基于倾斜摄影测量和BIM技术的三维建模

樊鉴庆

摘  要：根据目前无人机倾斜摄影测量和BIM技术的三维建模研究现状进行分析可知，这一技术在水利工程中已经基本普及，相关人员利用无人机倾斜摄影技术可以直观的得到工程的三维实景模型，利用BIM技术则可以得到清晰的工程设计模型，因此，利用适当的手段把这两种技术进行融合便可以直观的得到水利工程模型，达到设计与实景完美结合的目的，从而减少施工中的误差，比如测量误差等，能够较好的确保工程中的相关数据的准确性与一致性。

关键词：无人机倾斜摄影;BIM;三维设计

中图分类号：P231         文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）29-0054-02

Abstract： According to the current UAV tilting photogrammetry and three-dimensional model of the BIM technology research status is analyzed， the technology in water conservancy engineering has basic popularity， relevant personnel using unmanned aerial vehicle （UAV） tilting photography can be intuitive project 3D model of real use of BIM technology can get clear engineering design model， therefore， using appropriate means to put the two technologies to integrate intuitive model of water conservancy projects， achieve the purpose of design and the perfect combination of real， thus reducing the error in construction， such as measurement error， etc.， can better ensure the consistency and accuracy of data in engineering.

Keywords： UAV tilting photography; BIM; 3D design

最近几年，计算机电子技术飞速发展，与此相关的无人机倾斜摄影技术也得到了迅猛发展，截止目前，这一技术已经基本趋于成熟，并在工程测量中得到普遍使用。利用这一技术设计人员能够清晰准确的得到真实的工程实景模型，并且支持多人同时在此实景模型中进行相关设计工作，大大提高了相关设计数据的准确性与一致性;利用三维设计软件中的相关软件能够充分确保相关设计数据的准确性，比如利用软件中的检测功能检测管道、阀门等的设计准确性;利用软件中的材料统计功能对工程量进行合理估算检验等。

网络和计算机技术的不断提高，人们开始意识到智慧城市建设应当通过建立三维数字城市模型的必要条件，和倾斜摄影测量和BIM技术有效地结合起来，通过无人机遥感图像构建城市表面模型和单体建筑施工方法如BIM模型集成城市基础设施数据信息，可以大大节省数据采集，能够以更丰富数据的形式为智慧城市提供参考，实现三维模型的应用，取得最佳效果。阐述了开展倾斜摄影测量的方法和BIM技术的价值，提出了倾斜摄影测量与BIM结合构建三维城市模型的方法和效益，以及在智慧城市中的应用价值。

基于物联网技术在城市信息的快速发展的背景下，数字水平做出突出成就，逐渐的模范城市智慧，智慧是我国首次提出城市概念成立于2008年，然后在全国2013个主要城市开展智慧城市试点工作，根据测试结果证明充分的智慧城市建设不仅有利于实现信息数据的有效共享，也可以进一步加强信息集成的水平和倾斜摄影测量数据获取信息的主要手段，自动化水平高、更方便的获取信息，BIM技术的优势，收集单体建筑全生命周期信息，综合参考全生命周期动态变化，为智慧城市建设提供切实的数据支撑。因此，为了实现城市三维模型的有效构建与实施，必须将倾斜摄影测量与BIM技术相结合是可以理解的。

1 行业现状

1.1 無人机倾斜摄影测量技术

自2010年无人机倾斜摄影技术从美国传入中国以来，得到了迅猛的发展，与此同时，也改变了我国工程摄影中的不足，我国摄影技术实现了从垂直摄影到倾斜摄影的突破，更能直观、具体的展现出工程的实景三维模型，极大程度上减少了拍摄误差。然而，由于我国计算机技术等的相关局限，这一技术在当时刚刚引进的时候并不能很好的适应我国的环境。最近几年我国计算机技术飞速发展，硬件与软件技术都得到了极大的提高，据有关研究资料显示，我国2019年的计算机技术与2010年相比整整提升了32倍，因此，无人机倾斜摄影技术也被普遍应用于水利工程之中。

1.2 三维实景模型的利用现状

如今，随着无人机倾斜摄影技术的应用普及，工程中相关设计人员很容易便可以得到工程三维实景模型，并能够直接在此模型上进行相关设计工作。不过，目前相关单位机构所得到的工程三维实景模型一般都是通过数据采集之后映射到二维平面上的，然后利用二维图形技术进行相关设计活动。这种工作模式虽然能够很好的实现新旧技术的兼容，但却造成了极大的资源浪费。

1.3 BIM技术

建筑信息化模型英文简称BIM，此技术是2002年由Autodesk公司首次提出，如今在建筑行业中这一技术已经得到普遍使用，并且随着计算机技术的飞速发展，最近几年BIM技术的使用范围不断进行扩展，目前已经可以在多个行业中见到这一技术的身影。此技术基于三维模型数据组建相应的数据库，在此信息库中包含工程的设计、操作、测量等所有生命周期中的数据信息，施工各方可以基于此平台同时进行相应的工作。

1.4 无人机倾斜摄影测量与BIM的融合

无人机倾斜摄影技术主要得到的产物便是三维环境模型，BIM技术得到的产物为三维设计模型，通过此两种技术的完美融合可以实现三维实景模型与三维设计模型的完美融合。三维设计技术在最近几年大火，各行各业都在追求这一技术的应用，生怕落后于同行。在水利工程中无人机倾斜摄影与BIM技术最为先进，并且随着相关技术的发展成熟，这一技术在水利工程应用中前景远大。

2 水利工程三维设计开展工作的基本思路

2.1 成立三维设计项目组

在进行三维设计之前应该首先建立相应的项目组，由该项目组率先进行相关设计实验，等所有技术路线全面打通并取得初步成果之后再逐渐普及。该项目组成员应包括设计工程师、测绘工程师等相关专业的专业人士。

2.2 专业软件的培训

设计项目组组建完成之后应该对其相关人员进行BIM等需要用到的专业软件进行培训，在培训的过程中根据组内成员的实际情况有针对性的制定培训计划，如果条件允许，可以通过在具体项目中的实训方式进行培训。

2.3 参与项目实际运用

当项目组成员接受培训之后，便对BIM相关软件具备了相应的使用能力，能够完成建模、出图等基本功能，因此完全能够参与到实际项目之中，参与设计工作。首次实战最好选择小型水库进行相关设计工作。

2.4 过程总结

项目结尾阶段应对整个项目过程进行相应的总结，充分分析整个项目中所遇到的所有困难和问题以及相应的解决措施，记录归档。与此同时，还应该对整个设计过程编制相应的操作指南等。

2.5 制定制度与标准

根据已有项目的过程总结档案并结合自身已经具备的相关经验，制定关于三维设计的相关制度与标准，并不断对其进行相关修订、完善。

2.6 全面推广

随着项目工作的不断深入，相关人员对于三维设计的相关经验与认识不断推陈出新，应该把这些经验与总结以数据的形式建立一个实时更新的数据库，这样能够极大程度上提升工作效率。项目组成员在项目开展过程中根据实际需要把三维设计相关经验与BIM软件使用技术不断传授给其他普通人员，逐渐实现全员三维设计。

3 三维设计成果的应用

（1）通过无人机倾斜摄影技术BIM技术得到的三维模型设计可以给人以直观、清晰的视觉体验，能够让甲方轻松验收，同时，若搭配VR技术一同使用则更能给人一种身临其境之感。（2）在设计过程中，充分保证设计人员工作顺利进行，对于不是太专业的工作交由其他人完成，这样可以大大提高设计人员的工作效率，尽快完成工程设计。（3）使用专业性的模型软件对设计成果进行测算，减少误差，进而减低工程风险。（4）另外，软件中的统计功能能够对工程中的多项指标进行测算，比如土方开挖、工程量等，为造价人员带来极大便利。（5）对模型进行周期性的对比工作，通过观察模型在特定时间差中的变化，可以较为准确的预测工程寿命周期。（6）当出现自然灾害或其他不可预测性的破坏对建筑进行伤害的情况时，应对破坏前后模型进行对比，以便进行风险评估和修复。

4 结束语

所有新生事物的产生都不可能立刻就能够取代旧事物，需要一个渐变的过程，三维设计技术的发展也不例外，也是需要时间的积累才能够逐渐普及。其中改变旧有的设计思想理念至关重要，也只有这样我们才能够慢慢的接受它。此外，随着计算机技术的发展，三维设计技术的发展前景十分乐观，由于其工作效率相较于以前提升不少，所以这一设计模式也越来越受到相关人士的欢迎与认可。

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