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茂劲科技BIM无人机航测事业部正式起航

发布时间:2018-07-16 浏览:

  “鹰击长空、鹏路翱翔”,为顺应广阔的BIM技术应用市场,更好的服务于多领域客户需求,几经筹划,6月13日我司“BIM+GIS+无人机”事业部正式起航。

  BIM无人机事业部人员简介:

  袁尚皓:BIM无人机事业部经理。从事无人机行业7年。在航拍、航测建模、无人机植保等行业应用方面有充足经验。主要负责部门管理、业务接洽、方案定制。

  曹皓:BIM无人机事业部工程师。从事无人机行业4年。在无人机行业应用设备定制、设备维护检修等方面有充足经验。主要负责部门航测设备调配、设备维护检修,项目技术指导。

  蒋一凡:BIM无人机事业部地面站操作师。从事无人机行业4年。能通过风向温度海拔对航测载机航速航时的影响,在地面站上对无人机航线做出安全可靠的规划。主要负责地面站实操、项目地飞行区域踩点、起降点选址。

  许浩宇:BIM无人机事业部机长。从事无人机行业5年,持AOPA无人机机长驾照。10年驾龄资深航模玩家。精通固定翼、多旋翼、直升机飞行技术。主要负责无人机试航及项目实操手动起降飞行。

  刘鹏:BIM无人机事业部后期建模工程师。从事航测后期建模工作4年。主要负责部门项目正射及倾斜建模。

  曹诗婷:BIM无人机事业部后期建模工程师。从事航测后期建模工作3年。主要负责部门项目正射及倾斜建模。

  BIM无人机事业部高级顾问:

  曾甲光:湖南省第五工程有限公司原总经理、总工程师。

  BIM无人机事业部荣誉专家:

  邓念武:武汉大学水利水电学院硕士生导师、《测量学》主编。

  雷志辉:国防科技大学航天与材料工程学院教授。

  GIS:地理信息系统(Geographic Information System)作为获取、存储、分析和管理地理空间数据的重要工具、技术和学科,近年来被广泛关注且发展迅猛。由于信息技术的发展,数字时代的来临,理论上来说,GIS可以运用于现阶段任何行业。

  无人机(Unmanned Aerial Vehicle)无人航空器是指不搭载操作人员的一种动力空中飞行器,采用空气动力为飞行器提供所需的升力,能够自动飞行或远程引导;既能一次性使用也能进行回收;还能够携带一定的有效负载。

  无人机在测绘中具有非常重要的作用,可以机载遥感设备、高分辨率数码相机、轻型光学相机、红外扫描仪,激光扫描仪、磁测仪等获取信息,用计算机对图像信息进行处理,并按照一定精度要求制作成图像。为适应城镇发展的总体需求,提供综合地理、资源信息。而正确、完整的信息资料是科学决策的基础,在建筑领域更是如此。

  BIM+GIS+无人机在土石方测量及计算方面的具体应用:

  ⑴从原始地貌提取初始数据

  首先,利用无人机对被测绘的场地地形进行全方位的拍照记录,即对原始地貌进行拍照勘测。

  接着,让无人机飞行到一定高度(高度由照片的精细程度决定,较高的照片精细度需要无人机低空飞行来采集更细致的地貌特征,但是过低的飞行高度也会造成镜头视角范围有限,造成测绘工作效率过低),在无人机飞行到适当高度以后,机载的航拍相机镜头垂直地面往下拍摄,无人机的航拍路线采用“之”字形沿场地的某一方向来回往返,而无人机的高度始终保持同一海拔面上。这样机载镜头的视角范围呈现带状按次序逐步覆盖全部场地,这就实现了对地形逻辑有序的全覆盖拍摄。

  无人机对土方施工场地全方位航拍到位后,在现场或办公区用电脑查看无人机数据存储SD卡照片文件夹,这时文件夹内的照片是通过编号有序排列的,通过观察照片范围可以看出相机位置在往一个方向平移,上下两张照片之间有重叠区域。这时,每张照片都带有该片拍摄时的经纬度、海拔高度、拍摄姿态(角度)等POS信息,这是初始的关键信息。

  ⑵初始数据转化为BIM模型

  REVIT软件对带有经纬度、海拔高度、拍摄姿态(角度)等POS信息的照片是不能直接识别的,需要通过一个“中转站”对照片进行处理。运用专业的平面影响构建3D模型软件能够将照片处理成点云数据,本篇文章以PHOTOCSAN软件为例讲述。

  1. 对齐照片:Photoscan会按照每张照片的经纬度、高度和角度还原出每个镜头的位置,并按照“之”字形依序排列。

  2. 建立密集云:Photoscan将会计算每个点之间的关系,将每一个识别出来的点列入密集计算中。

  3. 生成网格:有了各个点间的矢量函数关系,Photoscan便将它们按照实际情况连接起来,构建成为点线面的3D模型。

  4. 生成纹理:Photoscan根据建立密集云时的数据,将平面影像分配给3D模型,此时的模型拥有内部结构和外部图像,已经形成了初步的3D模型。

  至此带有材质覆面的点线面三维模型已在Photoscan中呈现出来,软件能够导出多种格式的文件,将Photoscan导出点云文件,并加载到AutoCAD中,则可在CAD三维视图中转变为具有高程性质的线模型,即得到带有高程点的三维CAD模型。

  ⑶ BIM模型得出土方工程量

  1. 把三维CAD模型导入Revit软件,会在三维视图中生成一个模型,即“原始地貌模型”。

  2. 如何在“原始地貌模型”的基础上得到土石方的挖填方量,下面有两种方法:

  1)“建筑地坪“命令

  a. 把“原始地貌”的创建阶段设置为“现有”。

  b. 选择体量和场地选项卡中的“平整区域”命令,弹出的对话框点击“创建与现有地形表面完全相同的新地形表面”,点选原有地形打勾确认。

  c. 选择体量和场地选项卡中的“建筑地坪”命令,我们参照已有的基坑沟槽二维图纸,运用绘制轮廓与设置标高、坡度的方式自行绘制地坪草图并打勾确认,此时新建地形为“新构造”。

  d. 点选“新构造”的地形,软件会自动选择“新构造”与“现有”之间的土方体量,并且左侧属性栏会显示“净剪切/填充”、“填充”、“截面”的值,这些值即为“挖填方净值”、“填方”、“挖方”的量,则土石方的挖方、填方与挖填方净值直接显示出来。

  e. 最后需要提出的是,这一方法有一个缺陷:不能在新构造的“建筑地坪”的基础上继续编辑地形,即地形需要在同一区域一次性编辑到位。

  2)“平整区域”命令

  a. 把“原始地貌”的创建阶段设置为“现有”。

  b. 选择体量和场地选项卡中的“平整区域”命令,弹出的对话框点击“创建与现有地形表面完全相同的新地形表面”或“仅基于周界点新建地形表面”。这时我们参照已有的基坑沟槽二维图纸,运用消除原地形的高程点与创建开挖后的高程点的方式,自行创建想要开挖到的地形表面,并打勾确认。

  c. 点选“新构造”的地形,软件会自动选择“新构造”与“现有”之间的土方体量,并且左侧属性栏会显示“净剪切/填充”、“填充”、“截面”的值,这些值即为“挖填方净值”、“填方”、“挖方”的量,则土石方的挖方、填方与挖填方净值直接显示出来。

  d. 在这个方法的基础上,则能继续编辑地形。如果要继续开挖并计算,将原先“现有”的地形删除,将编辑过的“新构造”地形创建阶段设置为“现有”,后续方法如上。

  此方法大致流程如下:

  首先,利用无人机航拍及点云三维成像技术形成模型数据;

  然后,将影像资料通过软件处理得到模型原材料数据;

  接着,把数据导入Revit软件之中生成原始地貌模型;

  最后,再根据设计图纸在原自然地坪模型的基础上绘制基坑开挖模型,两模型之间的差异体量即为土石方开挖量模型,利用Revit直接导出报表则得出土石方开挖量。

  BIM土石方算量技术优势:

  相比传统的土方计算方法计算量大、计算精度不高、数据量大等缺点而言,利用“根据地形特征进行区域划分-近似简化-采取合适的测量方法取得地形三维特征数据-最后通过三维重构的方法得出计算结果”思维的BIM方法能够实现快捷精确的计算方法,并且能做到“实际与模型的精确对应”和“所见即所得”。

  而且随着摄影成像的技术迅速崛起,大量国内外优秀的摄影成像软件已具备了一定的模型分析和计算的能力,未来从地形测量到土方计算结果的获得,人工成本和时间成本都将大大降低,同时测量的精度也会比传统测量方法要高上许多。

  茂劲科技在探索BIM应用的过程中,将不断完善自身,紧密围绕BIM技术的推广应用,创新实践、勇于拓展,以更专业的角度、更积极的态度不断前行!