无人机测绘技术在建筑工程测量中的应用分析

发表时间:2020/9/23   来源:《工程管理前沿》2020年第16期   作者:谢宝业
[导读] 建筑工程对数据测量的准确性有着极高的要求,精准的数据会对工程的质量产生巨大影响。
        谢宝业
        身份证号码:1330251982042****

        摘要:建筑工程对数据测量的准确性有着极高的要求,精准的数据会对工程的质量产生巨大影响。文章简要介绍了无人机测绘技术的现状与发展,及其在建筑工程数据测量中的应用。
        关键词:无人机测绘技术;?建筑工程测量;
        无人机技术已在许多领域得到广泛应用,尤其是在工程测量领域,表现出较好的应用效果。无人机测绘技术的合理应用能够为建筑工程提供更加精准的数据。
        1 无人机测绘技术
        无人机测绘技术是指用无线电设备控制飞行器进行信息采集,并将相关信息通过特定的传输系统进行传递。建筑工程是城市发展的重要基础,与居民生活密切相关,工程测量更是对整个建筑工程的质量有着极大的影响。无人机测绘技术目前在建筑工程中已经得到了较为广泛的应用,为建筑工程采用数据的准确性提供了保障,成为高质高效完成建筑工程的催化剂。
        2 无人机测量技术现状
        无人机测量技术是传统航空摄影测量手段的有力补充,而高效的无人机测量技术的应用使我们的工作方法和方式都在逐步发生改变。无人机测量具有灵活机动性、高效迅速性、优良的安全性、影像的高分辨率、系统成本和维护费用低、应用范围广、生产周期等优点。特别是随着数码相机技术的快速发展,基于无人机平台的数字航摄技术已显示出其独特的优势,无人机与航空摄影测量相结合使得“无人机数字低空遥感”成为航空遥感领域的一个崭新发展方向。无人机测量可广泛应用于国家重大工程建设、灾害应急与处理、国土监察、资源开发、新农村和小城镇建设等方面,尤其在基础测绘、土地资源调查监测、土地利用动态监测、数字城市建设和应急救灾测绘数据获取等方面具有广阔前景。
3 无人机测绘技术的优点
        3.1 监测率高
        无人机测绘技术在建筑工程测量中的应用表现出极为明显的优势,可对工程整体情况进行实时监测,保证在第一时间及时发现问题。无人机测绘结果的准确性更有利于建筑团队针对问题与风险制订合理的应急方案,在保证建筑工程质量达标的同时提高了工程的稳定性。
        3.2 监测尺度大
        采用无人机测绘技术进行工程测绘,需要确保无人机能够满足大范围监测尺度的需求。在实际采用无人机进行测绘时,无人机的可操控性较高。同时监测范围和尺度都能够随着实际需求进行调整,可以更好地适应施工环境较差的工程区,能够让更多的工程区都能够采取无人机测绘技术,有助于提高建筑工程的质量。
        3.3 信息采集高质高效
        在工程测绘工作进行中采取无人机测绘技术,对于整个建筑工程的施工进度与质量都有着积极影响。测绘时,无人机能够利用完善的信息采集系统进行数据信息的有效采集,然后再利用配套的信息传递系统进行数据的快速处理,为技术人员提供准确的数据。目前在水文地质环境较差的地方,往往会更加注重无人机测绘技术的应用。
        3.4 数据可靠
        无人机测绘技术应用于工程测量领域,能够安全、可靠地采集数据与图像并快速处理与传输,高质高效。
        4 无人机测绘技术的具体应用
        4.1 在勘察规划阶段中的应用
        任何工程都是从勘察规划阶段开始,在这个阶段最重要的工作就是测绘最新的满足比例尺要求的地形图。

目前测绘地形图的主要作业方式是数字化测图(Digital Surveying Mapping,简称DSM),即先利用全站仪和GPS建立图根控制网,然后主要以GPS-RTK动态测量技术进行碎步测量,在接收不到卫星信号的局部测区利用全站仪进行补充测量手段进行野外数据的采集,室内作业利用各种成图软件(如目前应用最为广泛的南方CASS)进行测量数据的展绘、编辑,从而生成符合相关标准要求的地形图。和传统的测绘方式比,这种技术具有采集速度快、自动化程度高、一定程度上减轻了作业人员的劳动强度等特点,但是如果现场出现一些极端地形如陡坡等,在作业人员则无法到达作业现场或者徒步测量存在安全隐患的情况下,这种作业方法就表现出了一定的局限性,如果采用无人机测量技术就可以解决以上问题。
        4.2 低空无人机测量
        在建筑工程施工时,经常遇到山高、起降条件差、云层低的环境,在这样的工程环境下,传统的利用航拍来获取信息的方法具有较大的难度,适合采用低空无人机测绘技术,在快速收集影像资料的同时,更加高效地进行资料的处理,具有极大的便利性。
        4.3 测绘影像资料的获取
        在无人机执行测绘任务时必须做好准备工作。对飞行的路线进行准确的设定,并进行相应的试飞试验。在执行任务时,工作人员需要对周边区域的影响因素进行预测,确保无人机飞行路线的准确性。无人机在进行空中测绘时,有效利用数据处理系统进行测绘影像资料的收集与处理,由于无人机获取的影像资料具有更高的精准性和识别度,能够为相关人员进行更好的影像资料服务。
        4.4 在施工阶段的应用
        大部分工程施工都是从场地的平整开始,作为施工单位需要计算出具体的土方量进行土方平衡设计。虽然利用传统的测量方法,如水准测量、三角高程测量、GPS工程测量均能以不同的精度完成此项作业,但是这些作业方式只能进行单点测量,数据采集速度慢,作业人员劳动强度高,成果多为平面二维形态,导致后期计算土方量工作效率低,且不能进行动态分析导致方案优化困难,而无人机测量技术又能在土方量的测量中发挥重要的作用。首先利用无人机测量技术可以快速地获取施工场地的地形数据,如图3所示,然后由软件全自动建立测区的三维数字地表模型,对影像数据利用像控点坐标进行解算进而获取测区任意测点的实际坐标,最终计算具体的挖填土方量。这种作业方式极大地缩短了施工前准备工作的周期,也保证了工期目标的顺利实现,从而有效地降低了施工造价。
        4.5在运行维护阶段中的应用
        施工结束后工程通过竣工验收后才能投入使用,在这个阶段可以利用无人机测量技术完成竣工图的测绘工作,原理和规划设计阶段的测图一样,通过无人机测量获取工程项目的实时影像数据,利用软件进行影响匹配、结合像控点坐标进行空三解析计算建立三维模型,最终得到需要的大比例尺地形图。
        4.6 在其他方面的应用
        在建筑工程领域,无人机测量技术和BIM技术的结合也给工程建设带来了很大的变化。通过无人机测量技术获取高精度的地形数据,利用BIM技术当采集到的信息纳入到数据库,以便实现信息的可视化分析,进行各种相关的评估,从而保证工程项目相关人员做出及时而正确的决策。无人机测量技术除了在建筑工程领域中的应用越来越广泛外,在城市更新基础数据调查、土地确权、不动产登记、文物修护、矿山测绘等方面也发挥着越来越重要的作用。
5 结语
        无人机测绘技术的合理应用,不仅能够节约工程测量的时间,而且可以提高建筑工程质量。应加大对无人机测绘技术研究力度,让无人机测绘技术在更多领域中得到应用。
        
        参考文献
        [1]刘春,曾劲涛,张书航,等.面向单体异形建筑的无人机单相机实景三维建模[J].同济大学学报(自然科学版),2018,46(4):550-556,564.
        [2]李鑫龙,李伟明,张清民.天狼星无人机摄影测量系统在大比例尺测图与三维建模中的应用[J].测绘通报,2018(10):159-162.
       
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