遙控飛行器航拍在建設工程中的應用

摘要：隨著經濟的迅速發展以及科學技術水平的不斷提高，航拍技術被越來越廣泛的應用在了各行各業。同時，在人們物質文化生活越來越豐富的今天，人們的認知也在不斷擴展，航拍，作為一種重要的認知手段正在被更多的人接受并利用。將航拍應用于建設工程的各階段，無疑是有助于提高設計和施工水平的一個重要手段。

關鍵詞：遙控飛行器 航拍 建筑設計

一、引言

一個建筑工程的立項，設計以及施工效果和整體質量與整個建設過程中扮演著各種角色的人息息相關。在這其中，決策者對整體環境的明晰與否，設計團隊對基址的認知情況，以及建設單位對施工現場的直觀把握都影響著最后的效果。通常，從一個工程的孕育到誕生乃至日后的運行，都建立在建設者們無數次的對周邊環境，對建設場地，，對建筑本身的查看和思考的基礎上。在此基礎上，如果我們能讓決策者和建設者們從一個高角度，廣角度的視點去觀察環境，觀察基地，觀察建筑，肯定會讓他們有一個更清晰的認知，一個更完整的理解。因此我們可以發揮現代科技所長，將航拍技術利用起來，充分順應建筑設計的過程，通過探索切合建筑設計的航拍模式，尋求適合建筑設計的航拍發展之路。

二、認識航拍

航拍又稱空中攝影或航空攝影，是指將拍攝器材攜帶到空中進行拍攝的活動。航拍的攝像機可以由攝影師控制（載人航拍），也可以自動拍攝或遠程控制（無人航拍）。航拍所用的平臺包括固定翼飛機、直升機、多軸飛行器、熱氣球、小型飛船、火箭、風箏、降落傘等。為了讓航拍照片穩定，有的時候會利用帶有三軸陀螺儀穩定功能的云臺掛載拍攝設備，提供高質量的穩定畫面，甚至在長焦距鏡頭下也非常穩定。 航拍圖能夠清晰的表現地理形態，地面物體相互關系等，因此除了作為攝影藝術的一環之外，也被運用于軍事、交通建設、水利工程、生態研究、城市規劃、國土資源調查、地震災區重建、應急勘察、國家海島資源調查測繪等。近年來，越來越多的小型航拍活動也被廣泛用于了企業樓盤宣傳、大型戶外活動記錄、工礦企業鳥瞰圖拍攝、實景漫游視頻拍攝等。

三.航拍的幾大模式在建筑設計中的應用可行性簡析

首先，是載人航拍。這種模式可以追溯到1858年首位實現航拍的攝影師納達爾在法國巴黎上空的拍攝。是一百多年來最常見的一種航拍模式。

第二，是無人機航拍。無人機特指了自動飛行器。它搭載著代表這個領域的前沿技術。比如單片機技術、傳感器技術、導航技術、通訊技術、飛行控制技術、任務控制技術、編程技術等多技術及高科技硬件。由操作者在地面站設備上事先編程或即時編程，控制飛行器完成拍攝任務。

第三，是遙控飛行器航拍。遙控飛行器主要是靠人即時的操作，飛行器即時反饋動作。一般可由固定翼遙控模型飛機或多軸飛行器完成航拍任務。固定翼成本低廉，如果是熟練的飛手，甚至可以不搭載任何飛控系統，只需要遙控設備和拍攝設備就可以完成任務。多軸飛行器較固定翼來說價格稍高。需要搭載飛控系統。但飛行更穩定，操作更簡單。更類似于無人機。無論哪種飛行器，均可以根據工程大小，場地大小選擇是視距飛行還是FPV（第一人稱視角）方式飛行。

以上三種模式結合建筑設計來看，第一種模式可行性太低，因其成本高，飛行手續復雜等因素限制著它的應用范圍。除非是國家級的且大規模的重要工程如奧運村建設等，或是大型航拍紀錄片《鳥瞰新重慶》這類。這也是為什么航拍誕生一百多年來卻極少用于單體建筑設計的原因。第二種模式的航拍目前應用也非常廣泛，但一般也是用于較小的領域。比如國土測繪，生態研究等。這類飛行器搭載的設備復雜，參數調整復雜，技術不容易掌握，且投入也較大?？梢杂糜诮ㄖO計但不是最好選擇。而第三種航拍模式的優點就顯而易見了：

成本低，可控性較強，設備數量少，攜帶方便，起降場地要求小等。由于是即時的操作，地面人員還可以根據需要，隨時通過回傳的圖像查看指定部位。而且隨著我國低空領域的開放，越來越多的飛行器會上天翱翔。這并不意味著管理會更松，相反，今后的航空條例會越來越細，也越來越嚴。無人機肯定會在其管控之中。目前，某些大城市就已經限制了搭載自動航線控制系統的飛行器隨意升空了。如果未來真是這種情況，那么由人直接操控的遙控模型飛機或多軸飛行器必將在民用領域大顯身手。這類飛行器在可視范圍內低空飛行，對其他飛行器影響小，且信號強度和頻率不會干擾通訊。因此可以說遙控飛行器航拍無疑是進行設計勘察、建設觀測、宣傳展示的最佳選擇。

四.遙控飛行器航拍在建設工程各階段中的應用

1.設計勘察階段：結合規劃圖和地圖，對場地進行初步的分析，制定拍攝計劃，確定拍攝重點，在首次踏勘時即可進行航拍了。在這個階段，除了拍攝場地本身外，還應該把拍攝范圍適當擴大：周邊環境，地標，道路網絡等都可列在拍攝范圍之中。還有就是可進行多角度的拍攝，以及視頻拍攝，這樣在后面的工作中更為方便。

在初步勘察中有了這個內容，對建筑師和建設單位來說都是用處頗大的。在與業主或使用部門溝通中用到這些資料，可以讓大家對項目的地理環境，城市定位，甚至交通，空間，朝向等都有一個更為直觀的認識，對項目的定位及可行性研究都有著很大的幫助。

2.方案設計階段：充分利用前期的航拍資料，在完成一定量的工作后，可以結合設計進行特定角度的航拍，與建筑設計三維模型進行合成，模擬建筑完成后在真實環境中的效果，

以完成高視點透視圖或鳥瞰圖的“實景合成”。通過這個手段，可以讓建筑師清晰的看到設計建筑與環境的關系，以便于設計的調整或深化。也能讓業主和其他人看到未來的成果，及時提出意見或建議。且當一個設計至始至終都應用航拍技術的時候，建筑師自然而然的會注重屋面——也就是城市和建筑第五立面的設計。不難想象，未來的建筑肯定都會擁有一個漂亮的屋頂。當然，如果有競標階段，航拍與建筑設計相結合的作品無疑會為標書增加一定的分數。

3.初步設計階段：在這個階段以及后面的詳細設計階段，新的航拍內容可能會比較少，主要是用已有的航拍內容加以文字說明或合成照片的方式，圖文并茂的表達建筑師的判斷和建筑設計，并將這些內容納入文本，組成完整的設計文件。

4.施工跟進階段：施工過程中的控制也會極大的影響設計表達及項目的最終效果。所以在這個階段。航拍也有著它獨有的用武之地。設計方、建設方以及業主，都可以通過航拍畫面或視頻即時查看現場施工情況，做到隨時對項目了然于心?？梢哉f在現場地面的穿行是對細節的了解，空中的巡視則是對大局的把握。當然，在這個視角，也可以看到平時在地面無法了解一些施工細節。因此，可以說施工跟進階段的航拍，對建筑整體質量的提高有著重要的作用。

5.服務跟蹤階段：施工完成后，設計將得到事實的驗證，外界的評論，同時，作為作品，它有權利被宣傳，被記載。這正是目前的航拍應用的最多的地方。如企業宣傳冊配圖，房地產商銷售配圖、銷售展示視頻，旅游建筑、地標建筑的宣傳等，都越來越多的用到航拍技術。

五.航拍技術在實際工作中的初步嘗試

筆者在工作之余偶然接觸了航拍，發現了它獨有的魅力和能力，并在一次實際工程設計中嘗試了應用。雖然是一個很小范圍的應用，卻收到了很好的效果。所以在后面的工程中陸續采用，均取得了不錯的成效。下面就第一次航拍的情況簡單談談在實際工程中的應用。

這是某廠區的擴建工程。由于地理位置特殊，擴建部位位于廠區一角，周邊有已建廠房，一側緊鄰未來規劃中的城市干道。從“谷歌地圖”上看，完全看不出來真實地貌和現場情況，應該是多年前的未更新照片的區域。因此業主，規劃單位和我們設計方都想在設計初期就有個清晰的理解。所以筆者想到了航拍。簡單的計劃后，就便開始實施了。

整套裝備價值數千元。通過一個小拉桿箱運至現場，簡單調試后開始飛行。由于當天風大霧大。對航拍效果影響很大。只飛行了4分鐘左右，拍攝了數張照片。下面是其中一張照片的處理過程：由于天氣原因，原片效果很差，幾乎看不到遠處已有建筑。但通過常用的圖像處理軟件對畫面簡單的處理后，霧氣明顯減淡了，雖然效果仍然不理想，但基本滿足場地查看和后期制作的需求了。然后就是根據規劃部門和總圖專業的CAD圖紙，將規劃的城市道路及擴建的新廠區，通過三維模型的方式合成到了航拍照片上。

通過此次在惡劣天氣下的嘗試，增加日后航拍的信心。也讓更多沒親臨現場的設計人對現場，對項目有了完整的印象。在行業推行三維設計，推行協同設計的今天，讓大家真正從一開始就躍出了紙面，到達了一個新的高度，一個三維的空間。個人認為，這無疑是對計算機三維設計技術的一個補充，一次升級。

在后來的拍攝中，也完成了對一些項目的場地，項目建設情況的拍攝，同樣對無法全體去現場的設計團隊，對所服務企業對外宣傳推廣，以及公司的對外洽談提供了最直接，最全面的影像資料。極大的提高了工作效率和企業形象。

六.結語

在人們對品質的追求越來越高的今天和未來，航拍無疑將像普通拍攝一樣深入各行各業各人。將航拍引入到建筑工程中必將帶領建筑工程走向一個新的高度。

參考文獻

[1] 百度百科 詞條“航拍”。