行業(yè)現(xiàn)狀

    目前我國投資建設(shè)規(guī)模的總體趨勢不是減小而是擴大，這種趨勢為建筑行業(yè)的發(fā)展帶來了機遇。但是，由于建筑行業(yè)的復(fù)雜性，建筑施工周期長、資源消耗量大、施工現(xiàn)場人材機繁雜、效率相對較低的現(xiàn)狀，不利于可持續(xù)發(fā)展，在規(guī)劃、協(xié)作以及溝通等方面需要進一步完善。

    無人機數(shù)據(jù)及“BIM+GIS”越發(fā)火熱的今天，已經(jīng)在建筑行業(yè)蔓延，逐漸取代復(fù)雜人工，做到微小化與自動化，改變了許多傳統(tǒng)的工作模式，可以對整個施工過程進行全生命周期的采集、儲存、顯示、運算、分析和運營管理。這樣既有利于整體規(guī)劃、提高工程施工質(zhì)量、加快施工進度、節(jié)約勞動力和成本支出，又順應(yīng)了建筑行業(yè)信息化、工業(yè)化、智能化的發(fā)展形勢。

    應(yīng)用方向

    1建筑工程勘察

    建筑工程不管在勘察設(shè)計階段還是在施工階段都需要測繪，傳統(tǒng)的測繪方式耗時長、勞動量大。利用無人機進行地形測繪，日益成為一項新興且重要的測繪手段。其具有采集效率高、成本低、機動靈活等優(yōu)點，能夠有效減少測繪工作量并極大地縮短工期。為施工團隊提供細(xì)致、準(zhǔn)確的測繪數(shù)據(jù)，以及評估工地現(xiàn)場及周邊情況。

    2建筑設(shè)計

    我們在項目中利用晨曦BIM智能翻模工具，應(yīng)用人工智能技術(shù)結(jié)合施工順序及制圖規(guī)范自動識別圖紙內(nèi)容，一體化完成圖紙分割與整理、構(gòu)件識別、生成REVIT模型等過程，實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、有規(guī)律的自動完成，簡化操作步驟、提高建模效率。同時與晨曦BIM算量無縫對接，完成土建、鋼筋的快速出量。

    3規(guī)劃方案評審與分析

    利用無人機對施工現(xiàn)場及周邊情況進行航飛拍照，生成實景三維模型，加載到建筑信息管理平臺中。在平臺中將原有建筑物進行踏平處理，并把設(shè)計好的BIM數(shù)據(jù)與原有場景融合，進行規(guī)劃可行性分析、日照陰影模擬、可視域分析等處理工作。

    4設(shè)計選址和施工

    在施工現(xiàn)場的正射影像圖上進行標(biāo)注，這些標(biāo)注的形式包括文字、數(shù)值、線段、多邊形、顏色等，可更直觀地識別工地上的不同區(qū)域的進度優(yōu)先級和注意事項。通過航拍對道路、水源、電力線及管道的解譯，為施工便道、用水、供電等提供設(shè)計參考資料，通過對地形的判釋，為擬訂施工運輸方案提供依據(jù)，通過對航攝影像中河溝、洪水位點、水坡點等的立體判釋資料，助力施工現(xiàn)場防洪設(shè)計。

    5施工過程管理

    建筑施工現(xiàn)場依托無人機及BIM+GIS管理平臺、實時監(jiān)測系統(tǒng)、信息系統(tǒng)。根據(jù)現(xiàn)場管理需求，計劃監(jiān)測時間，獲取監(jiān)測圖像、處理無人機成果數(shù)據(jù)，通過信息存儲到數(shù)據(jù)服務(wù)器，載入建筑信息管理平臺平臺然后進行查看、判斷、存檔記錄，為現(xiàn)場管理人員提供管理決策建議，具體可以應(yīng)用在前期準(zhǔn)備工作、安全管理、進度管理、質(zhì)量管理、文明施工及形象宣傳等工作中。

    （1）前期準(zhǔn)備工作

    通過無人機航拍，將數(shù)據(jù)處理為高分辨率正射影像圖或?qū)嵕叭S模型，可以輔助進行測量放線、場地平整、道路規(guī)劃、人機材合理安排等工作。基于BIM模型成本估算及工料清單(細(xì)部成本評估、協(xié)助數(shù)量、成本估算、提取數(shù)量)，工程分析與仿真(如結(jié)構(gòu)分析、能源仿真、綠能分析與評估、機械分析、負(fù)載力分析、應(yīng)力分析、幾何分析、活荷載分析、結(jié)構(gòu)系統(tǒng)和參數(shù)分析、耗能分析及設(shè)計、活載和靜載結(jié)構(gòu)分析、照明分析等)。BIM數(shù)據(jù)及GIS成果載入平臺進行實時存檔、實時調(diào)取。

    （2）安全管理

    建筑施工管理過程中是非常重要的，由于建筑行業(yè)的從業(yè)人員復(fù)雜，整體文化程度偏低，工人們的安全生產(chǎn)意識有待加強，利用無人機監(jiān)工可以更有效的監(jiān)視和規(guī)范員工的行為，將高清攝像頭搭載于無人機，控制云臺可以在施工現(xiàn)場從不同高度、不同角度監(jiān)督工人們施工是否規(guī)范，例如施工人員是否正確佩戴安全裝備，人員所處位置判斷施工人員安全，機械和建筑材料擺放是否合理有無危險，并作出安全警示。無人機能近距離靠近施工建筑，這樣能夠使得工程細(xì)部安全問題容易被發(fā)現(xiàn)，方便工作人員及時排查安全隱患、制定安全措施、保障人員安全。

    （3）土方測量

    在施工的不同時期，讓無人機在工地上方按照特定航線和高度飛行并獲取航拍影像，其后使用建模軟件生成該區(qū)域的實景三維模型，然后通過對比兩個時期數(shù)據(jù)的差異計算出工地范圍內(nèi)土方量的變化。這種直觀有效地開展土石方的挖運分析與核算的方法，讓土方平衡計算更精確細(xì)化，高效率、高準(zhǔn)確性對項目后期的成本管控發(fā)揮著重要的作用。

    除了實景三維模型，數(shù)字高程模型也開始應(yīng)用于建筑項目中，可以把施工過程中的DEM跟設(shè)計高程進行對比，開發(fā)商可以根據(jù)這樣的對比圖來評估承建商的工程進度，并根據(jù)進度差異作出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整決策。

    （4）進度管理

    使用無人機按照一定的時間安排，拍攝現(xiàn)場施工情況，記錄不同施工階段的變化，有助于更精確地把握工程進度。將無人機影像生成的實景三維模型加載到數(shù)據(jù)管理平臺中，按照時間軸排列，標(biāo)注相應(yīng)工程量數(shù)據(jù)，可視化呈現(xiàn)施工過程，再結(jié)合相應(yīng)的全景圖和視頻資料，整個施工項目進度一目了然。

    （5）質(zhì)量管理

    應(yīng)用于建筑高危地點、工作人員不便到達(dá)的地方進行質(zhì)量判定信息提供。例如地基基礎(chǔ)工程、打樁、腳手架搭接、主體工程的模板安裝、塔吊人員工作狀態(tài)、裝配式施工中的構(gòu)建連接、混凝土的裂縫及蜂窩等，無人機都可以代替施工人員全方位近距離的觀察監(jiān)測施工質(zhì)量。

    （6）文明施工及形象宣傳

    通過無人機攝像，檢查施工現(xiàn)場是否干凈整潔，是否符合文明施工要求。后期對拍攝的圖片和視頻、BIM數(shù)據(jù)，在建筑信息管理平臺中進行整理用于項目不同時期匯報或者公司的形象宣傳使用。

    6城鎮(zhèn)規(guī)劃與管理

    城市規(guī)劃需要大量的地理位置信息，利用無人機對指定區(qū)域現(xiàn)場進行外業(yè)實時數(shù)據(jù)采集，并將采集回的數(shù)據(jù)導(dǎo)入至處理軟件，軟件處理后輸出正射影像圖或?qū)嵕叭S模型，基于以上成果將建筑物進行空間信息矢量化，幫助規(guī)劃師在直觀三維可視化下快速、精準(zhǔn)的進行量算和設(shè)計，作出更科學(xué)的規(guī)劃決策。同時基于正射影像圖或?qū)嵕叭S模型提取矢量圖，進行修測和建立數(shù)據(jù)庫，可視化開展城鎮(zhèn)分布統(tǒng)計、土地利用現(xiàn)狀、整體規(guī)劃及匯報等工作，從而也為1:500、1:1000、1:2000的規(guī)劃制圖提供經(jīng)濟、快速的數(shù)據(jù)源。

    7城市軌道交通建設(shè)

    應(yīng)用BIM+GIS融合技術(shù)，城市軌道交通全生命周期大數(shù)據(jù)智能管理平臺將BIM模型與地表三維模型、設(shè)備模型、土地利用規(guī)劃數(shù)據(jù)、交通線路等數(shù)據(jù)相結(jié)合，共同搭建虛擬三維場景，打造準(zhǔn)確直觀的軌道交通工程虛擬環(huán)境，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的累積與傳遞。在輔助設(shè)計人員進行工作進度以及成果匯報，確保業(yè)主全面掌握工程沿線地上、地下工程環(huán)境，減少磋商時間等方面取得了重要成果，對后續(xù)軌道交通信息化建設(shè)具有重要的參考與指導(dǎo)意義。搭建三維的真實場景，并結(jié)合二維地圖，實現(xiàn)二三維一體化，支撐各個業(yè)務(wù)階段應(yīng)用，服務(wù)于城市軌道交通現(xiàn)代化建設(shè)，為管理者提供了對工程質(zhì)量、進度、安全、成本等多方面精細(xì)化管控和決策的工具。

    建筑信息管理平臺

    對于BIM來說，BIM的整個生命周期從設(shè)計、施工到運維都是針對BIM單體精細(xì)化模型的，但是其不可能脫離周邊的宏觀的地理環(huán)境要素，成為空中樓閣。而GIS一直致力于宏觀地理環(huán)境的研究，提供多種實用的GIS查詢與分析功能，同時提供GIS的位置服務(wù)和空間分析等。為BIM提供專用的動態(tài)模擬功能，并且在BIM的運維階段，GIS可以為其提供決策支持。BIM數(shù)據(jù)是三維GIS的一個重要的數(shù)據(jù)來源，能夠讓三維GIS從宏觀走向微觀，同時可以實現(xiàn)精細(xì)化管理。另一個方面，與BIM數(shù)據(jù)的融合使三維GIS從室外走向室內(nèi)，實現(xiàn)室內(nèi)外一體化的管理。

    平臺有多數(shù)據(jù)融合信息查詢、統(tǒng)計分析、管理等特點，建筑管理平臺導(dǎo)入相關(guān)項目的規(guī)劃設(shè)計文件、施工方案文件、質(zhì)量記錄文件、無人機全生命周期的成果數(shù)據(jù)以及建成建筑物逆向BIM等匯總進入平臺，BIM與GIS融合在平臺中，不僅實現(xiàn)了建筑全生命周期工作的輔助，從而也實現(xiàn)了三維可視化電子數(shù)據(jù)存檔、竣工匯報、展示宣傳、后期運營維護與管理。利用GIS宏觀尺度上的功能，BIM應(yīng)用在建筑、水利、交通、室內(nèi)導(dǎo)航等行業(yè)領(lǐng)域。

    來源：GIS控

    作者：李安亭

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