無人機技術在建筑工程測量中的應用分析

馬 長 清

(湖南高速鐵路職業技術學院，湖南 衡陽 421002)

無人機測繪技術(UAV)，主要是通過無線遙感技術控制飛行設備，對施工區域或者施工主體進行巡航拍攝、并對其主要數據信息進行測量采集，通過無線電傳輸到處理終端。隨著無人機技術的快速發展，在大型建筑工程施工中無人機測繪技術的應用發揮著巨大的作用，大幅度降低了建筑施工進行測量的難度，更好的克服了環境因素給測量帶來的不利影響，并且使得測量時間大大縮減，提高了測量工作的效率，而且無人機技術的應用可以更科學的綜合處理工程數據，給工程建設提供更可靠更直觀的建議，保障建筑工程測量工作的順利開展。

1 無人機技術基本原理

無人機就是一種不載人的由遠程控制的可飛行設備，而無人機技術，就是通過無線電控制以及終端設備程序設定從而實現任務的一種技術，該技術的實現主要由地面控制系統、飛行系統以及任務系統三個部分協同實現，圖1為無人機技術一般原理構成圖。

2 實際項目概況

該項目為包括技術研發區、產權交易區、交流展示區的綜合服務中心，項目結構為抗震超限高層建筑。項目總的用地面積為2.33萬m2；建筑面積總共為17.2萬m2；地上建筑17層，地下建筑2層，建筑主體高度為83.75 m，該項目為異形建筑:平面凹凸變化大，立面為金屬、石材、玻璃等多材質幕墻系統。

項目施工的特點與難點：本項目建筑結構復雜，地下建筑施工量大，施工區段多，作業面多，每個施工區的施工進度信息量大，施工管理困難。

3 無人機測繪技術在建筑工程測量中的具體應用

3.1 測繪影像資料的獲取

利用無人機設備對施工場區進行航行拍攝，這要求控制無人機飛行到一定的高度，然后操控人員控制無人機懸停，使無人機的攝像頭朝向正下方且在施工區域的中間位置附近進行拍攝，這張航拍照片就是施工場區在拍攝時間的施工實際進度(見圖2)。

操控無人機在水平方向、下斜45°、垂直向下，環繞施工場區一周進行連續拍照，并且要確保連續拍攝相鄰兩張照片至少有1/3的內容重合。然后利用全景拼合軟件對連續拍攝的照片進行拼合處理并導出全景圖片，圖片細節在通過Photoshop進行再處理，使最后的圖片更符合實際場景。全景圖可以方便對施工現場進行全方位的調整瀏覽，在項目會議時可以更直觀的展示施工現場的情況(見圖3)。

3.2 測繪數據的采集處理

無人機在工作前需要檢查好各個硬件是否正常，然后遙控無人機起飛，當無人機飛行平穩后切換到自主飛行模式，無人機就會自主按照預先設定的任務按照預定航線進行飛行拍攝。當飛行到最后航點后，無人機就會開啟“回家”模式，自行返回起飛點，這時工程數據采集工作就完成了。在無人機完成首次測繪任務后，為了可以更好的確保測繪數據的精確性，必須要對項目進行第二次數據采集，這樣可以避免無人機在飛行測繪中不按照預設線路飛行使得數據的準確性降低。無人機測繪技術與傳統的人工作業相比，無人機測繪中采集的信息更具時效性、共享性，采集更為便捷，采集數據量更大，更完整；并且對資金成本和使用空間的要求相對較小，具有靈活性(見表1)。

表1 實況測量和無人機測量的比較結果

對采集到的數據處理由于現代技術的發展顯得更簡單。首先將無人機航拍照片都導入到電腦。相鄰照片如前文所述必須要有足夠的重疊部分。根據Exif元數據，確定航拍照片的近似方向，然后開始逐步處理圖像采集(照片對齊—構建幾何圖形—構建幾何紋理)，其中每個步驟都要進行多參數調整。

3.3 三維實景建模工程實現

按照三維實景建模的要求，利用Altizure建模平臺給無人機設定航拍參數，由于航拍照片的重合率越高，模型細節程度就相應更高，所以此次航拍將照片的重合率設定為80%～90%為宜。參數設置好后控制無人機在項目施工區域按照規劃拍攝線路進行定時自動拍攝，然后將拍攝到的素材導入ContextCapture建模軟件就可以直接生成模型了。

三維實景模型生成后，可以大大方便施工人員測量各個建筑的尺寸信息；也可以結合BIM模型供項目設計人員進行三維場地臨建布置模擬，指導施工；也更方便施工單位實時了解現場狀況，輔助現場規劃與施工管理。

4 結語

無人機測繪技術在建筑工程測量中的廣泛應用，扭轉了工程項目中測繪工作主要靠人力的局面，給測繪領域帶來了新的血液，很大程度的提高了測繪效率及質量。放眼未來，應結合無人機在實際使用時的不足，大力研發無人機技術新技能，促使無人機技術應用于更廣的領域中去，促進國家科技水平的發展。