[00144142]基于无人机摄影技术及BIM技术下的室外施工方法

①课题来源与背景 在大体量、大面积修建的基建项目上,室外工程无疑贯穿整个现场,对于工程进度起到决定性的作用,土方施工不仅消耗的工期较长,而且前期投入的人材机也多,所以为了合理安排工程进度,准确计算工程费用,提高工程质量,通常需要高效、准确地计算场地土方量。土方测量的质量和效率在直接影响工程项目的成本和进度,并且影响到后续工作。 ②技术原理及性能指标 1).无人机现场数据的采集1.1).根据地形条件在目标测量区域内设置好飞行路线及飞行器的各项参数,其中包括,航线数量、航线方向、区域重叠度、飞行速度、飞行高度、云台分辨率、云台镜头角度;1.2).地面控制需要在内业中,将控制点根据地形合理布置,按照测量规范的区域网点进行合理布置;1.3).通过无人机导出IMU/POS数据;1.4).调整并导入对应云台相机的参数;2).采用相应软件进行数据处理,采用空三加密即空中三角测量技术,得到一个完整的点云数据,并且输出数字表面模型及正射影像,包括,栅格数字表面模型DSM、坐标方格DSM、等高线;3).建立BIM信息模型;4).应用BIM技术,依据不同的场地和设计进行放坡4.1).对于一般山体土方施工,可提供两种BIM应用形式进行算量和放坡,采用revit,利用平整场地功能对山体进行放坡,并产生算量,其方法主要是利用得出的测量数据,等比例导入到REVIT当中,生成原始地形模型;在山体模型中放置高程点,最后生成放坡模型,明细表中产生计算数据;在施工过程中,严格按照模型进行测量、放线,根据模型测定边线控制桩,在现场撒灰线放线;应用BIM模型提供的数据,精确控制每层放坡的坡度和标高,应用测量仪器对现场进行施工,使用数据严格监控效果。其次,可采用C3D的BIM手段进行放坡组的方式进行模型放坡, 4.2).对于一般道路土方施工,首先创建道路BIM模型,依据设计图纸及设计规范,编辑道路要素线,调整各桩号的路线参数,通过设定的规范,自行计算并对路线进行检查,根据路线创建原始地形纵断面,进而创建设计纵断面,并依据设计规范设置设计规范参数使用检查计算合理性;创建装配,设置道路断面结构,创建道路模型;对生成的道路模型设置采样线编组,定制土方量标准,计算土方量,生成开挖体积表;4.3).对于横断面较为复杂的设计场地,可采用“路线法”进行开挖放坡,应用BIM信息化对场地进行数据模拟;开挖顺序由内到外环形开挖,分层分段,按照以路线分界的原则和现场实际地形相结合确定;5).设计BIM场地模型在完成无人机采取到现场数据,生成BIM模型后,开始对原始地形进行场地分析,通过BIM数据计算原始地形每一分界即每一环的纵断面图,以及横断面图,在横断面图中绘制开挖高程的设计曲线,创建装配,指定目标偏移即指定到相邻边界处的路线,定制土方量计算标准,设置土方类型、压实系数、松散系数、重新压实系数,完成放坡,生成放坡曲线,导出各个阶段的挖填方体积报告,利用BIM模型的数据,指导现场施工,实时监测现场实际数据。 ③技术的创造性与先进性 1).利用无人机搭载的高分辨率数字彩色航拍摄像机获取测区影像数据, 2).利用BIM手段,将原始地表数据处理成载有信息的三维BIM模型。快速采用“路线放坡法”对原始地表整合成设计场地,并计算出土方挖填量,导出施工图。 3).相对传统的GPS测量、水准仪测量、全站仪测量等测量方式,在施工单位采用无人机测量,可以填补施工单位无法在大范围室外场地获取地形数据的空白,利用专业的土木工程BIM与地形分析相结合,对公路桥梁市政以及大面积土方开挖等施工作业上有着显著的效率提高,解决诸多因场地复杂而无法或者有效信息的问题。 4).用无人机土方测量,进行施工范围内的低空测量,其影像精度可达厘米级,既可以满足施工要求,又可以满足国家测绘行业大比例尺正射影像的精度要求。 ④技术的成熟程度,适用范围和安全性 利用BIM处理的数据信息,反馈到现场,并且使用BIM模型,实施监测指导施工,确保现场有序、安全的施工。应用无人机航测与BIM,能够实时为现场土方挖填提供监测数据,有效控制施工现场,并且为现场精细化管理提供依据。 ⑤应用情况及存在的问题 应用情况良好,应大规模推广使用。 ⑥历年获奖情况 无 ⑦成果简介 本发明公开了基于无人机摄影技术及BIM技术下的室外施工方法,按以下步骤进行：1).无人机现场数据的采集;2).采用相应软件进行数据处理;3).建立BIM信息模型;4).应用BIM技术,依据不同的场地和设计进行放坡;5).设计BIM场地模型。本发明的优点是大大减少测量的人工成本以及时间成本,实时采集现场地形数据,方便快捷,结合BIM,为现场施工提供,可视化的三维立体模型,各个阶段的开挖体积报告、施工出图、空间信息等精准的数据,确保工程质量的实施。