淺談智慧城市中建筑數(shù)據(jù)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(fā)展的各種問題。智慧城市的核心理念就是實現(xiàn)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(shù)量和建筑的復(fù)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(shù)據(jù)采集方法。由于我國建筑信息化的起步較晚，國內(nèi)對建筑數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)采集研究方面主要側(cè)重的是測量方法的研究，采集方法研究不全面[1-2]。

關(guān)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(jù)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(jù)國家統(tǒng)計局的數(shù)據(jù)顯示，據(jù)國家統(tǒng)計局統(tǒng)計，截止2016年底，中國現(xiàn)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(shè)中涉及的建筑數(shù)據(jù)數(shù)量巨大，數(shù)據(jù)形式多樣，因此智慧城市中建筑數(shù)據(jù)采集的方法在應(yīng)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(shù)據(jù)采集方法

普通現(xiàn)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(shù)據(jù)進行采集是進行既有建筑改擴建的基礎(chǔ)。在實際建筑數(shù)據(jù)采集中主要應(yīng)用以下兩種方法：

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

BIM技術(shù)恰好彌補了3D激光掃描技術(shù)在內(nèi)部數(shù)據(jù)處理中的不足。三維激光掃描技術(shù)與 BIM 技術(shù)結(jié)合的方法是指將 BIM 模型和所對應(yīng)的三維掃描模型，進行模型的融合，最終實現(xiàn)更貼近真實并具有構(gòu)件屬性信息的三維模型。BIM+三維激光掃描技術(shù)方法的應(yīng)用流程為：首先利用三維激光掃描儀進行現(xiàn)場掃描，采集指定構(gòu)筑物工程目標的完整、真實原始數(shù)據(jù)，得到具有精確空間信息的點云數(shù)據(jù);然后將采集得到的點云數(shù)據(jù)導(dǎo)入數(shù)據(jù)預(yù)處理軟件進行預(yù)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(jīng)過預(yù)處理的三維激光點云數(shù)據(jù)，導(dǎo)入 Revit 軟件中進行精細建模，最終得到 BIM 模型數(shù)據(jù)。

（2）BIM+傾斜攝影技術(shù)的方法。傾斜攝影是一種攝影數(shù)據(jù)采集技術(shù)，它已被收集在建筑數(shù)據(jù)采集中，應(yīng)用在建筑數(shù)據(jù)采集中具有采集得到的紋理真實、能快速獲得側(cè)面紋理、影像分辨率高、空間可量測等特點。解決了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集速度慢，隱蔽部位數(shù)據(jù)無法采集等缺點。但由于傾斜攝影技術(shù)采集得到的數(shù)據(jù)為片狀的圖片數(shù)據(jù)，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(xiàn)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(yīng)的傾斜影像較多，可能會導(dǎo)致同一地物的形態(tài)和尺度不同，最終會給后期數(shù)據(jù)處理以及三維建模帶來一定的難度。

BIM 技術(shù)可以自始至終貫穿建設(shè)的全過程，為建設(shè)過程的各個階段提供更精細化的數(shù)據(jù)支撐，實現(xiàn)了微觀上的信息化、智能化。BIM 技術(shù)與傾斜攝影技術(shù)結(jié)合的方法是將 BIM 三維模型和傾斜攝影技術(shù)創(chuàng)建的真三維模型進行融合，使其在同一個三維地理環(huán)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(shù)據(jù)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(chǔ)數(shù)據(jù)。

2 總結(jié)

三維激光掃描技術(shù)與傾斜攝影技術(shù)都屬于當(dāng)下建筑三維圖像數(shù)據(jù)采集的新技術(shù)，三維激光掃描技術(shù)與傾斜攝影技術(shù)相比，在設(shè)備與數(shù)據(jù)采集方面，三維激光掃描技術(shù)的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)處理方面，三維激光掃描技術(shù)的數(shù)據(jù)處理軟件價格更低，數(shù)據(jù)處理速度較快，但顏色和紋理需要結(jié)合相機拍攝，而且三維可視化的效果不如傾斜攝影技術(shù)。當(dāng)三維激光掃描技術(shù)和傾斜攝影技術(shù)都與BIM 結(jié)合后，三維激光掃描技術(shù)的數(shù)據(jù)處理技術(shù)更加成熟，速度更快，但傾斜攝影技術(shù)的顏色紋理更貼近真實。

參考文獻：

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