無人機攝影測量及其在BIM技術中的應用

黃劍華 尹洪凱 畢思城

廣東龍泉科技有限公司 廣東 廣州 510300

當前的BIM技術應用，廣泛滲透到建筑工程的各個領域，但是在數據信息方面還是略有不足，應加強專業的勘測技術融合，促使BIM技術在作業時能夠得到更多的保障，對隱藏的問題和矛盾有效解決。無人機攝影測量的合理應用，對BIM技術提出了較多的輔助手段，尤其是關鍵位置的測量與分析，能夠站在多個視角下完成，不僅減少了勘測的難點，還可以在技術的綜合分析方面得到準確的結果，提高了工程的綜合發展水平。

1 無人機攝影測量的原理

現階段的測量工作開展應站在長遠的角度思考，繼續按照局限的理念和方法應用，不僅無法得到突出的成績，還會造成惡劣的影響。無人機攝影測量的提出應用，主要是通過無人機這一特殊的航空攝影設備，在地面開展連續攝影測量工作，然后再通過地面控制點開展測量分析，并且完成立體測繪分析，最終將測繪的圖紙繪制出來[1]。相對而言，無人機攝影測量的原理比較簡單，但是在操作的時候比較復雜，當代的無人機技術不斷創新，各類先進的無人機設備也被開發出來，這促使測量工作的開展有了更多的選擇，整體上的測量，能夠按照科學合理的手段去優化，各類問題在解決時有了更多的保障。無人機攝影測量的應用，還可以與BIM技術更好的融合，兩者表現出相輔相成的特點，在數據信息共享以后，提高了BIM技術的應用水平，同時在繪制的精度上不斷地加強，在長期發展上能夠得到突出的成果。

2 無人機攝影測量的特點

2.1 安全性高

無人機攝影測量的應用具有非常多的優勢，比如安全性方面要比傳統的測量工作更加優良。該類型的測量技術應用，只需要對無人機操控即可，并不需要像以前一樣，要通過駕駛人員去操控，即便是設備出現了損壞，也不會對操作者造成任何的傷害。安全等級較高的狀態下，促使無人機在業界內得到了廣泛的歡迎，并且在測量的過程中開始大規模的應用，長期工作的實施，能夠按照新穎的思路去完成。無人機開展測量的時候，能夠在操作的過程中按照智能化的方法完成，以往的操作過于依賴操作者的個人經驗，但是隨著技術的革新和系統的優化，無人機的智能化水平不斷提升，各項工作的開展，能夠按照全新的思路去轉變。所以，操作者的經驗得到轉化，在安全保障的同時，不會影響到無人機的作業質量。安全性較高的狀態下，還可以在測量的過程中獲取更多的信息，促使測量工作按照高效率的原則去完成。

2.2 靈活度突出

無人機攝影測量的時候，自身具備的靈活度非常突出，并且能夠減少測量的難題，即便是在復雜的區域，依然能夠做出準確的測量。無人機的體型一般并不大，在測量的過程中主要是通過遙控的方式完成，所以在復雜的區域測量方面，無人機以體型上的優勢和高空飛行的優勢，能夠很容易測量到想要的信息，還能夠快速地收集數據，反饋給平臺以后，促使測量工作能夠快速完成對應的工作任務。靈活度較高的情況下，無人機的操作系統比較優良，操作系統可根據測量工作的特點和硬性要求去選擇，不同的系統服務的測量任務，整體上具備較強的專業性，而且很少出現嚴重的誤差。通過無人機攝影測量，各類測量任務能夠在很短的時間內完成，長期測量的過程中促使數據信息得到了充分的積累，整體上的工作開展，能夠按照合理化的方式去完善，各類問題在解決時得到了不錯的效果。

2.3 自動飛行模式

無人機攝影測量的特點是非常多的，自動飛行模式是非常不錯的功能，而且整體上能夠得到的成績比較顯著，對于未來的測量工作發展給出了較多的保障[2]。一般而言，自動飛行模式的應用，主要是按照預定好的航線自動飛行，并且會將所到之處的相關數據和信息有效的整理，這樣不僅能夠減少測量的難題，還可以一次性測量更加廣闊的區域。自動飛行模式開啟以后，依然可以根據測量過程中遇到的問題和挑戰，臨時修改測量的路線和內容，先前測量的結果已經反饋到平臺當中，后續測量的內容也會繼續整理，促使最終的測量結果更加精確。相比之下，無人機攝影測量的自動化功能，對于當代的測量任務給出了更多的選擇，在各個區域的測量工作中以先進的思路和方法進行調整，對測量的功能逐步完善，整體上的測量取得了較大的進步空間。日后，應繼續在測量的創新力度上不斷提升。

3 無人機攝影測量在BIM技術中的應用

3.1 明確作業內容

無人機攝影測量在BIM技術中應用，有利于提高技術的綜合發展水平，同時整體上創造的價值也很高。但是，測量技術的實施，要高度明確作業內容，不能盲目地測量，要切實把握好測量過程中遇到的問題和風險。

圖1 航線規劃界面

目前的行業發展在像控這塊已經實現了局部小區域免像控技術，主要是通過在地面架設基站，飛機平臺安裝GPS模塊接收裝備，通過實時差分技術實現了部分免像控工作，較大地減少了外業工作量。在這幾項內容中最重要的一點內容就是內業空三加密，這些工作直接影響到了后期DEM、模型等成果。目前市場上有多款軟件可以進行空三計算，比方俄羅斯的PHOTOSCAN、INFO、PIXX4D、SMART3D等軟件，比較主流的操作是采用PHOTOSCAN進行空三計算，SMART3D生產模型。由此可見，明確測量任務以后，無人機攝影測量的功能得到充分地發揮，加強了數據信息的整合，減少了既往測量的局限性，整體上的發展空間較大。

3.2 地形地籍測量

BIM技術操作時需要對各方面的數據信息做出科學的整理，無人機攝影測量介入以后，能夠對數據信息的源頭較好的把控，尤其是在地形地籍測量方面，能夠做出較好的轉變。目前，無人機攝影測量的精度指標，能夠達到地面像素精度1cm左右，對應的平面精度能夠控制在5cm的范圍內，高程精度則可以控制在10cm以內。通過高精度的測量，促使地籍地形的測量效果更好的優化。除此之外，無人機技術的合理應用，還可以在比例尺的測繪要求上較好的滿足，基本上能夠達到1:500比例尺的測繪要求，這對于BIM技術的模型建立以及各類工程的綜合分析給出了更多的依據，一定程度上減少了工程設計的難題，促使工程項目與地形更好地協調。無人機測量的時候，還可以在作業效率上大幅度的提升，針對山地區域、水域區域、房屋密集的區域，均能夠在航測中得到準確的測量結果，對地形地籍的分析更加透徹[3]。

3.3 古建保護測量

無人機攝影測量的應用，對于古建筑保護也產生了較好的效果。BIM技術在應用的時候，古建筑是比較特殊的項目，保護過程中不僅要維持古建筑的外部框架和內在美感，還要減少各類因素的影響，此時必須得較多的數據支持。無人機攝影測量的時候，能夠對古建筑物的尺寸、色彩進行有效的記錄，即便是大型的建筑物，依然可以通過搭設腳手架的方式，促使測量的速度和測量的安全性大幅度提升，這對于建筑物的保護效果較好。一般而言，傾斜攝影技術的應用，能夠針對古建筑的測量，按照三維模型的方法去測量和分析，在量測功能上比較突出，對于古建筑的紋理測量也比較精細化，在數字化存檔方面取得了較好的效果。通過對無人機攝影測量有效應用，BIM技術下的古建筑保護有了更多的依據，長期測量工作和保護工作能夠按照協調的方式完成，一系列的漏洞解決也得到了突出的成果，未來的進步空間是比較大的。

4 無人機攝影測量的應用要點

4.1 完善測量準備

無人機攝影測量的應用，對BIM技術的發展產生了顯著的推動作用，但是在具體操作時應站在多個角度思考，單一的手段和方法并不能得到卓越的成績，還有可能導致測量工作遇到較多的難題，這對于BIM技術下的工程建設造成了巨大的挑戰。無人機攝影測量的準備工作，應按照嚴格的規范和標準實施。測量前，要選擇匹配的無人機設備，不同的無人機設備在功能方面存在較大的差異性，盲目的選擇，并不能將設備的積極作用較好地發揮出來，還有可能造成較多的矛盾，導致數據信息的精確度下降。選擇正確的設備以后，要提前對無人機開展調試工作，確保在測定區域范圍內，能夠得到較多的數據信息，提升測量的覆蓋率。準備工作的實施，還要提前對測量區域進行基礎考察，掌握好各類外部因素的影響，尤其是極端的天氣變化，或者是一些影響測量的因素，都要提前做好預防。

4.2 組織高素質團隊

無人機攝影測量的時候，雖然自身的功能比較突出，再加上設備比較精良，但是依然要在作業的時候組織高素質的團隊，確保測量工作能夠朝著預期設想的方向去努力，對測量的各個漏洞快速的彌補，避免造成嚴重的負面影響。測量工作開展前，對于所有參與作業的人員要加強培訓，結合大家的崗位要求，按照個性化的培訓方法進行指導，督促大家在日常作業中能夠按照新穎的思路和方法去工作，避免對測量結果造成不利影響。作業團隊在工作中要嚴格按照責任制的方法去約束，有些人雖然經驗突出，但是經驗不能作為決策的依據，只能作為參考的依據，通過責任制進行管控以后，無人機攝影測量的任務能夠按照綜合的方法去實施，而不是按照傳統的經驗模式去評估，對于測量的結果做出了較多的保障。高素質的團隊組織，應作為今后工作的主要目標，對測量的所有內容合理的優化。

4.3 設計測量方案

無人機攝影測量的方案設計是很容易忽視的部分，測量的目的是得到準確的數據和信息，無人機在應用時不僅要注意航線的設計，還要考慮到無人機自身的性能影響。比如，有些測量方案的覆蓋范圍比較廣，此時會導致無人機的耗電量增加，在設計方案時應考慮是否增加無人機設備，或者是增加電池的攜帶數量，亦或者是尋找附近能夠快速充電的地方，確保無人機在作業時具備足夠的能源供應。設計測量方案的時候，還要對一些特殊情況充分考慮。例如，無人機在作業時，如果遇到了鳥類有可能產生嚴重的破壞和損毀現象，這就要提前對測量區域的具體情況有所掌握，加強無人機的有效保護，促使測量工作能夠按照預期設想來實施，對一系列的外部威脅更好的消除。測量方案在設計時，還要掌握好備案，由此帶來對各類突發情況合理的應對，促使長期測量工作的進行，能夠按照全新的手段來應對[4]。

4.4 加強數據整理

無人機攝影測量的時候，數據整理是不可或缺的組成部分，對最終的測量結果存在巨大的影響，整理的過程中不僅要按照科學的思路去調整，還要減少整理的問題，為將來的發展作出更多的保障。測量數據整理，要加強智能化的整理平臺應用，按照邊測量、邊整理的方式來實施，減少整理的問題，確保整理的精度進一步提升。數據整理的時候，要切實掌握好數據的動態變化情況，有些測量區域比較復雜，而且先前的檔案數據并不多，可供參考的內容也比較少，這就需要在數據整理時以全新的視角來分析，根據BIM技術的分析結果做出對比，促使工程建模得到更多的選擇。數據整理的時候，對每一次的整理記錄和整理結果，都要按照科學的方法去對比分析，觀察數據整理的特點和方向，逐步積累整理的經驗，在整理的平臺建設上按照新穎的理念去完善，促使長期整理得到更加卓越的成果。

4.5 提高測量精度

無人機攝影測量在BIM技術中應用，要盡可能的提高測量精度，促使測量工作的開展，能夠按照科學合理的方式去轉變，杜絕陳舊測量帶來的問題為將來的測量工作奠定堅實的基礎。測量前，要對測量工作的重點和難點高度明確，對于每一次測量都要端正態度，減少盲目的測量，而且在測量的內外數據統計方面要保持較高的精度，從一開始就按照較高的標準去實施，確保未來的工作部署得到更好的成績。測量精度的提升，要選擇先進的無人機設備，當前的很多設備具有高性價比的特點，所以要在測量的時候，堅持對各類設備有效的搭配，這樣才能在測量的效用上不斷地加強。測量精度的提升，要按照循序漸進的方法來完成，對測量的特殊性高度關注，切實掌握好未來測量可能出現的問題，在不同的環境下，靈活的調整測量方式，對無人機的功能更好的發揮出來，推動BIM技術的應用發展。

5 總結

無人機攝影測量作為創新技術，有利于完善BIM技術的體系，同時對工程建設和區域勘察產生了顯著的推動作用，整體上的發展擁有更多的依據。未來的測量工作開展，要根據BIM技術的要求，站在新的角度思考，促使整體上的發展得到較多的保障，對一系列的問題更好解決。無人機攝影測量的優化時，應加強基礎設施的創新，對各方面的測量工作有效的調整，促使長期測量朝著正確的方向進步。而且，無人機的技術開發應用，還要系統化地把握好測量技術的特點和影響因素，堅持在測量的協調性方面更好的改善。