建筑行业作为国家的支柱产业,经济贡献较大,建筑施工管理方式不断进步,但由于建筑行业的复杂性,规划、协调、沟通方面存在严重的问题,导致建筑工程作业效率低下,亟须创新管理方式。近年来,无人机产业发展不断壮大,对无人机系统定位技术的开发和研制已逐渐趋于成熟和稳定,摄影精度会更高。无人机搭载高清摄像镜头与RTK高精度定位功能,可以捕捉建筑工地上的关键信息和数据,将收集的数据反馈给专业的工作人员,对这些数据进行内业处理和现场分析。通过这种方式可实现对施工现场的自动化管理,利用无人机技术解决和发现施工现场的问题,促使工程项目建设能够得到高效管理,降低项目施工管理成本,减少安全事故发生。1无人机技术的介绍无人机技术结合微型无人机平台的灵活性及快速性的特点,组成无人机摄影系统,实现高效率、低成本获取地面物体完整准确的信息,再通过专业的计算机软件对获取的影像进行区域平差、图像融合、DSM生成,最终得到测绘产品,结合施工现场的实际情况,从建筑的各个位置和属性纹理细节探索项目管理的新方法和新应用。2工程概况汕头大学东校区暨亚青会场馆项目(一期)占地面积约为15.8 万m2,总建筑面积13.6 万m2。建设内容主要包括一座2.2万座体育场,一座8 000座体育馆(含训练馆)、会议中心、训练场、室外大平台以及过街天桥、道路广场等室外配套工程。项目于2019年7月31日正式开工,计划于2021年5月31日之前竣工,总工期22个月,建成后是一个结合现代功能、具有独特标志性和传统文化地域特色的一流水平的体育场馆,将作为2021年第三届亚洲青年运动会的主场馆,用于举办亚青会的开幕式和田径、体操等比赛,成为汕头市标志性建筑。3无人机技术的应用3.1辅助施工测量在工程项目施工的前期,测绘工作尤为重要,满足比例尺要求的地形图可以反映施工现场的地形起伏和地物位置。目前测绘地形图主要作业方式是数字化测图,首先RTK动态测量进行采集碎布点测量,偏远地区接收机信号不足,在此情况下采用全站仪进行采集。此种作业方式工作量大,加大了测绘人员内业处理数据和画图的难度,通过无人机技术可以解决此问题。高清真实和纹理性强的正射影像可以为地形图的制图提供分析背景,并绘制地形图。通过无人机测量获取最新的地形图,具有作业时间短、成果精度高的特点,在这项技术的支持下,可为工程项目建设的前期规划设计阶段提供决策所需的信息,制定更出色的设计方案。现场数字正射影像图如图1所示,施工图与影像图结合图如图2所示。10.3969/j.issn.2096-1936.2021.02.035.F001图1现场数字正射影像图10.3969/j.issn.2096-1936.2021.02.035.F002图2施工图与影像图结合3.2土方石方计算大部分建筑施工从平整场地开始,土方量计算是施工单位对土方进行预算的重要依据,利用传统的计算方式如方格网法、等高线法、区域土方平衡法,通过RTK采集碎布点可从不同精度完成此项工作,但此种作业方式强度大、效率慢,计算所得成果多为二维图形的形式体现,常导致后期计算土方量的精度出现误差。无人机技术可在土方计算中发挥重要作用,首先利用无人机技术快速获取现场土方区域地形影像数据,再通过专业的软件全自动化处理得到高精度的三维实景模型,提取模型的高程点坐标。这种作业方式可大幅度缩短施工前期的工作时间,降低项目成本,土方算量图如图3所示。10.3969/j.issn.2096-1936.2021.02.035.F003图3土方算量3.3基于BIM的无人机技术BIM技术脱离了真实的场景,利用无人机倾斜摄影技术将实景模型与虚拟模型相互融合,可为BIM技术提供应用的场景,可展示工程建设完成后的效果,能更加直观展示工程进展情况。该方法主要是将微观设计领域的模型引入宏观领域GIS模型,实现交换和互动,充分满足算量、查询与空间分析等多项功能。在施工过程中可运用于可视化模拟,充分利用建筑信息模型对方案进行分析,提高方案的准确性,实现实施方案的可视化交底。模型融合图如图4所示,复杂结构实景模拟图如图5所示。10.3969/j.issn.2096-1936.2021.02.035.F004图4模型融合10.3969/j.issn.2096-1936.2021.02.035.F005图5复杂结构实景模拟4无人机技术未来展望随着北斗导航系统不断完善,导航系统将不再依赖美国的GPS定位,标志我国开始有自主研发的导航系统,利用北斗导航系统可使无人机获取的地面信息更加精准高效,实时提供厘米级的位置信息。5G通信技术将带动无人机产业的发展,采集4K高清视频和飞行测控时延控制可达到毫秒量级要求,能克服复杂艰难环境中的抗干扰能力。传统的作业方式无法对工程进度进行精准表达,不利于跟踪和检查,导致现场因工程变更或环境变化,不能及时反馈,造成资源的浪费和工期的延误。无人机实景模型可运用于此,通过实景模型和BIM模型的对比,提前发现问题并及时解决,有利于辅助建筑工程的可视化管理,在工程管理效率的提高、节省劳动力和精品工程的提升等方面具有较大潜力。5结语建筑施工现场环境复杂,管理难度大、资源耗费较大,高效管理、减低企业成本是建筑企业关注的焦点。本文结合施工现场的实际,将无人机技术引入施工现场管理,有利于加快施工进度,为施工现场管理提供准确的信息支持。虽然无人机技术在现阶段还存在不足,但其高效获取地面信息的优势可为施工现场管理提供新的思路。
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