無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)在城市建筑工程測(cè)量中的應(yīng)用

董昊錦

（酒泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 酒泉735000）

時(shí)代在發(fā)展，社會(huì)在進(jìn)步，科學(xué)技術(shù)飛快地融入到了各行各業(yè)中，并且成為了時(shí)代新的代名詞。而無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)便是其中最具代表性的先進(jìn)技術(shù)之一，在日益更新的時(shí)代發(fā)展浪潮中，以其優(yōu)勢(shì)成為了社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域的領(lǐng)跑者，將工作效率大幅度提高，解決了很多傳統(tǒng)技術(shù)難以逾越的瓶頸。當(dāng)前無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)在城市建筑工程測(cè)量中被廣泛應(yīng)用，主要?dú)w功于其自動(dòng)化、準(zhǔn)確率高、節(jié)約勞動(dòng)力等特點(diǎn)，進(jìn)而成為了未來(lái)新的發(fā)展趨勢(shì)。而本次針對(duì)無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)在城市建筑工程測(cè)量中的應(yīng)用進(jìn)行了重點(diǎn)分析，在對(duì)相關(guān)概述及優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行闡述的基礎(chǔ)之上，分層次探討了在建筑工程各個(gè)環(huán)節(jié)的應(yīng)用情況。

1 無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)概述

無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)也被稱(chēng)之為無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)，其將多種技術(shù)融合在一起，有GPS、通信、遙感、無(wú)人駕駛等，具備專(zhuān)業(yè)、自動(dòng)以及智能化特征，特別是在地理信息測(cè)繪方面優(yōu)勢(shì)更加突出。無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)不僅可以隨時(shí)隨地升級(jí)、更新測(cè)量的相關(guān)信息，而且可以為環(huán)境整改、城市建設(shè)提供有力的信息支撐。在社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的過(guò)程中，科學(xué)技術(shù)也發(fā)生了翻天覆地的變化，而傳統(tǒng)的遙感技術(shù)難以滿(mǎn)足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的需求，再加上地形、建筑變化較大，城市建設(shè)、車(chē)站、機(jī)場(chǎng)等工程施工環(huán)節(jié)都要求有海量的數(shù)據(jù)信息給予支持，所以無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，確保數(shù)據(jù)信息收集更加充足與準(zhǔn)確。無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)中不僅僅包含著數(shù)據(jù)的處理系統(tǒng)、導(dǎo)航定位系統(tǒng)，而且還涉及到了高清分辨率的傳感系統(tǒng)等等，這些系統(tǒng)將通訊、GPS、計(jì)算機(jī)等技術(shù)融合在一起，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。在無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)的具體應(yīng)用過(guò)程中，及時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行收集、處理、更新，比如低空飛行，不會(huì)受到空間局限性，在注冊(cè)成功以后便可以立即飛行，使數(shù)據(jù)采集快速更新，速度較快，準(zhǔn)確率也極高。

2 無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

2.1 監(jiān)測(cè)率高

科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展，無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)作為先進(jìn)技術(shù)之一，應(yīng)用于建筑工程中的優(yōu)勢(shì)較為突出。城市建筑工程的實(shí)際測(cè)量時(shí)，運(yùn)用無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)實(shí)時(shí)跟蹤建筑施工整體情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并且采取有效的應(yīng)急措施在第一時(shí)間解決，不僅能夠?qū)?yīng)急處理效率大幅度提高，而且對(duì)于建筑工程整體穩(wěn)定性具有促進(jìn)作用，確保高質(zhì)量地完成施工任務(wù)。

2.2 監(jiān)測(cè)尺度大

無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)主要采用的是遙感監(jiān)測(cè)，即使在較大的監(jiān)測(cè)范圍之內(nèi)同樣也可以達(dá)到準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)，即使監(jiān)測(cè)尺度擴(kuò)大也不會(huì)受到影響。城市建筑工程施工過(guò)程中，無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用具備了非常明顯的可操作性，監(jiān)測(cè)范圍、尺度能夠隨時(shí)調(diào)整，或大或小，即便施工的環(huán)境狹小或者是環(huán)境惡劣，同樣也可以運(yùn)用無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)完成規(guī)定區(qū)域測(cè)量，較廣的運(yùn)用范圍也是其最為顯著的優(yōu)點(diǎn)之一。

2.3 信息采集以及傳遞速度快

無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，自身所具備的采集、傳遞數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)，能夠做到及時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，為技術(shù)人員更好的分析提供保障。在一些人員難以達(dá)到的環(huán)境中，無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)優(yōu)點(diǎn)更加突出，可以快速且準(zhǔn)確鎖定不同領(lǐng)域不同信息，采集、處理、傳遞，不僅信息傳遞速度較快，而且分辨率極高，監(jiān)測(cè)到的信息同樣也非常準(zhǔn)確。

2.4 數(shù)據(jù)安全可靠

伴隨我國(guó)建筑行業(yè)發(fā)展的速度越來(lái)越快，施工過(guò)程中對(duì)于測(cè)量的要求也日益提高，而無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)主要運(yùn)用的是先進(jìn)的系統(tǒng)，優(yōu)點(diǎn)就在于能夠快速對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、整理與處理，工作效率以及數(shù)據(jù)安全高，而且準(zhǔn)確、真實(shí)且可靠。

2.5 應(yīng)用范圍廣

無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)可以在環(huán)境惡劣的條件下完成測(cè)量工作，即使天氣變化莫測(cè)對(duì)其的影響也非常小。傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)要想在較差環(huán)境中進(jìn)行尚有點(diǎn)難度，質(zhì)量無(wú)法得到保障，速度也慢，對(duì)于測(cè)繪工作進(jìn)度會(huì)帶來(lái)直接影響，而無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)彌補(bǔ)了傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)缺陷，不僅應(yīng)用范圍較廣，而且數(shù)據(jù)質(zhì)量較高，能夠加快測(cè)量進(jìn)度。

3 無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)在城市建筑工程影像資料獲取中的應(yīng)用

在城市建筑工程施工環(huán)節(jié)，由于受到地理環(huán)境等外部因素的影響，施工地勢(shì)復(fù)雜多樣，而無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)對(duì)于這些地理信息進(jìn)行收集的時(shí)候優(yōu)勢(shì)便會(huì)更加明顯，這也是傳統(tǒng)技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。在傳統(tǒng)技術(shù)中對(duì)于信息的采集極易出現(xiàn)混亂現(xiàn)象，質(zhì)量也難以得到保證，對(duì)于那些不合常理的施工現(xiàn)場(chǎng)相關(guān)信息收集難度較大。無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)則可以輕而易舉的解決這些問(wèn)題，技術(shù)含量較高，出錯(cuò)率較低，誤差很小，與傳統(tǒng)技術(shù)相比，無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)可謂是質(zhì)的飛躍。除此之外無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)與影像資料、實(shí)際飛行情況有效結(jié)合，采用自動(dòng)加密和手動(dòng)加密方法，確保了信息收集與獲取更加安全與準(zhǔn)確。在城市建筑工程施工環(huán)節(jié)測(cè)繪任務(wù)的具體應(yīng)用時(shí)，無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)要求將準(zhǔn)備工作做充分，其中重點(diǎn)工作如下所示：首先是確定好具體的飛行路線(xiàn)；其次通過(guò)反復(fù)試飛，確保其性能穩(wěn)定。無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)在對(duì)任務(wù)進(jìn)行執(zhí)行過(guò)程中，施工技術(shù)員要提前預(yù)想、掌握周?chē)膮^(qū)域環(huán)境以及可能存在的影響因素，主要是為了保證無(wú)人機(jī)能夠根據(jù)安排好的飛行線(xiàn)路飛行，不會(huì)出現(xiàn)偏離軌道現(xiàn)象。無(wú)人機(jī)在執(zhí)行空中測(cè)繪任務(wù)的時(shí)候，可有效借助數(shù)據(jù)處理軟件處理好測(cè)繪影像，其具備的超高像素以及識(shí)別率，使得畫(huà)面處理更加完善，為技術(shù)工作人員提供了清晰的影像信息。除此之外，無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)影像控制精準(zhǔn)度極高，對(duì)于城市建筑工程中各個(gè)隱蔽點(diǎn)都能夠做好清晰準(zhǔn)確拍攝，這也在很大程度上使得城市建筑工程測(cè)量獲取的數(shù)據(jù)更加精密、準(zhǔn)確及完整。

4 無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)在城市建筑工程數(shù)據(jù)采集與處理中的應(yīng)用

在城市建筑工程施工環(huán)節(jié)，數(shù)據(jù)的采集是無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)最根本的應(yīng)用。而采集測(cè)繪數(shù)據(jù)過(guò)程中，科學(xué)合理判斷、分析數(shù)據(jù)極其關(guān)鍵，要做到對(duì)不正確、誤差大的數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)有效刪除，使測(cè)繪數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確。除此之外，當(dāng)無(wú)人機(jī)第一次飛行后采集到的測(cè)繪數(shù)據(jù)，為保證這些數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率更高，必須要完成二次檢測(cè)或者重新采集，主要是為了減少由于無(wú)人機(jī)沒(méi)有依據(jù)規(guī)定線(xiàn)路飛行，導(dǎo)致數(shù)據(jù)存在漏洞，因?yàn)槿魏渭夹g(shù)都會(huì)存在誤差，在反復(fù)對(duì)比后，確保數(shù)據(jù)安全可靠。

在數(shù)據(jù)采集完成以后，隨后便是處理，傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)在此方面主要是由技術(shù)人員來(lái)完成的，并且在過(guò)去很長(zhǎng)一段時(shí)間都是采用的人力方法，在城市建筑工程測(cè)繪中具有較高的實(shí)用性。但是伴隨時(shí)代發(fā)展，信息量日益增長(zhǎng)，這對(duì)于信息處理的要求也越來(lái)越高，既要確保處理的速度，又要提高處理的精準(zhǔn)度，如果還是依賴(lài)于人力，顯然難以滿(mǎn)足海量的信息處理需求，若將人力增加無(wú)疑會(huì)提高工程預(yù)算，而無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)的出現(xiàn)緩解了信息處理問(wèn)題。當(dāng)前城市建設(shè)的步伐日益加快，不僅僅涉及到了高層建筑，群體建筑，而且很多建筑包含著地上與地下，這對(duì)于測(cè)量無(wú)疑加大了難度，而無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用，其精確度遠(yuǎn)遠(yuǎn)要高于人力，能夠在較短的時(shí)間內(nèi)將測(cè)量工作完成，是人力處理信息實(shí)效的數(shù)倍以上。另外城市建筑工程必然會(huì)產(chǎn)生大量建筑垃圾，若采用人力進(jìn)行測(cè)量，反而會(huì)使環(huán)境負(fù)擔(dān)加大，無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)能夠避免這一問(wèn)題的發(fā)生，不但是對(duì)環(huán)境的保護(hù)，而且數(shù)據(jù)獲取更加立體，錯(cuò)誤率降低。

5 無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)在城市建筑工程低空測(cè)量方面的應(yīng)用

在城市建筑工程測(cè)量過(guò)程中，由于受到地理環(huán)境、施工條件等多方面因素的影響，傳統(tǒng)航拍技術(shù)在一些復(fù)雜地形中很難開(kāi)展工作，而且數(shù)據(jù)可靠性無(wú)法得到保證。而低空無(wú)人機(jī)測(cè)繪其優(yōu)勢(shì)就在于不受空間局限性，即使在一些條件惡劣的環(huán)境下依然可以完成測(cè)量工作，不僅速度快，而且可以高效率的將航空影像資料收集到，迅速進(jìn)行處理，在一些緊急情況下，無(wú)人機(jī)低空測(cè)量被廣泛應(yīng)用。低空測(cè)量系統(tǒng)不僅僅具備了高分辨率，獲取到的影像資料非常清晰，而且能夠滿(mǎn)足大比例尺測(cè)圖測(cè)量的需求。除此之外無(wú)人機(jī)低空測(cè)量系統(tǒng)自身?yè)碛袡z測(cè)與校對(duì)的功能，借助特寬較低數(shù)碼相機(jī)特有的檢校設(shè)計(jì)軟件以及像片重疊關(guān)系，能夠?qū)C(jī)械形跡導(dǎo)致的誤差及時(shí)糾正，運(yùn)用邊緣現(xiàn)場(chǎng)緩解了由于相機(jī)姿態(tài)存在角度偏頗而引起的精準(zhǔn)度問(wèn)題。與此同時(shí)，低空測(cè)量系統(tǒng)使成像系統(tǒng)重量大幅度減少，無(wú)人以及低空航測(cè)需求得到了較好滿(mǎn)足。更重要的是無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)中map-at/cs軟件的應(yīng)用，使整體自動(dòng)化水平得到了有效提高，在處理影像方面的能力提升，使低空無(wú)人機(jī)測(cè)繪的核心技術(shù)，在城市建筑工程測(cè)量中有著非常好的應(yīng)用前景。

6 無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)在城市建筑工程傾斜攝影測(cè)量方面的應(yīng)用

在城市建筑工程竣工測(cè)量過(guò)程中，無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量應(yīng)用較多，這主要是由于其優(yōu)勢(shì)較為突出。第一，采用傾斜攝影測(cè)量系統(tǒng)能夠?qū)⒊晒恿Ⅲw，更加真實(shí)的展示，這也使得人們能夠直觀(guān)感受到建筑工程整體的設(shè)計(jì)；第二，測(cè)量所獲得的信息數(shù)據(jù)為后期建模奠定了良好的基礎(chǔ)，紋理信息更加真實(shí)、更加豐富；第三，測(cè)量更加精密、準(zhǔn)確。將無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量特點(diǎn)充分利用，可以在較短時(shí)間內(nèi)快速采集到建筑工程竣工測(cè)量圖紙以及地形圖，進(jìn)而緩解了因?yàn)閭鹘y(tǒng)方法而造成的高強(qiáng)度、低效率、周期長(zhǎng)、進(jìn)度慢、反復(fù)測(cè)量等問(wèn)題，不僅將施工效率提高了，而且數(shù)據(jù)信息豐富且直觀(guān)，為規(guī)劃與驗(yàn)收做好充分的準(zhǔn)備，使行政審批決策更加準(zhǔn)確無(wú)誤。在城市建筑工程測(cè)量過(guò)程中，無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量時(shí)的具體工作流程，見(jiàn)圖1所示。

7 無(wú)人機(jī)測(cè)繪與BIM融合技術(shù)在城市建筑工程測(cè)量中的應(yīng)用

科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，而無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)發(fā)展日益成熟，高效率優(yōu)勢(shì)越來(lái)越突出，這也是城市建筑工程測(cè)量中未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。而無(wú)人機(jī)測(cè)繪與BIM融合，將數(shù)據(jù)采集、處理、傳遞以后，輸入到BIM模型內(nèi)，不僅能夠?qū)y(cè)量采集的效率大幅度提高，而且數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性會(huì)更高。當(dāng)前已經(jīng)有部分建筑工程開(kāi)始運(yùn)用二者融合優(yōu)勢(shì)，構(gòu)建起了UAV-BIM價(jià)值鏈，這也在很大程度上為城市建筑工程測(cè)量工作指明了方向，提供了依據(jù)，促進(jìn)了無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)更好地應(yīng)用于城市建筑工程測(cè)量工作中。

8 結(jié)束語(yǔ)

在城市建筑工程測(cè)量環(huán)節(jié)，無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，不僅僅提高了測(cè)量精準(zhǔn)度，而且數(shù)據(jù)信息的獲取更加方便快捷，為后期更好地完成現(xiàn)場(chǎng)施工奠定了良好的基礎(chǔ)。但是隨著時(shí)代發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)的普及，大數(shù)據(jù)、云計(jì)算的出現(xiàn)，無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)在城市建筑工程中應(yīng)用的范圍也應(yīng)該隨之?dāng)U大，在確保工程安全系數(shù)的同時(shí)，測(cè)量數(shù)據(jù)要更加科學(xué)與嚴(yán)謹(jǐn)，在不斷對(duì)系統(tǒng)優(yōu)化的同時(shí)，提高技術(shù)應(yīng)用水平，促進(jìn)建筑工程測(cè)量更方便、更快捷、更準(zhǔn)確、更高效。