傾斜攝影測(cè)量與BIM在智慧城市建設(shè)中的應(yīng)用分析

楊田

摘? 要：三維模型作為建設(shè)智慧城市的重要數(shù)據(jù)類型，隨著建模技術(shù)的快速發(fā)展，傾斜攝影測(cè)量技術(shù)、BIM作為現(xiàn)有的三維模型建立的手段，致力于智慧城市的發(fā)展。文章在現(xiàn)有技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上，闡釋了傾斜攝影技術(shù)與BIM技術(shù)在智慧城市建設(shè)中的應(yīng)用，為兩種技術(shù)的融合應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞：智慧城市;三維模型;BIM;傾斜攝影測(cè)量

中圖分類號(hào)：F299.2? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2019）27-0171-02

Abstract： Three-dimensional model is an important data type in the construction of SmartCity. With the rapid development of modeling technology， tilt photogrammetry and BIM， as the existing means of building three-dimensional model， are committed to the development of intelligent city. On the basis of the development of the existing technology， this paper explains the application of tilt photography and BIM technology in the construction of intelligent city， so as to provide reference for the fusion application of the two technologies.

Keywords：Smart City; three-dimensional model; BIM; oblique photogrammetry

1 概述

1998年，美國(guó)副總統(tǒng)戈?duì)柺状翁岢隽恕皵?shù)字地球”的概念[1];2009年，“智慧城市”的概念首次被IBM（International Business Machines，國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司）首席執(zhí)行官彭明盛提出[2]。十九大報(bào)告中，習(xí)總書(shū)記提出了“數(shù)字中國(guó)”的概念，為中國(guó)特色智慧城市的建設(shè)指明了發(fā)展方向。2013年1月，我國(guó)住建部公布了90個(gè)智慧城市首批試點(diǎn)名單;2019年，開(kāi)展智慧城市建設(shè)的城市已經(jīng)超過(guò)500個(gè)。

在智慧城市的建立過(guò)程中，所有實(shí)體信息均以二維平面圖或者三維模型為載體而呈現(xiàn)，如何利用現(xiàn)有的載體承載最新最完善的實(shí)體信息變得尤為重要。三維模型作為智慧城市基礎(chǔ)信息的有效載體，目前常用的建模類型可以分為：地貌表面模型構(gòu)建、地表建筑物模型構(gòu)建、地表附著物模型構(gòu)建。其中，地貌表面模型的構(gòu)建一般采用DEM疊加DOM的方法實(shí)現(xiàn);地表附著物包括道路及其附屬物（路燈等）、植被、水系、獨(dú)立地物（標(biāo)志性地物） 等，其模型的建立采用貼圖以及系統(tǒng)模型符號(hào)等方法實(shí)現(xiàn)[3]。建筑、橋梁等實(shí)體是智慧城市的重要地表建筑物組成部分，包含了城市的大量信息，其變化日新月異，同時(shí)必須滿足多分辨率、多尺度、多時(shí)空、多種類的應(yīng)用，怎樣既能直觀看到其三維模型，又能直觀展示屬性信息，就需要現(xiàn)有的三維建模技術(shù)的綜合應(yīng)用。

2 BIM與傾斜攝影測(cè)量在智慧城市建設(shè)中的應(yīng)用

2.1 基于傾斜攝影測(cè)量技術(shù)建立三維模型的技術(shù)過(guò)程

傾斜攝影測(cè)量技術(shù)通過(guò)從一個(gè)垂直、四個(gè)傾斜等五個(gè)不同的角度同時(shí)采集到地理實(shí)體的影像數(shù)據(jù)，獲取該地理實(shí)體豐富的紋理信息。基于傾斜攝影測(cè)量技術(shù)建立三維模型的技術(shù)過(guò)程如圖1所示。

基于傾斜攝影測(cè)量技術(shù)建立的三維模型稱為實(shí)景三維模型，反映了真實(shí)的地物周邊情況，可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)視角觀察地物，可以進(jìn)行距離、角度、面積、坡度等量測(cè)。高效的數(shù)據(jù)采集設(shè)備、系統(tǒng)化的數(shù)據(jù)后處理平臺(tái)，使得實(shí)景三維模型的建立實(shí)現(xiàn)了高效、高精度的產(chǎn)業(yè)需求，成為智慧城市的一種重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

2.2 BIM技術(shù)

BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型）是利用數(shù)字模型對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)的過(guò)程，也就是說(shuō)，BIM是以模型為載體，承載建筑物整個(gè)生命周期內(nèi)的所有信息。基于BIM建立建筑物三維模型的技術(shù)流程如圖2。應(yīng)用于BIM建模的軟件眾多，不同軟件的格式不盡相同，在智慧城市的建立過(guò)程中，格式的不同勢(shì)必帶來(lái)模型轉(zhuǎn)換的困難。IFC（Industry Foundation Class，數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)）作為國(guó)際建筑行業(yè)中的工程數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)，為智慧城市的建立解決了三維模型格式轉(zhuǎn)換的問(wèn)題。IFC整體由四個(gè)層次構(gòu)建，從下到上分別是：信息資源層、信息框架層、信息共享層和領(lǐng)域?qū)印Ｃ總€(gè)層次都包含一些信息描述模塊，并且遵守一個(gè)原則：每個(gè)層次只能引用同層次和下層的信息資源，而不能引用上層資源。這樣上層資源變動(dòng)時(shí)，下層資源不受影響，保證信息描述的穩(wěn)定[4]。

2.3 實(shí)景模型與建筑信息模型的比較

傾斜攝影測(cè)量技術(shù)與BIM作為智慧城市建設(shè)中的重要技術(shù)手段，均可以獲得三維模型，作為智慧城市的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，但是兩種三維模型在數(shù)據(jù)源、包含信息、坐標(biāo)系等方存在很大的差異，具體分析如表1。

3 結(jié)束語(yǔ)

基于傾斜攝影測(cè)量技術(shù)獲得的實(shí)景模型，直觀地為智慧城市的建設(shè)提供了大范圍真實(shí)的地理環(huán)境，建筑信息模型貫穿于建筑物整個(gè)生命周期，承載了建筑物在設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)的整個(gè)生命過(guò)程中的所有信息，為智慧城市的建設(shè)提供了豐富的全面的建筑物信息。智慧城市的建設(shè)并不是信息的整合，而是全要素信息的集成、共享和服務(wù)，也是現(xiàn)勢(shì)性與全面性信息的深層次集成，這樣的信息集成才是智慧城市建設(shè)的初衷。

傾斜攝影測(cè)量技術(shù)與BIM技術(shù)的融合，并不是簡(jiǎn)單的組合，需要兩種模型之間有良好的轉(zhuǎn)換環(huán)境與轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)，另外需要解決在模型融合過(guò)程中原有信息的遺失或錯(cuò)誤。現(xiàn)有軟件中有部分三維軟件可以滿足多種模型的融合，但是依然無(wú)法避免由于模型轉(zhuǎn)換帶來(lái)的信息遺失或錯(cuò)誤的問(wèn)題，這也將是接下來(lái)的研究方向。

參考文獻(xiàn)：

[1]張迪校，陳紅霞.WebGIS技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)探析[J].測(cè)繪通報(bào)，2001（z1）.

[2]李德仁，姚遠(yuǎn)，邵振峰.智慧地球時(shí)代測(cè)繪地理信息學(xué)的新使命[J].中國(guó)測(cè)繪，2013，37（2）：6-7.

[3]王亮.城市三維景觀建模方法綜述[J].地礦測(cè)繪，2011，27（3）.

[4]邱奎寧.IFC標(biāo)準(zhǔn)在中國(guó)的應(yīng)用前景分析[J].建筑科學(xué)，2003，19（2）：62-64.