無人機攝影測量及其在BIM技術中的應用

劉宇

摘要：攝影測量技術走過了模擬攝影測量階段和解析攝影測量階段，現(xiàn)已全面步入數(shù)字攝影時代。無人機攝影測量系統(tǒng)憑借其生產成本低、靈活性高等優(yōu)點，能更加快速直觀地得到測繪成果。專業(yè)測量型無人機配備的PPK、免相控技術、傾斜攝影技術極大提高影像的定位精度與高程精度，使其測量成果滿足更高精度的測繪需求。通過無人機攝影測量系統(tǒng)得到的三維點云數(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)不同階段對基礎地理信息和數(shù)據(jù)的需求。BIM技術是全生命期工程項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。在市政工程領域，BIM技術在全生命周期過程中始終需要基礎地理數(shù)據(jù)的支持和輔助。地理三維實景模型是BIM設計的基礎，攝影測量技術與BIM技術的融合將為BIM技術提速，擺脫傳統(tǒng)人工制作的漫長過程?；诖耍酒恼聦o人機攝影測量及其在BIM技術中的應用進行研究，以供參考。

關鍵詞：無人機攝影測量;BIM技術;應用分析

引言

隨著工程技術日新月異的發(fā)展，BIM技術的應用面在不斷拓展，BIM（建筑信息模型）提出始于上世紀70年代，它是以工程項目的各項相關信息數(shù)據(jù)作為基礎，通過數(shù)字信息方針模擬構筑物所具有的真實信息。近年來，信息化建設已經成為工程建設中的最強音，而BIM三維協(xié)同設計為工程建設信息化的重要抓手，通過研究分析認為三維設計和BIM應用是未來行業(yè)發(fā)展的必然，先進的三維協(xié)同設計及相關仿真技術可有效提高工程設計的質量、效率和水平，同時優(yōu)化設計流程、提高設計信息的共享和展示程度，從而全面提高設計行業(yè)的科技實力和綜合競爭力。將BIM技術成功應用于某擴建工程中。BIM三維協(xié)同設計的興起，同時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設計對三維基礎數(shù)據(jù)的需求，無人機傾斜攝影測量技術可對項目區(qū)域進行三維重建，為BIM設計提供數(shù)據(jù)保障。本文主要研究無人機攝影測量技術在市政公路設計中的應用。在攝影測量得到的數(shù)據(jù)的基礎上，結合BIM技術，進行攝影測量技術與BIM技術的融合，利用攝影測量建模速度快、信息精度高等優(yōu)勢，為BIM更好的提供基礎地理信息數(shù)據(jù)。

1無人機攝影測量技術的優(yōu)點

1.1攝影得到的影像分辨率更高

當前無人機攝影測量技術的快速發(fā)展，使得無人機可搭載高清攝像儀器設備進行攝影拍攝工作，通過傾斜、垂直照相技術能夠對測繪區(qū)域進行全方位全角度的攝影拍攝工作。此外，利用無人機技術可以進行低空高度飛行，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，擴大了地籍測繪工作應用范圍，確保了攝影影像的準確率，是其他測繪技術所不具備的。

1.2有效提高測繪精度

隨著無人機載重能力的提升以及無人機攝像技術的發(fā)展，使得無人機能夠搭載更多的攝像器材，使得測繪精度逐步提升，在地籍測繪過程中應用更加便捷智能，結合當前無人機攝影測繪技術應用測量參數(shù)來看，其精準度可達到亞米級別，已超越了傳統(tǒng)人工地籍測繪技術所需求的精度標準，可高效完成地籍測繪工作所需要的攝像技術要求。

1.3聯(lián)動優(yōu)勢更加突出

在傳統(tǒng)的測量技術手段中，由于信息技術發(fā)展的不完善，測量人員所獲得的數(shù)據(jù)信息并不是第一時間傳輸出設計使用部門，而是由將測繪數(shù)據(jù)信息進行收集整理，總結成相關的檔案數(shù)據(jù)資料傳交給技術部門。在這一過程中，由于技術部門未能拿到一手的數(shù)據(jù)資料，并且未能參加實際測繪工作，對測量地點出現(xiàn)的數(shù)據(jù)異常信息處理以及遺漏數(shù)據(jù)信息內容無法有效掌握，需要再次與測量人員進行溝通，增加了雙方的工作量，并且反復的測繪工作、交流會影響數(shù)據(jù)準確性，無法確保數(shù)據(jù)在交流與傳輸過程中不會出現(xiàn)差錯，甚至需要測量人員重新計算測量來驗證數(shù)據(jù)的準確性。當前通過無人機展開地級測繪工作，可利用無人機平臺所搭載的數(shù)據(jù)系統(tǒng)將數(shù)據(jù)信息實時傳輸至設計部門，技術人員在獲得第一手數(shù)據(jù)資料過程中對無人機測量所遺漏區(qū)域可進行現(xiàn)場指導，減少了不必要的工作任務，確保數(shù)據(jù)傳輸安全。

2BIM技術的概念

BIM又稱為建筑信息模型（BuildingInformationModeling）簡稱建模，是近幾年被提出來的新概念，采用的是最新最先進的建筑軟件設計理念，其中的“建筑信息”是建筑項目空間的設計與建筑項目設計的數(shù)據(jù)信息，而“模型”指的是在項目開始之前，對項目的過程的描述、建筑工作進行模擬，因為采用BIM技術可以提前了解項目的設計情況，因此BIM有著“一套描述建筑建造生命周期過程的信息模型”的稱號，BIM設計是由多個專業(yè)共同完成的，所以BIM設計是一個綜合多元化、信息化于一體的設計模型，其中涵蓋了對于整體工程項目的設計和建模、數(shù)字化建筑模型的搭建、項目在整個生命周期中的管理，能夠完美展示出自己所設計的建筑物在施工過程中所處的狀態(tài)，使得施工人員更加清楚地看到自己正在做這個項目的具體施工規(guī)劃、設計目標、設計結果、預算設計時間等。BIM必須依靠相應的設計軟件來進行完善處理，而BIM中存在著大量的數(shù)據(jù)信息和設計理念，因此BIM必須依附于最新的信息技術，這個技術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計的過程中，每個行業(yè)都有各自行業(yè)的準則和規(guī)章制度，通過計算機對其進行數(shù)據(jù)分析與資源共享，在建筑項目的生命周期內，設計人員根據(jù)自己的專業(yè)知識，利用BIM整合所有的信息，對這些信息分別進行處理，可以使建筑設計的施工人員減少營建工程成本以及增加工程質量，提高工作效率。

3三維實景模型與BIM技術的融合

無人機攝影測量得到的三維實景地理模型可在BIM技術中加以利用，彌補了BIM技術建立場地模型的短板，使BIM技術在場地建模方面更加快速、精確。通過攝影測量技術建立的三維實景模型，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度、面積、體積、坡度等信息，這些信息也正是BIM技術中一些信息的基礎和組成。后期可利用BIM技術構建目標建（構）筑物，與三維實景模型進行融合疊加，得到一個完備的工程項目模型系統(tǒng)。

結束語

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)的建筑土方工程測量計算方法，具有很多場地測量計算上的局限性、測量過程數(shù)據(jù)容易遺漏、計算結果準確性相對差較大，通過建立無人機實景模型，將無人機實景模型與BIM模型比對獲取精準土方量計算的方法，減少了現(xiàn)場測量原始地形等數(shù)據(jù)的工作量，同時提高了計算準確度和效率，優(yōu)化了土方挖填過程中的機械動態(tài)調配，并且利用無人機攝影沙盤模型進行施工場地布置，借信息化技術輔助施工項目節(jié)約成本、實施標準化施工、提高施工效率。在未來的發(fā)展中，應注重對于BIM技術和無人機攝影技術的分析與應用，讓其能夠更大程度地發(fā)揮作用。

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