基于BIM的无人机实景建模技术在项目施工中的应用研究吕彦雷付洋杨【摘要】在我国BIM技术日益成熟并且广泛应用的环境下，建筑施工各专业都在不断的尝试新技术、新工艺来改变老旧的生产组织方式和信息处理技术。将无人机航测应用到工程建设领域中，可以有效提高建筑施工的合理性、高效性，在一定程度上节省了施工成本，减少了施工工期，加大了场地的利用率，为工程建设数字化管理开拓了一片新的领域，基于此，本文探讨了无人机实景三维建模在建筑施工中BIM的应用研究。【关键词】无人机;实景建模;BIM1.引言随着我国计算机信息技术、通信技术、自动化等相关应用的快速发展，无人机因具有效率高、成本低、受地形影响小、高空视角全局性和灵活机动性等优势，在工程建设施工工作中越来越广泛的用于数字化测量、信息采集方面的应用。通过无人机从高空快速获取建筑物遥感影像数据，采集到的数据经过软件进行三维建模获得该建筑物区域的高分辨率三维模型。在我国BIM技术日益成熟并且广泛应用的环境下，此数据化模型可以为BIM技术提供强大的数据支持，在工程建设前期的选址勘查、场地规划、设计施工、现场监控、工程验收和维护运行都可以配合BIM技术为建设工程全寿命周期提供动态的信息化管理。再辅以倾斜摄影技术，GPS定位，GIS技术等，无人机可以实现高精度的现场信息收集，不再受到地面人员交通等限制，从不同的高度和角度获取需要的数据信息，为建筑行业多维度信息化数字化发展提供新思路。2.概述本文主要对工程建设领域应用无人机技术所能实现的功能和应用结合BIM技术进行的分析和研究，并以济青高铁红岛站房工程为载体，探讨具体的研究过程和结果。2.1工程概况济青高铁红岛站房工程位于山东省青岛市高新区，是连接济青高铁、青连铁路的重要枢纽车站。总建筑面积约7万平米，建筑规模17亿。主体建筑地上三层两侧局部四层，地下一层。建筑功能从下到上依次为：出站层、广场层、站台层、候车层及旅服夹层。本工程为铁路与轨道交通中的主体站房，站房钢结构长262m，宽248m，总建筑高度60m。总用钢量约3.7万吨。根据结构自身特征、施工工期、现场施工条件以及大型行走式塔吊、履带吊的市场情况，通过综合对比分析，确定主体站房钢结构吊装方案为：南北各采用三台大型行走式塔吊退步施工，主体站房施工结束后确定南北站房钢结构吊装的总体方案为：采用两台大型行走式塔吊分层对称施工，项目整体结构模型见图1。2.2实景建模应用原理通过无人机在一个区域内（一个建设工程主体）的大量的影像数据，利用图像特征提取和匹配来获得图像对应，然后建立场景的稠密或者准稠密三维点云，最后从稠密三维点云中重建三维表面模型，整体步骤分为前期DOM数据采集和后期的DSM三维模型生成。前期数据采集主要是要按照一定的飞行路径和间隔来拍摄，保证被拍摄的施工主体清晰可见，并覆盖工程整体。后期实景建模阶段，主要采用多视图三维模型重建技术，通过软件利用多张一个场景的不同视角图片来恢复出场景三维模型的方法。本项目主要应用Agisofaphotoscan软件，它可以基于影像自动生成高质量三维模型，无需设置初始值，无需相机检查校验，根据最新的多视图三维重建技术。照片的拍摄位置是任意的，无论是航摄照片还是高分辨率的数码相机拍摄的影像都可以使用。整个工作流程无论是影像定向还是三维模型重建过程都是完全自动化的，无人机实景建模流程见图2。3.外業数据获取3.1设备选型项目采用DJI-MAVIC2小型多旋翼无人机（见图3）进行GPS辅助航摄，搭载航拍相机传感器为1/2.3英寸CMOS，光圈f/2.8（20mm等效焦距），照片像素分辨率4000×3000，300m高度拍摄，在2018年3月、4月和6月对项目整体开展了两次作业，并进行内业数据处理，获取了三期的实景三维模型、正射影像数据等。3.2飞行规划和任务设置在无人机航拍前，航线规划（见图4）是一项十分重要的前置工作，需制定飞行的范围大小，飞行的高度、速度，拍摄相片的重叠率。基于无人机“障碍感知”、“智能跟随”、“指点飞行”、“GPS”等功能，能够识别周边物体、判断飞行环境，并在一定条件下实现自主飞行。3.3数据采集起飞前先检查遥控器、智能飞行电池以及移...