無(wú)人機(jī)在規(guī)劃核實(shí)工作中多用途方式的研究

胡堯

摘? ?要：文章介紹了目前常規(guī)的建設(shè)工程竣工規(guī)劃核實(shí)工作方法，提出了核實(shí)工作中存在的問(wèn)題和短板。基于無(wú)人機(jī)技術(shù)的原理和特點(diǎn)，進(jìn)行無(wú)人機(jī)在規(guī)劃核實(shí)工作中應(yīng)用的探索研究，得到了無(wú)人機(jī)在規(guī)劃核實(shí)工作中的3種應(yīng)用模式：輔助現(xiàn)場(chǎng)踏勘、輔助竣工測(cè)繪和輔助技術(shù)審查。為建設(shè)工程竣工規(guī)劃核實(shí)工作的合理、高效提供理論支持，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：無(wú)人機(jī);規(guī)劃核實(shí);竣工測(cè)量;輔助審查

隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的快速發(fā)展，規(guī)劃工作在城市建設(shè)中扮演的角色越來(lái)越重要。合理、科學(xué)的規(guī)劃是保障城市健康發(fā)展的前提，但只規(guī)劃不落地，再好的規(guī)劃也是“紙上談兵”。建設(shè)工程竣工規(guī)劃核實(shí)便是保障規(guī)劃實(shí)施落地的重要一環(huán)。目前常規(guī)的規(guī)劃核實(shí)方法是由第三方測(cè)量機(jī)構(gòu)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，取得竣工數(shù)據(jù)，規(guī)劃管理部門(mén)將竣工數(shù)據(jù)與規(guī)劃批準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，在室內(nèi)完成技術(shù)審查，然后再到項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行室外踏勘，完成竣工現(xiàn)場(chǎng)的圖像和視頻采集工作。雖然這一套規(guī)劃核實(shí)方法已經(jīng)相對(duì)穩(wěn)定和成熟，但是面對(duì)現(xiàn)代城市發(fā)展中對(duì)規(guī)劃工作的高標(biāo)準(zhǔn)、高要求，傳統(tǒng)方法顯然是不夠的。

1? ? 建設(shè)工程竣工規(guī)劃核實(shí)工作

1.1? 常規(guī)的規(guī)劃核實(shí)工作方法

建設(shè)工程竣工規(guī)劃核實(shí)工作主要是對(duì)規(guī)劃主管部門(mén)批準(zhǔn)的規(guī)劃條件和規(guī)劃總平圖等內(nèi)容進(jìn)行核實(shí)，主要包含規(guī)劃條件中的容積率、建筑密度、綠地率、用地紅線(xiàn)范圍、航空限高、用地性質(zhì)等內(nèi)容，還有規(guī)劃總平圖中較為詳細(xì)的建筑面積、建筑位置、建筑間距、建筑退距、高度層數(shù)、停車(chē)位、出入口等內(nèi)容[1]。為了達(dá)到規(guī)劃核實(shí)的相關(guān)要求，需要做的工作有3項(xiàng)：竣工測(cè)量、技術(shù)審查、現(xiàn)場(chǎng)踏勘。

竣工測(cè)量工作是由第三方測(cè)量機(jī)構(gòu)完成，目的是獲取項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)竣工實(shí)測(cè)地形圖和建筑面積的竣工數(shù)據(jù)，該資料是規(guī)劃核實(shí)技術(shù)審查工作的必備資料，也是規(guī)劃竣工資料的重要組成部分[2]。技術(shù)審查工作主要是規(guī)劃管理部門(mén)通過(guò)規(guī)劃批準(zhǔn)資料和竣工實(shí)測(cè)資料的比對(duì)，發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目修建過(guò)程中存在的問(wèn)題。現(xiàn)場(chǎng)踏勘是規(guī)劃管理部門(mén)工作人員到項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地勘察，核實(shí)項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)是否達(dá)到相關(guān)的竣工條件，復(fù)核并取證，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)拍照、攝像，獲取圖片和視頻資料，作為規(guī)劃竣工資料存檔，保證項(xiàng)目竣工核實(shí)現(xiàn)場(chǎng)的可追溯性、可重現(xiàn)性。

1.2? 目前常規(guī)方法的問(wèn)題和短板

在竣工實(shí)測(cè)地形圖的測(cè)量中使用傳統(tǒng)的測(cè)量?jī)x器和制圖軟件，雖然技術(shù)相對(duì)成熟穩(wěn)定，但需要較長(zhǎng)的外業(yè)測(cè)量和內(nèi)業(yè)處理時(shí)間，消耗較多的人力和物力，并且得到的實(shí)測(cè)圖只有平面的二維信息和部分高程點(diǎn)數(shù)據(jù)，無(wú)法獲取整體、直觀的三維信息，具有效能低、強(qiáng)度大、局限性等弊端[3]。目前的現(xiàn)場(chǎng)踏勘工作如果想做到面面俱到，需要工作人員親自走遍項(xiàng)目的每個(gè)角落，但是又因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)地形情況復(fù)雜，很多地方會(huì)出現(xiàn)遮擋，導(dǎo)致無(wú)法通視，甚至無(wú)法到達(dá)，比如不上人屋面，這樣就無(wú)法保證現(xiàn)場(chǎng)照片和視頻資料的全面性，可能會(huì)漏掉現(xiàn)場(chǎng)存在的某些問(wèn)題。

2? ? 無(wú)人機(jī)相關(guān)技術(shù)

2.1? 無(wú)人機(jī)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

無(wú)人機(jī)經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)從單一的軍事領(lǐng)域拓展到多個(gè)領(lǐng)域的多種用途。而這一切除了無(wú)人機(jī)本身的快速發(fā)展以外，還得益于飛行控制技術(shù)、動(dòng)力技術(shù)、通信技術(shù)、遙感傳感器技術(shù)以及全球定位系統(tǒng)技術(shù)等多種現(xiàn)代化技術(shù)的發(fā)展。這里談到的無(wú)人機(jī)技術(shù)便是無(wú)人機(jī)與以上多種學(xué)科和領(lǐng)域技術(shù)手段的結(jié)合與運(yùn)用。目前無(wú)人機(jī)技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于測(cè)繪地理信息行業(yè)之中。

2.2? 無(wú)人機(jī)技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)

無(wú)人機(jī)具有資金投入較少、結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、體積較小、行動(dòng)靈活、時(shí)效性強(qiáng)、速度快等特點(diǎn)。它在實(shí)際使用過(guò)程中可在復(fù)雜的工作環(huán)境中靈活轉(zhuǎn)換，更快地適應(yīng)不同情況，可在地面工作站實(shí)現(xiàn)自主飛行拍攝，能夠在勘測(cè)時(shí)形成更好的反饋，在很短的時(shí)間內(nèi)全面、準(zhǔn)確地獲取相關(guān)信息，整體工作流程快捷、簡(jiǎn)單、安全、方便[4]。天氣環(huán)境是大型飛機(jī)的一大限制，而無(wú)人機(jī)對(duì)天氣環(huán)境的要求相對(duì)較低，并且可以靈活地控制離地高度，更方便地獲取高分辨度數(shù)據(jù)。操制則是大型飛機(jī)的又一個(gè)限制，無(wú)人機(jī)的操控更容易，工作人員可以通過(guò)對(duì)無(wú)人機(jī)的靈活控制，讓無(wú)人機(jī)更好地完成作業(yè)。

2.3? 無(wú)人機(jī)航攝系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)

無(wú)人機(jī)航攝系統(tǒng)主要由遙感信息采集系統(tǒng)和遙感信息處理系統(tǒng)兩部分組成。這兩部分作為無(wú)人機(jī)航攝系統(tǒng)的基礎(chǔ)組成，往下還可以細(xì)分為6個(gè)子系統(tǒng)，分別是無(wú)人機(jī)遙感平臺(tái)系統(tǒng)、飛行控制系統(tǒng)、地面監(jiān)控系統(tǒng)、遙感像片處理系統(tǒng)、空三測(cè)量系統(tǒng)、三維建模系統(tǒng)[5]。空三測(cè)量系統(tǒng)即空中三角測(cè)量系統(tǒng)，它是系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵，主要包括融合航帶列表、確定相互關(guān)系、連接點(diǎn)布局、像控點(diǎn)測(cè)量、平差計(jì)算、空三加密、模型定向和生成核線(xiàn)影像等。三維建模系統(tǒng)主要是用于實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界三維虛擬模型的可視化，相關(guān)人員可直觀地通過(guò)可視化數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，從而更加高效地完成工作。

3? ? 規(guī)劃核實(shí)中的無(wú)人機(jī)應(yīng)用探索

通過(guò)前文分析規(guī)劃核實(shí)常規(guī)方法中存在的問(wèn)題與短板，結(jié)合無(wú)人機(jī)技術(shù)的原理和特點(diǎn)，可以得到無(wú)人機(jī)在規(guī)劃核實(shí)工作中的3種應(yīng)用模式：輔助現(xiàn)場(chǎng)踏勘、輔助竣工測(cè)繪和輔助技術(shù)審查。

3.1? 輔助現(xiàn)場(chǎng)踏勘全覆蓋

規(guī)劃核實(shí)的現(xiàn)場(chǎng)踏勘工作需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行事無(wú)巨細(xì)地全覆蓋查看和拍攝取證。但由于項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)情況復(fù)雜，很難實(shí)現(xiàn)全覆蓋。而且，若工作人員“事必躬親”地對(duì)項(xiàng)目的每個(gè)區(qū)域和角落進(jìn)行查看，那么將會(huì)花費(fèi)大量的時(shí)間，造成工作效率低下。這時(shí)，可直接利用無(wú)人機(jī)的高空視角對(duì)整體項(xiàng)目進(jìn)行查看與拍攝。同時(shí)，還可利用無(wú)人機(jī)的靈活操作和快速移動(dòng)，迅速對(duì)無(wú)法上人的屋面和由于地形原因無(wú)法到達(dá)、由于植被遮擋無(wú)法通視的地方及其他需要特別注意的目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行查看和拍攝。這樣便能滿(mǎn)足規(guī)范核實(shí)現(xiàn)場(chǎng)踏勘的全覆蓋與高效率的要求。

3.2? 實(shí)施高效竣工測(cè)繪

利用無(wú)人機(jī)技術(shù)進(jìn)行規(guī)劃核實(shí)的輔助竣工測(cè)繪工作，需要提前考慮測(cè)區(qū)的范圍和邊界，結(jié)合測(cè)區(qū)特點(diǎn)、設(shè)備參數(shù)、測(cè)量精度要求等內(nèi)容對(duì)無(wú)人機(jī)的飛行航線(xiàn)進(jìn)行科學(xué)、合理的規(guī)劃設(shè)計(jì)，明確飛機(jī)的起飛、降落位置和航高選擇，做到測(cè)量區(qū)域全覆蓋，同時(shí)，需保證無(wú)人機(jī)續(xù)航里程，避免發(fā)生電量耗盡、無(wú)人機(jī)墜毀的事故。為滿(mǎn)足竣工測(cè)繪工作的精細(xì)化要求，同時(shí)解決部分飛行區(qū)域不規(guī)則的情況，需要在測(cè)區(qū)進(jìn)行像控點(diǎn)布置，建立測(cè)量區(qū)域的控制網(wǎng)。可以利用地面標(biāo)志性地物作為像控點(diǎn)，或采取事先進(jìn)行布設(shè)的方式。像控點(diǎn)的坐標(biāo)可以使用載波相位差分技術(shù)（Real Time Kinematic，RTK）進(jìn)行獲取。在相應(yīng)的參數(shù)完成圖片成像后，還需進(jìn)一步進(jìn)行矢量化處理，完成竣工實(shí)測(cè)地形圖。

3.3? 提升技術(shù)審查效率

建設(shè)工程竣工規(guī)劃核實(shí)的技術(shù)審查工作主要是將規(guī)劃批準(zhǔn)數(shù)據(jù)與竣工實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，通過(guò)對(duì)比的結(jié)果來(lái)判斷建設(shè)項(xiàng)目的修建是否符合規(guī)劃要求。利用無(wú)人機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)規(guī)劃核實(shí)的輔助技術(shù)審查，首先，需要使用建筑信息模型（Building Information Modelling，BIM）技術(shù)將建設(shè)項(xiàng)目的規(guī)劃批準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行三維建模，作為對(duì)比的“工作底圖”。然后通過(guò)無(wú)人機(jī)技術(shù)獲取建設(shè)項(xiàng)目的相關(guān)測(cè)繪數(shù)據(jù)，生成項(xiàng)目竣工的數(shù)字高程模型（Digital Elevation Model，DEM）和文檔對(duì)象模型（Document Object Model，DOM），并完成竣工三維模型的建設(shè)。最后，將竣工三維模型與批準(zhǔn)三維模型放入同一個(gè)空間坐標(biāo)系中，對(duì)竣工數(shù)據(jù)與批準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加、比對(duì)。可視化的三維模型數(shù)據(jù)對(duì)比并不只是為了簡(jiǎn)單的美觀好看，它們的內(nèi)部都包含了建設(shè)項(xiàng)目竣工和批準(zhǔn)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)指標(biāo)：建筑尺寸和位置、高度和層數(shù)、退距和間距、車(chē)位個(gè)數(shù)和面積、獨(dú)立的輔助用房位置和大小、綠化的區(qū)域和面積等。在三維模型對(duì)比時(shí)除了簡(jiǎn)單的人工比對(duì)、肉眼觀察、查看差異，還可以通過(guò)對(duì)軟件的二次開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對(duì)比功能，由軟件自動(dòng)捕捉差異內(nèi)容，在圖形窗口中對(duì)差異內(nèi)容高亮顯示，并生成包含差異信息的數(shù)字表格，可供規(guī)劃核實(shí)技術(shù)審查使用。

4? ? 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)將無(wú)人機(jī)技術(shù)應(yīng)用于建設(shè)工程的竣工規(guī)劃核實(shí)工作，能夠充分發(fā)揮無(wú)人機(jī)方便高效、靈活快速、用途多樣等優(yōu)勢(shì)，讓規(guī)劃核實(shí)工作更加高效和準(zhǔn)確，為規(guī)劃管理工作提供多方位的科學(xué)支撐。但是，無(wú)人機(jī)技術(shù)在具體應(yīng)用中依然存在一些問(wèn)題和技術(shù)弱點(diǎn)，比如如何防范高壓線(xiàn)、鳥(niǎo)群對(duì)無(wú)人機(jī)飛行中的影響;無(wú)人機(jī)的飛行續(xù)航能力受制于電池技術(shù)的發(fā)展等。這些也將是未來(lái)無(wú)人機(jī)應(yīng)用研究中的重點(diǎn)與難點(diǎn)。

[參考文獻(xiàn)]

[1]宋亮.無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)在農(nóng)村地籍調(diào)查中的應(yīng)用[J].北京測(cè)繪，2014（4）：96-98.

[2]沙敏.無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)在工程測(cè)量測(cè)繪中的應(yīng)用[J].工業(yè)設(shè)計(jì)，2015（10）：131-132.

[3]陸麗紅.無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)在工程測(cè)量測(cè)繪中的應(yīng)用[J].資源信息與工程，2016（4）：109-110.

[4]賈海光.無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)在地質(zhì)工程測(cè)量測(cè)繪中的應(yīng)用探析[J].世界有色金屬，2017（12）：48-49.

[5]王永生，盧小平，朱慧，等.無(wú)人機(jī)實(shí)景三維建模在水利BIM中的應(yīng)用[J].測(cè)繪通報(bào)，2018（3）：126-129.

Research on various ways of using unmanned aerial vehicle in verification of planning

Hu Yao

（School of Engineering and Technology， Chengdu University of Technology， Leshan 614000， China）

Abstract：This paper introduces the common methods of the verification of construction project completed planning， puts forward the problems and shortages of the methods of verification at present. Based on principle and characteristics of unmanned aerial vehicle technology， I research the application of unmanned aerial vehicle in the verification of planning. And find three application modes of Unmanned Aerial Vehicle in the verification of planning： the auxiliary on-site investigation， the auxiliary completion survey， the auxiliary technical review. This work provides theoretical support for the rational and efficient verification of construction project completed planning， and has certain practical significance.

Key words：unmanned aerial vehicle; verification of planning; completion survey; auxiliary review