無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量及其在BIM技術(shù)中的應(yīng)用

劉宇

摘要：攝影測(cè)量技術(shù)走過(guò)了模擬攝影測(cè)量階段和解析攝影測(cè)量階段，現(xiàn)已全面步入數(shù)字?jǐn)z影時(shí)代。無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量系統(tǒng)憑借其生產(chǎn)成本低、靈活性高等優(yōu)點(diǎn)，能更加快速直觀地得到測(cè)繪成果。專業(yè)測(cè)量型無(wú)人機(jī)配備的PPK、免相控技術(shù)、傾斜攝影技術(shù)極大提高影像的定位精度與高程精度，使其測(cè)量成果滿足更高精度的測(cè)繪需求。通過(guò)無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量系統(tǒng)得到的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)、DEM數(shù)據(jù)、DOM數(shù)據(jù)、DSM數(shù)據(jù)可滿足不同專業(yè)不同階段對(duì)基礎(chǔ)地理信息和數(shù)據(jù)的需求。BIM技術(shù)是全生命期工程項(xiàng)目或其組成分物理特征、功能特性和管理要素的共享數(shù)字化表達(dá)。在市政工程領(lǐng)域，BIM技術(shù)在全生命周期過(guò)程中始終需要基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)的支持和輔助。地理三維實(shí)景模型是BIM設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，攝影測(cè)量技術(shù)與BIM技術(shù)的融合將為BIM技術(shù)提速，擺脫傳統(tǒng)人工制作的漫長(zhǎng)過(guò)程。基于此，本篇文章對(duì)無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量及其在BIM技術(shù)中的應(yīng)用進(jìn)行研究，以供參考。

關(guān)鍵詞：無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量;BIM技術(shù);應(yīng)用分析

引言

隨著工程技術(shù)日新月異的發(fā)展，BIM技術(shù)的應(yīng)用面在不斷拓展，BIM（建筑信息模型）提出始于上世紀(jì)70年代，它是以工程項(xiàng)目的各項(xiàng)相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，通過(guò)數(shù)字信息方針模擬構(gòu)筑物所具有的真實(shí)信息。近年來(lái)，信息化建設(shè)已經(jīng)成為工程建設(shè)中的最強(qiáng)音，而BIM三維協(xié)同設(shè)計(jì)為工程建設(shè)信息化的重要抓手，通過(guò)研究分析認(rèn)為三維設(shè)計(jì)和BIM應(yīng)用是未來(lái)行業(yè)發(fā)展的必然，先進(jìn)的三維協(xié)同設(shè)計(jì)及相關(guān)仿真技術(shù)可有效提高工程設(shè)計(jì)的質(zhì)量、效率和水平，同時(shí)優(yōu)化設(shè)計(jì)流程、提高設(shè)計(jì)信息的共享和展示程度，從而全面提高設(shè)計(jì)行業(yè)的科技實(shí)力和綜合競(jìng)爭(zhēng)力。將BIM技術(shù)成功應(yīng)用于某擴(kuò)建工程中。BIM三維協(xié)同設(shè)計(jì)的興起，同時(shí)需要多樣化的地理信息數(shù)據(jù)作為支撐，傳統(tǒng)的二維矢量地形圖難以滿足BIM設(shè)計(jì)對(duì)三維基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的需求，無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)可對(duì)項(xiàng)目區(qū)域進(jìn)行三維重建，為BIM設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)保障。本文主要研究無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)在市政公路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。在攝影測(cè)量得到的數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合BIM技術(shù)，進(jìn)行攝影測(cè)量技術(shù)與BIM技術(shù)的融合，利用攝影測(cè)量建模速度快、信息精度高等優(yōu)勢(shì)，為BIM更好的提供基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)。

1無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

1.1攝影得到的影像分辨率更高

當(dāng)前無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)的快速發(fā)展，使得無(wú)人機(jī)可搭載高清攝像儀器設(shè)備進(jìn)行攝影拍攝工作，通過(guò)傾斜、垂直照相技術(shù)能夠?qū)y(cè)繪區(qū)域進(jìn)行全方位全角度的攝影拍攝工作。此外，利用無(wú)人機(jī)技術(shù)可以進(jìn)行低空高度飛行，多角度攝影獲取多平面圖像，能夠有效解決高層建筑的阻塞問題，擴(kuò)大了地籍測(cè)繪工作應(yīng)用范圍，確保了攝影影像的準(zhǔn)確率，是其他測(cè)繪技術(shù)所不具備的。

1.2有效提高測(cè)繪精度

隨著無(wú)人機(jī)載重能力的提升以及無(wú)人機(jī)攝像技術(shù)的發(fā)展，使得無(wú)人機(jī)能夠搭載更多的攝像器材，使得測(cè)繪精度逐步提升，在地籍測(cè)繪過(guò)程中應(yīng)用更加便捷智能，結(jié)合當(dāng)前無(wú)人機(jī)攝影測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用測(cè)量參數(shù)來(lái)看，其精準(zhǔn)度可達(dá)到亞米級(jí)別，已超越了傳統(tǒng)人工地籍測(cè)繪技術(shù)所需求的精度標(biāo)準(zhǔn)，可高效完成地籍測(cè)繪工作所需要的攝像技術(shù)要求。

1.3聯(lián)動(dòng)優(yōu)勢(shì)更加突出

在傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)手段中，由于信息技術(shù)發(fā)展的不完善，測(cè)量人員所獲得的數(shù)據(jù)信息并不是第一時(shí)間傳輸出設(shè)計(jì)使用部門，而是由將測(cè)繪數(shù)據(jù)信息進(jìn)行收集整理，總結(jié)成相關(guān)的檔案數(shù)據(jù)資料傳交給技術(shù)部門。在這一過(guò)程中，由于技術(shù)部門未能拿到一手的數(shù)據(jù)資料，并且未能參加實(shí)際測(cè)繪工作，對(duì)測(cè)量地點(diǎn)出現(xiàn)的數(shù)據(jù)異常信息處理以及遺漏數(shù)據(jù)信息內(nèi)容無(wú)法有效掌握，需要再次與測(cè)量人員進(jìn)行溝通，增加了雙方的工作量，并且反復(fù)的測(cè)繪工作、交流會(huì)影響數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，無(wú)法確保數(shù)據(jù)在交流與傳輸過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)差錯(cuò)，甚至需要測(cè)量人員重新計(jì)算測(cè)量來(lái)驗(yàn)證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。當(dāng)前通過(guò)無(wú)人機(jī)展開地級(jí)測(cè)繪工作，可利用無(wú)人機(jī)平臺(tái)所搭載的數(shù)據(jù)系統(tǒng)將數(shù)據(jù)信息實(shí)時(shí)傳輸至設(shè)計(jì)部門，技術(shù)人員在獲得第一手?jǐn)?shù)據(jù)資料過(guò)程中對(duì)無(wú)人機(jī)測(cè)量所遺漏區(qū)域可進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)，減少了不必要的工作任務(wù)，確保數(shù)據(jù)傳輸安全。

2BIM技術(shù)的概念

BIM又稱為建筑信息模型（BuildingInformationModeling）簡(jiǎn)稱建模，是近幾年被提出來(lái)的新概念，采用的是最新最先進(jìn)的建筑軟件設(shè)計(jì)理念，其中的“建筑信息”是建筑項(xiàng)目空間的設(shè)計(jì)與建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)信息，而“模型”指的是在項(xiàng)目開始之前，對(duì)項(xiàng)目的過(guò)程的描述、建筑工作進(jìn)行模擬，因?yàn)椴捎肂IM技術(shù)可以提前了解項(xiàng)目的設(shè)計(jì)情況，因此BIM有著“一套描述建筑建造生命周期過(guò)程的信息模型”的稱號(hào)，BIM設(shè)計(jì)是由多個(gè)專業(yè)共同完成的，所以BIM設(shè)計(jì)是一個(gè)綜合多元化、信息化于一體的設(shè)計(jì)模型，其中涵蓋了對(duì)于整體工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和建模、數(shù)字化建筑模型的搭建、項(xiàng)目在整個(gè)生命周期中的管理，能夠完美展示出自己所設(shè)計(jì)的建筑物在施工過(guò)程中所處的狀態(tài)，使得施工人員更加清楚地看到自己正在做這個(gè)項(xiàng)目的具體施工規(guī)劃、設(shè)計(jì)目標(biāo)、設(shè)計(jì)結(jié)果、預(yù)算設(shè)計(jì)時(shí)間等。BIM必須依靠相應(yīng)的設(shè)計(jì)軟件來(lái)進(jìn)行完善處理，而BIM中存在著大量的數(shù)據(jù)信息和設(shè)計(jì)理念，因此BIM必須依附于最新的信息技術(shù)，這個(gè)技術(shù)可以有效地處理龐大的圖像與文件信息，而且更重要的是在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，每個(gè)行業(yè)都有各自行業(yè)的準(zhǔn)則和規(guī)章制度，通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與資源共享，在建筑項(xiàng)目的生命周期內(nèi)，設(shè)計(jì)人員根據(jù)自己的專業(yè)知識(shí)，利用BIM整合所有的信息，對(duì)這些信息分別進(jìn)行處理，可以使建筑設(shè)計(jì)的施工人員減少營(yíng)建工程成本以及增加工程質(zhì)量，提高工作效率。

3三維實(shí)景模型與BIM技術(shù)的融合

無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量得到的三維實(shí)景地理模型可在BIM技術(shù)中加以利用，彌補(bǔ)了BIM技術(shù)建立場(chǎng)地模型的短板，使BIM技術(shù)在場(chǎng)地建模方面更加快速、精確。通過(guò)攝影測(cè)量技術(shù)建立的三維實(shí)景模型，可以很好地提供地表信息、高程信息、紋理信息等，也可以很輕松地得到長(zhǎng)度、面積、體積、坡度等信息，這些信息也正是BIM技術(shù)中一些信息的基礎(chǔ)和組成。后期可利用BIM技術(shù)構(gòu)建目標(biāo)建（構(gòu)）筑物，與三維實(shí)景模型進(jìn)行融合疊加，得到一個(gè)完備的工程項(xiàng)目模型系統(tǒng)。

結(jié)束語(yǔ)

相比于采用方格直線網(wǎng)法、等高線網(wǎng)法、三角線網(wǎng)法、斷面法等多種傳統(tǒng)的建筑土方工程測(cè)量計(jì)算方法，具有很多場(chǎng)地測(cè)量計(jì)算上的局限性、測(cè)量過(guò)程數(shù)據(jù)容易遺漏、計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確性相對(duì)差較大，通過(guò)建立無(wú)人機(jī)實(shí)景模型，將無(wú)人機(jī)實(shí)景模型與BIM模型比對(duì)獲取精準(zhǔn)土方量計(jì)算的方法，減少了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量原始地形等數(shù)據(jù)的工作量，同時(shí)提高了計(jì)算準(zhǔn)確度和效率，優(yōu)化了土方挖填過(guò)程中的機(jī)械動(dòng)態(tài)調(diào)配，并且利用無(wú)人機(jī)攝影沙盤模型進(jìn)行施工場(chǎng)地布置，借信息化技術(shù)輔助施工項(xiàng)目節(jié)約成本、實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化施工、提高施工效率。在未來(lái)的發(fā)展中，應(yīng)注重對(duì)于BIM技術(shù)和無(wú)人機(jī)攝影技術(shù)的分析與應(yīng)用，讓其能夠更大程度地發(fā)揮作用。

參考文獻(xiàn)

[1]王啟龍.無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)在水利工程中BIM建模的應(yīng)用[J].水利技術(shù)監(jiān)督，2020（04）：61-63+154.

[2]昌圣翔.BIM和傾斜攝影測(cè)量技術(shù)在實(shí)景三維模型中的應(yīng)用[J].廣東建材，2020，36（04）：25-26.

[3]劉培狀，楊秉澍.基于無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量和BIM技術(shù)的三維實(shí)景模型在水利工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[J].地下水，2019，41（06）：206-207.

[4]伍根，汪耀武，聶俊成.無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)在BIM中的應(yīng)用[J].武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2019，18（01）：118-121.

[5]丁志廣，饒帥雄，李傳峰，王田芳.無(wú)人機(jī)聯(lián)合BIM在規(guī)劃竣工條件核實(shí)中的應(yīng)用研究[J].北京測(cè)繪，2018（S1）：157-160.