接、去噪、分類、著色處理，從而提高點云的可視化效果，以便于模型特征信息的提取;最后，利用經過預處理的三維激光點云數據，導入 Revit 軟件中進行精細建模，最終得到 BIM 模型數據。

（2）BIM+傾斜攝影技術的方法。傾斜攝影是一種攝影數據采集技術，它已被收集在建筑數據采集中，應用在建筑數據采集中具有采集得到的紋理真實、能快速獲得側面紋理、影像分辨率高、空間可量測等特點。解決了傳統數據采集速度慢，隱蔽部位數據無法采集等缺點。但由于傾斜攝影技術采集得到的數據為片狀的圖片數據，無法進行屬性的查看和編輯。而且在采集過程中由于相機傾角較大，可能會出現單張影像上建筑物被遮擋、建筑物變形等問題。如果同一地物對應的傾斜影像較多，可能會導致同一地物的形態和尺度不同，最終會給后期數據處理以及三維建模帶來一定的難度。

BIM 技術可以自始至終貫穿建設的全過程，為建設過程的各個階段提供更精細化的數據支撐，實現了微觀上的信息化、智能化。BIM 技術與傾斜攝影技術結合的方法是將 BIM 三維模型和傾斜攝影技術創建的真三維模型進行融合，使其在同一個三維地理環境中，并運用圖層管理的方式，不僅保留各自模型的屬性信息，還豐富了三維模型空間數據庫的信息量，更為研究智慧城市管理提供了更全面的綜合基礎數據。

2 總結

三維激光掃描技術與傾斜攝影技術都屬于當下建筑三維圖像數據采集的新技術，三維激光掃描技術與傾斜攝影技術相比，在設備與數據采集方面，三維激光掃描技術的數據采集效率更高，采集的方式也更多樣，測量精度更高，且對天氣的要求更低，在數據處理方面，三維激光掃描技術的數據處理軟件價格更低，數據處理速度較快，但顏色和紋理需要結合相機拍攝，而且三維可視化的效果不如傾斜攝影技術。當三維激光掃描技術和傾斜攝影技術都與BIM 結合后，三維激光掃描技術的數據處理技術更加成熟，速度更快，但傾斜攝影技術的顏色紋理更貼近真實。

參考文獻：

[1]呂淑麗，薛華，王堃.智慧城市建設的研究綜述與展望[J].當代經濟管理，2017（04）：53-57.

[2]Andrea Caragliu，Chiara Del Bo，Peter Nijkamp. Smart cities in Europe[J].Urban Technology，CERS，2009（01）：45-59.

[3]李德仁，姚遠，邵振峰.智慧城市中事物大數據[J].武漢大學學報，2014，39（06）.

[4]中華人民共和國國家統計局.中國統計年鑒 2017[M].北京：中國統計出版社，2017.

[5]Eugene.H Edward Goldberg.The Building Information Model，CADalyst.Novon.2004.