基于傾斜攝影測量和BIM技術(shù)的三維建模

樊鑒慶

摘? 要：根據(jù)目前無人機傾斜攝影測量和BIM技術(shù)的三維建模研究現(xiàn)狀進行分析可知，這一技術(shù)在水利工程中已經(jīng)基本普及，相關(guān)人員利用無人機傾斜攝影技術(shù)可以直觀的得到工程的三維實景模型，利用BIM技術(shù)則可以得到清晰的工程設(shè)計模型，因此，利用適當?shù)氖侄伟堰@兩種技術(shù)進行融合便可以直觀的得到水利工程模型，達到設(shè)計與實景完美結(jié)合的目的，從而減少施工中的誤差，比如測量誤差等，能夠較好的確保工程中的相關(guān)數(shù)據(jù)的準確性與一致性。

關(guān)鍵詞：無人機傾斜攝影;BIM;三維設(shè)計

中圖分類號：P231? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）29-0054-02

Abstract： According to the current UAV tilting photogrammetry and three-dimensional model of the BIM technology research status is analyzed， the technology in water conservancy engineering has basic popularity， relevant personnel using unmanned aerial vehicle （UAV） tilting photography can be intuitive project 3D model of real use of BIM technology can get clear engineering design model， therefore， using appropriate means to put the two technologies to integrate intuitive model of water conservancy projects， achieve the purpose of design and the perfect combination of real， thus reducing the error in construction， such as measurement error， etc.， can better ensure the consistency and accuracy of data in engineering.

Keywords： UAV tilting photography; BIM; 3D design

最近幾年，計算機電子技術(shù)飛速發(fā)展，與此相關(guān)的無人機傾斜攝影技術(shù)也得到了迅猛發(fā)展，截止目前，這一技術(shù)已經(jīng)基本趨于成熟，并在工程測量中得到普遍使用。利用這一技術(shù)設(shè)計人員能夠清晰準確的得到真實的工程實景模型，并且支持多人同時在此實景模型中進行相關(guān)設(shè)計工作，大大提高了相關(guān)設(shè)計數(shù)據(jù)的準確性與一致性;利用三維設(shè)計軟件中的相關(guān)軟件能夠充分確保相關(guān)設(shè)計數(shù)據(jù)的準確性，比如利用軟件中的檢測功能檢測管道、閥門等的設(shè)計準確性;利用軟件中的材料統(tǒng)計功能對工程量進行合理估算檢驗等。

網(wǎng)絡(luò)和計算機技術(shù)的不斷提高，人們開始意識到智慧城市建設(shè)應(yīng)當通過建立三維數(shù)字城市模型的必要條件，和傾斜攝影測量和BIM技術(shù)有效地結(jié)合起來，通過無人機遙感圖像構(gòu)建城市表面模型和單體建筑施工方法如BIM模型集成城市基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù)信息，可以大大節(jié)省數(shù)據(jù)采集，能夠以更豐富數(shù)據(jù)的形式為智慧城市提供參考，實現(xiàn)三維模型的應(yīng)用，取得最佳效果。闡述了開展傾斜攝影測量的方法和BIM技術(shù)的價值，提出了傾斜攝影測量與BIM結(jié)合構(gòu)建三維城市模型的方法和效益，以及在智慧城市中的應(yīng)用價值。

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在城市信息的快速發(fā)展的背景下，數(shù)字水平做出突出成就，逐漸的模范城市智慧，智慧是我國首次提出城市概念成立于2008年，然后在全國2013個主要城市開展智慧城市試點工作，根據(jù)測試結(jié)果證明充分的智慧城市建設(shè)不僅有利于實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的有效共享，也可以進一步加強信息集成的水平和傾斜攝影測量數(shù)據(jù)獲取信息的主要手段，自動化水平高、更方便的獲取信息，BIM技術(shù)的優(yōu)勢，收集單體建筑全生命周期信息，綜合參考全生命周期動態(tài)變化，為智慧城市建設(shè)提供切實的數(shù)據(jù)支撐。因此，為了實現(xiàn)城市三維模型的有效構(gòu)建與實施，必須將傾斜攝影測量與BIM技術(shù)相結(jié)合是可以理解的。

1 行業(yè)現(xiàn)狀

1.1 無人機傾斜攝影測量技術(shù)

自2010年無人機傾斜攝影技術(shù)從美國傳入中國以來，得到了迅猛的發(fā)展，與此同時，也改變了我國工程攝影中的不足，我國攝影技術(shù)實現(xiàn)了從垂直攝影到傾斜攝影的突破，更能直觀、具體的展現(xiàn)出工程的實景三維模型，極大程度上減少了拍攝誤差。然而，由于我國計算機技術(shù)等的相關(guān)局限，這一技術(shù)在當時剛剛引進的時候并不能很好的適應(yīng)我國的環(huán)境。最近幾年我國計算機技術(shù)飛速發(fā)展，硬件與軟件技術(shù)都得到了極大的提高，據(jù)有關(guān)研究資料顯示，我國2019年的計算機技術(shù)與2010年相比整整提升了32倍，因此，無人機傾斜攝影技術(shù)也被普遍應(yīng)用于水利工程之中。

1.2 三維實景模型的利用現(xiàn)狀

如今，隨著無人機傾斜攝影技術(shù)的應(yīng)用普及，工程中相關(guān)設(shè)計人員很容易便可以得到工程三維實景模型，并能夠直接在此模型上進行相關(guān)設(shè)計工作。不過，目前相關(guān)單位機構(gòu)所得到的工程三維實景模型一般都是通過數(shù)據(jù)采集之后映射到二維平面上的，然后利用二維圖形技術(shù)進行相關(guān)設(shè)計活動。這種工作模式雖然能夠很好的實現(xiàn)新舊技術(shù)的兼容，但卻造成了極大的資源浪費。

1.3 BIM技術(shù)

建筑信息化模型英文簡稱BIM，此技術(shù)是2002年由Autodesk公司首次提出，如今在建筑行業(yè)中這一技術(shù)已經(jīng)得到普遍使用，并且隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，最近幾年BIM技術(shù)的使用范圍不斷進行擴展，目前已經(jīng)可以在多個行業(yè)中見到這一技術(shù)的身影。此技術(shù)基于三維模型數(shù)據(jù)組建相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，在此信息庫中包含工程的設(shè)計、操作、測量等所有生命周期中的數(shù)據(jù)信息，施工各方可以基于此平臺同時進行相應(yīng)的工作。

1.4 無人機傾斜攝影測量與BIM的融合

無人機傾斜攝影技術(shù)主要得到的產(chǎn)物便是三維環(huán)境模型，BIM技術(shù)得到的產(chǎn)物為三維設(shè)計模型，通過此兩種技術(shù)的完美融合可以實現(xiàn)三維實景模型與三維設(shè)計模型的完美融合。三維設(shè)計技術(shù)在最近幾年大火，各行各業(yè)都在追求這一技術(shù)的應(yīng)用，生怕落后于同行。在水利工程中無人機傾斜攝影與BIM技術(shù)最為先進，并且隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展成熟，這一技術(shù)在水利工程應(yīng)用中前景遠大。

2 水利工程三維設(shè)計開展工作的基本思路

2.1 成立三維設(shè)計項目組

在進行三維設(shè)計之前應(yīng)該首先建立相應(yīng)的項目組，由該項目組率先進行相關(guān)設(shè)計實驗，等所有技術(shù)路線全面打通并取得初步成果之后再逐漸普及。該項目組成員應(yīng)包括設(shè)計工程師、測繪工程師等相關(guān)專業(yè)的專業(yè)人士。

2.2 專業(yè)軟件的培訓(xùn)

設(shè)計項目組組建完成之后應(yīng)該對其相關(guān)人員進行BIM等需要用到的專業(yè)軟件進行培訓(xùn)，在培訓(xùn)的過程中根據(jù)組內(nèi)成員的實際情況有針對性的制定培訓(xùn)計劃，如果條件允許，可以通過在具體項目中的實訓(xùn)方式進行培訓(xùn)。

2.3 參與項目實際運用

當項目組成員接受培訓(xùn)之后，便對BIM相關(guān)軟件具備了相應(yīng)的使用能力，能夠完成建模、出圖等基本功能，因此完全能夠參與到實際項目之中，參與設(shè)計工作。首次實戰(zhàn)最好選擇小型水庫進行相關(guān)設(shè)計工作。

2.4 過程總結(jié)

項目結(jié)尾階段應(yīng)對整個項目過程進行相應(yīng)的總結(jié)，充分分析整個項目中所遇到的所有困難和問題以及相應(yīng)的解決措施，記錄歸檔。與此同時，還應(yīng)該對整個設(shè)計過程編制相應(yīng)的操作指南等。

2.5 制定制度與標準

根據(jù)已有項目的過程總結(jié)檔案并結(jié)合自身已經(jīng)具備的相關(guān)經(jīng)驗，制定關(guān)于三維設(shè)計的相關(guān)制度與標準，并不斷對其進行相關(guān)修訂、完善。

2.6 全面推廣

隨著項目工作的不斷深入，相關(guān)人員對于三維設(shè)計的相關(guān)經(jīng)驗與認識不斷推陳出新，應(yīng)該把這些經(jīng)驗與總結(jié)以數(shù)據(jù)的形式建立一個實時更新的數(shù)據(jù)庫，這樣能夠極大程度上提升工作效率。項目組成員在項目開展過程中根據(jù)實際需要把三維設(shè)計相關(guān)經(jīng)驗與BIM軟件使用技術(shù)不斷傳授給其他普通人員，逐漸實現(xiàn)全員三維設(shè)計。

3 三維設(shè)計成果的應(yīng)用

（1）通過無人機傾斜攝影技術(shù)BIM技術(shù)得到的三維模型設(shè)計可以給人以直觀、清晰的視覺體驗，能夠讓甲方輕松驗收，同時，若搭配VR技術(shù)一同使用則更能給人一種身臨其境之感。（2）在設(shè)計過程中，充分保證設(shè)計人員工作順利進行，對于不是太專業(yè)的工作交由其他人完成，這樣可以大大提高設(shè)計人員的工作效率，盡快完成工程設(shè)計。（3）使用專業(yè)性的模型軟件對設(shè)計成果進行測算，減少誤差，進而減低工程風(fēng)險。（4）另外，軟件中的統(tǒng)計功能能夠?qū)こ讨械亩囗椫笜诉M行測算，比如土方開挖、工程量等，為造價人員帶來極大便利。（5）對模型進行周期性的對比工作，通過觀察模型在特定時間差中的變化，可以較為準確的預(yù)測工程壽命周期。（6）當出現(xiàn)自然災(zāi)害或其他不可預(yù)測性的破壞對建筑進行傷害的情況時，應(yīng)對破壞前后模型進行對比，以便進行風(fēng)險評估和修復(fù)。

4 結(jié)束語

所有新生事物的產(chǎn)生都不可能立刻就能夠取代舊事物，需要一個漸變的過程，三維設(shè)計技術(shù)的發(fā)展也不例外，也是需要時間的積累才能夠逐漸普及。其中改變舊有的設(shè)計思想理念至關(guān)重要，也只有這樣我們才能夠慢慢的接受它。此外，隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，三維設(shè)計技術(shù)的發(fā)展前景十分樂觀，由于其工作效率相較于以前提升不少，所以這一設(shè)計模式也越來越受到相關(guān)人士的歡迎與認可。

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