傾斜攝影模型與BI M模型在工業(yè)廠區(qū)園區(qū)規(guī)劃中的應(yīng)用

1 研究意義

隨著數(shù)字化的發(fā)展，在項目投標(biāo)、匯報及展示階段，越來越多人要求進行全景或接近實景的三位項目展示；對于大型的園區(qū)或廠區(qū)項目，關(guān)注的不僅限于紅線內(nèi)，也越來越關(guān)注園區(qū)與周邊環(huán)境關(guān)系；同時，對于地塊體量大，高差大的項目，傳統(tǒng)的二維手段，已很難進行表達(dá)和分析。通過傾斜攝影技術(shù)，采集項目周邊及場地內(nèi)三維地理信息， 結(jié)合BIM 技術(shù)在設(shè)計中的應(yīng)用[1]，進行三維建模，可真實模擬園區(qū)內(nèi)外環(huán)境，并對園區(qū)進行物流、土方等進行有效分析；統(tǒng)一傾斜攝影模型與BIM 的建模標(biāo)準(zhǔn)，能更為有效地完成前期規(guī)劃的研究。

2 傾斜攝影模型與BI M模型的建模精度體系

2.1 模型精度體系

2.1.1 傾斜攝影模型建模精度

影響傾斜攝影精度的因素有以下幾點[2]。

1）相對航高對模型精度影響較大，相對航高越大，影像分辨率就越低，模型精度也越差；相對航高越小，模型效果越好。

2）重疊率對模型精度影響較大，航向重疊率越小，影像拍攝間距越大，旁向重疊率越小，影像航線間距就越大；降低重疊率采集的影像越稀疏，生成的模型扭曲變形就越嚴(yán)重，模型精度也就越差。

3）像控點分布對模型精度影響最大，像控點越稀疏，模型精度就越差。

2.1.2 BIM 模型建模精度

1）LOD100：一般為規(guī)劃、概念設(shè)計階段。 包含建筑項目基本的體量信息（如長、寬、高、體積、位置等），可以幫助項目參與方尤其是設(shè)計與業(yè)主方進行總體分析，如容量、建設(shè)方向、每單位面積的成本等。

2）LOD200：也是在設(shè)計階段。 一般為設(shè)計開發(fā)及初步設(shè)計上。 包括建筑物近似的數(shù)量、大小、形狀、位置和方向。 同時還可以進行一般性能化的分析。

3）LOD300：一般為細(xì)部設(shè)計。 這里建立的BIM 模型構(gòu)件中包含了精確數(shù)據(jù)（如尺寸、位置、方向等信息），可以進行較為詳細(xì)的分析及模擬，如碰撞檢查、施工模擬等。 人們常說的LOD350 的概念， 就是在LOD300 基礎(chǔ)之上再加上建筑系統(tǒng)（或組件）間組裝所需之接口（interfaces）信息細(xì)節(jié)。

4）LOD400：一般為施工及加工制造、組裝。BIM 模型包含了完整制造、組裝、細(xì)部施工所需的信息。

5）LOD500：一般為竣工后的模型。 包含了建筑項目在竣工后的數(shù)據(jù)信息，包括實際尺寸、數(shù)量、位置、方向等。 該模型可以直接交給運維方作為運營維護的依據(jù)。

2.2 模型精度體系的統(tǒng)一

由以上兩種建模形式可以看出， 在工業(yè)園區(qū)規(guī)劃前期，BIM 模型可以應(yīng)用到的最高等級為LOD300， 而傾斜攝影的模型生成則可以通過飛行器的飛行參數(shù)進行定義。 所以，在園區(qū)的前期規(guī)劃中也可以將傾斜攝影模型的精度等級定義在BIM 模型的框架中，來達(dá)到縮短建模周期的目的。

以0.2 km2的廠區(qū)規(guī)劃（見圖1）地塊舉例，本次項目通過定義傾斜攝影模型航拍飛行重疊率（航向/ 旁向）參數(shù)40/40為初始精度LOD100（可根據(jù)具體項目的面積及計劃完成周期自行定義該項目的LOD 傾斜攝影模型精度體系）。 以飛行重疊率劃分模型精度，飛行參數(shù)見表1。

圖1 0.2 km2 傾斜攝影模型

表1 各次飛行參數(shù)

通過ContextCapture 內(nèi)部的模型存儲格式，將傾斜攝影模型保存為.las 數(shù)據(jù)格式。 并通過Aotodesk revit 里附加程序Recap 將本次模型再生成為常用的BIM 內(nèi)點云模式rcp，來實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理的轉(zhuǎn)化。最后將轉(zhuǎn)化來的傾斜攝影模型.rcp 鏈接到已繪制完成的Lod100 的BIM 模型中， 實現(xiàn)傾斜攝影模型與BIM 模型的有效整合（見圖2），解決數(shù)據(jù)兩種模型數(shù)據(jù)不兼容、精度不統(tǒng)一的問題。

圖2 BI M模型與傾斜攝影模型整合

3 模型對地塊規(guī)劃選擇的意義

3.1 園區(qū)規(guī)劃用地的比選

在園區(qū)規(guī)劃時，土方的工程量往往容易被忽略，利用傾斜攝影技術(shù)可以將這一成本的控制項提前。

通過精度LOD300 傾斜攝影模型， 在軟件內(nèi)部框選所需計算的面積地塊模型， 處理計算可以得到較為精確的土方總量（見圖3 和圖4）。為兩個或者多個地塊的選擇比較提供數(shù)據(jù)支持。

圖3 園區(qū)規(guī)劃比選地塊一

圖4 園區(qū)規(guī)劃比選地塊二

3.2 園區(qū)內(nèi)平面布局的比選

選定園區(qū)場地后，可通過傾斜攝影模型的處理拆分，細(xì)化規(guī)劃地塊內(nèi)的每個單體的場地真三維模型。 通過結(jié)合BIM 的廠房單體，提取BIM 模型里的土建用量，以及傾斜攝影的周邊道路高程坐標(biāo)數(shù)據(jù)，選取最佳的廠區(qū)內(nèi)平面布置方案（見圖5）。 用兩種類型模型各自獨有的數(shù)據(jù)展示內(nèi)容，為與業(yè)主溝通設(shè)計方案提供新的形式。

圖5 園區(qū)內(nèi)平面布置方案比選

4 結(jié)語

本文通過BIM 模型的精度等級劃分，類比定義了傾斜攝影模型建模的精度等級，通過兩種模型軟件的內(nèi)部接口，完成了對兩種模型軟件的整合。 在整合模型過程中，提取不同種類數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了對園區(qū)前期規(guī)劃的執(zhí)導(dǎo)。