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1、浅析无人机技术在工程建设领域的应用摘要：本文介绍了应用民用无人机对现代工程建设的复杂结构与精确掌控的一 个优势，不仅可通过无人机高清摄影机形成遥感图对整个城市进行规划，也可结 合BIM技术塑造出3D模型对整个工程管理进度进行管控。对无人机在工程建设 领域的信息化发展方向与应用前景进行了展望，为推动建设行业的信息化管理提 供可靠支持。关键词：无人机；城市规划；BIM；信息化刖言随着我国信息技术和相关应用的飞速发展，无人机因其制造成本较低，空间 灵活机动性较高等特点，在辅以数字化摄影航拍技术，倾斜摄影技术，GPS定位， GIS技术等，可以很大程度提高信息获取的效率和准确性，可以不再受到地面人 员交
2、通等限制，可以从不同的高度和角度获取需要的数据信息。并且随着信息化 领域的飞速发展，无人机可以实现高精度的现场信息收集，对工程建设全周期都 可提供相应的技术支持和效率的提升。为建筑行业多维度信息化数字化发展提供 新思路。1无人机应用现状目前国外的无人机技术已经在各个行业得到了应用。亚马逊公司正在使用无 人机(Prime Air)进行快递服务；雅马哈无人机(Fazer R)实现了对农作物喷洒 农药与监测，而在美国和加拿大都有利用无人机进行气候监测和搜救工作的专用 无人机。我国民用无人机技术在20世纪80年代初，就将自行研发的无人机在地图测 绘和地质勘探等工作中进行了试验与研究。近些年，我国无人机
3、技术在农业生产、 城镇规划、铁路建设、环境保护、水土保持、自然灾害评估、征迁拆违与应急指 挥等领域都有广泛应用。2无人机在城市规划中的应用对于无人机低空飞行高分辨率拍摄模式的特点，在城市规划中的应用有着明 显的优势。特别是对规划测量、城市道路建筑的监管与选址起着重大的作用。2.1城市规划测量主要用于地理数据的快速获取和处理，而这是在规划前期中最重要的一步。 相比于传统的利用大量的人力，物力进行现场踏勘，无人机技术低时耗，高精度 的特点，为现场踏勘变得更加容易并且数据也更加精确。而且传统的二维数据已 经逐渐难以满足高水平城市规划管理的需求。近年来，三维规划方案审批、三维 地下管线审批等技术的应用
4、，已经为规划审批、管理和决策带来了革命性的变化。2.2城市道路与建筑的选址与环境监管通过无人机倾斜摄影测量技术，在项目选址阶段可以通过无人机测绘了解建 设地点的地质水文情况、地表数字模型、提供地址周边的环境状况，可以更直观 的了解项目选址地点信息，帮助技术人员进行项目选址。而在项目的勘查和设计 阶段，详细的三维数字建模也可以帮助设计人员充分了解项目周边的障碍物情况， 为设计单位提供更为丰富和直观的数据信息。对于无人机遥感技术在城市建设工 程的环境监测方面也发挥着重大作用。运用无人机低空遥感技术可以在工程规划、 设计和审查阶段用于现场勘查，全面了解施工地区及周边的环境，在施工期间， 无人机低空遥
5、感技术可以针对性地对面积、土石方体积、植被覆盖度、工程外观 等进行勘查和测量，为环保部门判断环境评价结论和环境保护措施的合理性提供 依据。3无人机技术与BIM技术的结合3.1现场施工区域部署无人机最大的优势就是真实全面的现场数据，通过提取点云数据可得到施工 区域的标高点，即可生成真实的三维模型，再结合BIM技术细化其每个区域所需 要布置的设施。在这个过程中点云数据至关重要，点云能反映被扫描对象表面大 量的点的信息，高精度的密集点云可以还原这个真实对象，而BIM则是设计时的 理想状态模型。所以真实对象的点云和BIM放在一块，也会延伸出一些实际的用 途。其次，如果BIM预计会被设计在点云的空间范围
6、之内，我们也可以根据BIM 在点云里与周边空间的协调性来分析BIM设计是否合理。如果把点云与BIM进行 比较，我们就能直观地分析出真实对象与设计构想的误差如果此前项目里缺乏使 用BIM进行管理，我们也可以通过点云逆向生成被扫描对象的BIM （在误差允许 的范围内）如在湖南某建筑工地，通过两种技术的融合，成功的对场地前期精准的规划。 首先通过对无人机进行规划航线与参数对大致场地进行航测，进行数据的采集。 后通过处理原始的pos数据采用的数据群处理方式进行三维空间的重构。最后再 进行基于Contextcapture软件建立的三维GIS模型，找出错误的影像匹配和扭曲 变形的建筑物还有所丢失的部件，得
7、到一个完整的场地的规划与区域部署。3.2 土石方计算与调度的优化在施工前期阶段，地基土开挖量的大小决定着建筑物是否会发生均匀沉降或 不均匀沉降，这关系着整个建筑的安全性。而传统的方法是通过二维数据结合施 工平面图进行计算，这样无法做到精确掌控土方开挖量。并且，土石方工程量的 核算往往是工程预算与结算中产生争议的焦点，由于工程的相关方常常为此造成 久拖未决的纠纷，甚至导致工程难以顺利交工。将无人机+ BIM技术应用于土 石方工程量的核算，就是利用无人机对施工场地原始地貌拍照，由于每张照片都 带有拍摄时的经纬度、海拔高度、拍摄姿态（角度）等POS信息，因此将照片导 入专业的软件中进行实景建模，就可
8、以形成施工场地原始地貌型该模型导出到 revit软件中，再通过建立设计基坑模型，软件就可自动对比精确计算出土石方工 程的挖方量、填方量和净挖方量。如此一来，就可以运用BIM建模的方法模拟土 石方的开挖与回填，让人直观有效地开展土石方的挖运分析与运算，做到土方平 衡计算的精确化，从而为工程预结算提供可靠的依据。另一方面，土方平衡调配是土地平整规划设计的一项重要内容，在施工过程 中，项目人员可以通过无人机对项目现场进行整体测绘，采集项目数据，形成三 维点云模型，与BIM制成的完成面模型进行比对，可得到土方开挖回填的工程量， 这时项目团队可以基于这些数据和模型对比，优化出减少运输距离和倒运放量的 平
9、衡方案，从而有效缩短工期和提高经济效益。3.3现场监管与精细化管理利用无人机“天眼系统对整个场地进行巡视可以将项目建设过程中的质量、 安全施工及形象进度等现场情况实时传回监控室，实现全方位、智能化监控，便 于及时发现、处理现场存在的问题，极大提高了项目施工现场的管理效率。并且， 如前面所述结合BIM技术所生成的3D模型对施工人员进行图纸、标高、结构柱、 圈过梁设置及排砖样板模型细部构造的可视化交底，增强了施工人员理解能力， 提高了项目建设施工的效率；利用机电BIM模型进行管综优化，及时纠正模型中 的错误，为后期水电安装工程提供了有效的指导，降低了安装过程中的出错率， 达到了节材省时的效果。4结
10、论综上所述，利用无人机技术对工程建设中的重要问题与技术难点有着明显的 优势。在这个信息化、数字化飞速发展的时代，各行各业都在不断的尝试新技术、 新工艺来改变老旧的生产组织方式和信息处理技术。无人机技术在很短的时间内 就在各个领域得到了应用。我国建筑领域相比工业自动化的信息数字发展还很落 后，而无人机技术则为工程建设数字化管理开拓了一片新的领域，随着技术创新 浪潮的层出不穷，利用无人机技术可以为工程建设项目管理全寿命周期进行增值， 使建设过程更经济、高效和便捷。参考文献1 宗仁栋.无人机与BIM技术融合在城市立交建设中的应用J.山西建筑， 2017, 43(19):223-224.2 陈晓.关于无人机在城市规划中的应用J.军民两用技术与产品,2017(2).3 王鹏，闫先锋,刘圣卿，等.浅析工程建设领域无人机的应用J.工程技术:文 摘版，2016(8) :00109-00109.臧伟，曲腾腾.高分辨率低空无人机倾斜摄影测量辅助BIM技术的应用研 究C.信息、模型、创作一一2016年全国建筑院系建筑数字技术教学研讨会论文 集，2016： 150154.
