田先斌，張永利，吳建文，蔡 振，于 悅

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無(wú)人機(jī)LiDAR場(chǎng)地勘測(cè)及BIM規(guī)劃設(shè)計(jì)研究與實(shí)踐

田先斌，張永利，吳建文，蔡 振，于 悅

(中國(guó)人民解放軍火箭軍工程設(shè)計(jì)研究院，北京 100011)

基于無(wú)人機(jī)激光雷達(dá)航測(cè)獲取地面幾何模型和影像信息具有快速、高效和高精度的特點(diǎn)，而且其數(shù)字化成果具備向建筑信息模型(BIM)平臺(tái)遷移的優(yōu)勢(shì)，使用無(wú)人機(jī)激光雷達(dá)設(shè)備開(kāi)展了測(cè)圖全流程實(shí)驗(yàn)，并分析了航測(cè)數(shù)據(jù)精度，探索了利用成果數(shù)據(jù)進(jìn)行BIM規(guī)劃設(shè)計(jì)應(yīng)用的可行性及意義。研究成果驗(yàn)證了無(wú)人機(jī)LiDAR測(cè)繪數(shù)據(jù)作為BIM前期工程項(xiàng)目數(shù)據(jù)的可行性，提升了BIM設(shè)計(jì)的效率，拓展了工程全生命周期數(shù)據(jù)鏈形式。

LiDAR；無(wú)人機(jī)；工程全生命周期；建筑信息模型；規(guī)劃設(shè)計(jì)

機(jī)載激光雷達(dá)(airborne light detection and ranging, LiDAR)航測(cè)是集激光掃描、全球定位系統(tǒng)和慣性導(dǎo)航系統(tǒng)3種技術(shù)于一體的空間測(cè)量技術(shù)，具有速度快、精度高、能提供三維信息的優(yōu)點(diǎn)[1]。配合高清數(shù)碼相機(jī)還可以獲取與激光信息相匹配的高清影像信息。將三維激光掃描技術(shù)與控制測(cè)量結(jié)合起來(lái)，可以得到掃描目標(biāo)的當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)[2]，因此機(jī)載激光雷達(dá)航測(cè)已成為生成數(shù)字地面模型的重要工具[3]。相比于固定翼無(wú)人機(jī)和多旋翼無(wú)人機(jī)具有機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、定點(diǎn)懸浮和垂直起降等特點(diǎn)，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可維護(hù)性強(qiáng)[4]。利用無(wú)人機(jī)作為機(jī)載激光雷達(dá)設(shè)備的載具，開(kāi)展無(wú)人機(jī)低空激光雷達(dá)場(chǎng)區(qū)測(cè)繪工作，不僅能夠有效提高測(cè)繪效率，而且獲得的測(cè)繪成果信息化程度較高，能夠同建筑信息模型(building information modeling, BIM)技術(shù)相結(jié)合，方便工程師快速開(kāi)展場(chǎng)區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)。本文對(duì)如何利用無(wú)人機(jī)激光雷達(dá)航測(cè)技術(shù)開(kāi)展場(chǎng)區(qū)測(cè)繪工作，以及如何將測(cè)繪結(jié)果與BIM技術(shù)相結(jié)合開(kāi)展規(guī)劃設(shè)計(jì)進(jìn)行探索研究。

1 整體工作綜述

對(duì)擬用點(diǎn)位進(jìn)行高質(zhì)量的測(cè)繪是開(kāi)展工程設(shè)計(jì)、施工的基礎(chǔ)，測(cè)繪工作直接關(guān)系到工程的質(zhì)量和預(yù)期效益的實(shí)現(xiàn)[5]。傳統(tǒng)測(cè)繪采用人工實(shí)地作業(yè)方式，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)1 km2的丘陵地區(qū)進(jìn)行人工測(cè)繪，僅外場(chǎng)作業(yè)就需要10人工作半個(gè)月左右，作業(yè)效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度高、成果數(shù)據(jù)精度不易控制。隨著測(cè)繪技術(shù)的不斷發(fā)展，特別是LiDAR技術(shù)的出現(xiàn)，讓短時(shí)間完成低成本、高密度、高精度、高效率的測(cè)繪作業(yè)成為可能[6]。本文采用多旋翼無(wú)人機(jī)掛載激光雷達(dá)測(cè)繪系統(tǒng)的方式進(jìn)行測(cè)繪試驗(yàn)，通過(guò)實(shí)際成果的獲取及應(yīng)用，驗(yàn)證了無(wú)人機(jī)激光雷達(dá)航測(cè)的可行性和先進(jìn)性，實(shí)現(xiàn)了其成果與BIM設(shè)計(jì)的銜接，試驗(yàn)流程如圖1所示。

本文選定點(diǎn)位為已測(cè)點(diǎn)位，具有完整的人工測(cè)繪數(shù)據(jù)，因此本文重點(diǎn)在于無(wú)人機(jī)激光雷達(dá)航測(cè)作業(yè)及測(cè)圖數(shù)據(jù)的BIM應(yīng)用。

圖1 試驗(yàn)流程

2 無(wú)人機(jī)激光雷達(dá)航測(cè)系統(tǒng)介紹

本文的研究所使用的無(wú)人機(jī)激光雷達(dá)航測(cè)系統(tǒng)由無(wú)人機(jī)、激光掃描儀、數(shù)碼相機(jī)、定姿定位系統(tǒng)(POS)、全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(global navigation satellite system, GNSS)基站等硬件及配套數(shù)據(jù)處理軟件等組成(表1)。

全狀態(tài)無(wú)人機(jī)激光雷達(dá)航測(cè)設(shè)備如圖2所示。

表1 無(wú)人機(jī)激光雷達(dá)航測(cè)系統(tǒng)主要部件構(gòu)成

圖2 無(wú)人機(jī)激光雷達(dá)航測(cè)設(shè)備

此外，系統(tǒng)還需要搭配飛行控制軟件、航跡解算軟件、飛行姿態(tài)數(shù)據(jù)差分耦合軟件、點(diǎn)云解算軟件、激光點(diǎn)云濾波分類處理軟件、正射影像解算軟件、影像修正軟件等。

本文采用多旋翼無(wú)人機(jī)作為飛行載具的主要原因如下：

(1) 安全性較高，極限條件下半數(shù)動(dòng)力失靈也可保證飛機(jī)安全著陸。

(2) 可采用鋰電池作為動(dòng)力源，更換方便，與使用化石燃料的無(wú)人機(jī)相比，在叢林密集的山區(qū)進(jìn)行作業(yè)能有效降低墜毀引發(fā)山火的風(fēng)險(xiǎn)。

(3) 操作較為簡(jiǎn)便，操作手經(jīng)過(guò)短期培訓(xùn)即可基本掌握，便于推廣應(yīng)用。

(4) 穩(wěn)定性較高，可懸停，改變航向時(shí)傾角較小，有利于保持較好的飛行姿態(tài)，提高測(cè)繪精度。

(5) 起飛不需要助跑，不需要助飛設(shè)施，場(chǎng)地適應(yīng)性強(qiáng)。

3 無(wú)人機(jī)載激光雷達(dá)低空?qǐng)鰠^(qū)勘測(cè)

無(wú)人機(jī)激光雷達(dá)航測(cè)系統(tǒng)單次飛行測(cè)繪面積公式為

其中，為單次飛行測(cè)繪面積；為飛行速度；為單次飛行時(shí)間；為單次飛行平均高度；為選取的激光雷達(dá)測(cè)量角；為旁向重疊度(往返測(cè)量時(shí)平行航線間測(cè)繪幅面的重疊率)。

按照無(wú)人機(jī)一次飛行時(shí)間20 min，平均飛行高度離地面300 m，飛行速度27 km/h計(jì)算，一次飛行測(cè)量距離為9 km，根據(jù)三維激光掃描儀的測(cè)量精度，選取激光雷達(dá)測(cè)量角為80°范圍內(nèi)的激光點(diǎn)為有效點(diǎn)，旁向重疊度取20%，單次飛行理論測(cè)繪面積為3.62 km2，因此單次飛行至少可滿足3 km2的測(cè)繪工作。若配備備用電池，按更換一次電池的有效作業(yè)時(shí)間為20 min計(jì)算，理論上完成10 km2的測(cè)繪工作不超過(guò)3 h。

測(cè)繪數(shù)據(jù)的獲取過(guò)程主要包括航線設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)采集機(jī)飛行評(píng)價(jià)等[7]。

3.1 前期準(zhǔn)備工作

飛行前先進(jìn)行測(cè)區(qū)勘察，主要了解測(cè)區(qū)內(nèi)與飛行作業(yè)相關(guān)的因素，如起飛地點(diǎn)、地形地貌及植被茂密情況，有無(wú)無(wú)線電發(fā)射塔、高壓線、易形成旋風(fēng)的地形及其他可能造成安全方面的影響。

在確定飛行區(qū)域后，利用互聯(lián)網(wǎng)獲取場(chǎng)區(qū)三維地圖數(shù)據(jù)(本文利用谷歌地圖軟件下載)，并在其基礎(chǔ)上進(jìn)行航線設(shè)計(jì)。規(guī)劃航跡時(shí)需要充分考慮測(cè)區(qū)的走勢(shì)、空域管制和飛行時(shí)間等要素[5]。

為了確保測(cè)試數(shù)據(jù)的精度，在正式開(kāi)展場(chǎng)區(qū)測(cè)繪工作前需要對(duì)整套系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)校準(zhǔn)和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換標(biāo)志點(diǎn)及測(cè)圖精度評(píng)定點(diǎn)測(cè)量。為保證激光雷達(dá)、相機(jī)與POS自身參數(shù)及安裝參數(shù)可靠，控制成圖誤差，正式飛行測(cè)圖前應(yīng)在測(cè)區(qū)附近選擇適宜的小型檢校場(chǎng)進(jìn)行檢校飛行，后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理獲取點(diǎn)云數(shù)據(jù)及正射影像，再進(jìn)行誤差參數(shù)計(jì)算與改正。為把點(diǎn)云、正射影像坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到測(cè)圖已有控制點(diǎn)坐標(biāo)系統(tǒng)，應(yīng)在測(cè)區(qū)范圍內(nèi)選擇必要數(shù)量的GNSS基準(zhǔn)站點(diǎn)及均勻布置5個(gè)以上坐標(biāo)轉(zhuǎn)換標(biāo)志點(diǎn)，另需布置30個(gè)以上的無(wú)植被區(qū)域測(cè)圖精度評(píng)定點(diǎn)，轉(zhuǎn)換標(biāo)志點(diǎn)和無(wú)植被區(qū)域測(cè)圖精度評(píng)定點(diǎn)均需能從影像上準(zhǔn)確定位。

完成各項(xiàng)準(zhǔn)備工作后即可開(kāi)展場(chǎng)區(qū)實(shí)地作業(yè)。

3.2 飛行測(cè)圖現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)

無(wú)人機(jī)載激光雷達(dá)低空測(cè)繪設(shè)備到達(dá)測(cè)區(qū)后，即可進(jìn)行GNSS基站架設(shè)、連接飛控設(shè)備并上傳航線、磁羅盤(pán)校準(zhǔn)等工作。完成準(zhǔn)備后，即可開(kāi)展低空測(cè)繪工作。

其中GNSS基站應(yīng)架設(shè)在較為空曠的地域，便于接受衛(wèi)星信號(hào)。為了保證衛(wèi)星數(shù)據(jù)的一致性，GNSS基站一經(jīng)架設(shè)，在測(cè)繪過(guò)程中都要保持姿態(tài)不發(fā)生任何變化。

無(wú)人機(jī)完成航線降落后，即可在現(xiàn)場(chǎng)下載激光雷達(dá)數(shù)據(jù)文件、位置姿態(tài)數(shù)據(jù)、GPS同步觀測(cè)數(shù)據(jù)文件和影像文件。

3.3 測(cè)圖數(shù)據(jù)處理

將外業(yè)數(shù)據(jù)獲得的激光雷達(dá)數(shù)據(jù)文件、位置姿態(tài)數(shù)據(jù)、GPS同步觀測(cè)數(shù)據(jù)文件和影像文件通過(guò)相關(guān)軟件輸出點(diǎn)云和航跡，評(píng)估測(cè)區(qū)點(diǎn)云和影像是否有漏洞，分析飛行航跡和航跡姿態(tài)信息，判斷飛行質(zhì)量是否符合技術(shù)要求。在確定數(shù)據(jù)參數(shù)符合技術(shù)要求后，對(duì)航跡數(shù)據(jù)、姿態(tài)數(shù)據(jù)、激光測(cè)距及掃描角數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)合處理，得到各個(gè)測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)一系列的數(shù)據(jù)誤差校準(zhǔn)、降噪和異常數(shù)據(jù)剔除工作后，形成激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)。

3.3.1 航跡及激光點(diǎn)云解算、DOM數(shù)據(jù)生產(chǎn)

通過(guò)地面基準(zhǔn)站GPS數(shù)據(jù)與機(jī)載GPS數(shù)據(jù)聯(lián)合差分解算，確定航攝過(guò)程中飛行航跡，再與IMU慣性數(shù)據(jù)耦合處理，得到航跡姿態(tài)信息，最后進(jìn)行平滑處理，得到測(cè)繪時(shí)刻激光雷達(dá)及相機(jī)的位置和姿態(tài)信息，結(jié)合激光測(cè)距及掃描角數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)合處理，得到各個(gè)測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)，形成激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)。解算和生成流程如圖3所示。

3.3.2 數(shù)據(jù)修正

由于水體對(duì)激光的吸收、鏡面反射等原因，有些地面點(diǎn)無(wú)明顯的回波信號(hào)，甚至得不到測(cè)距值；電路、飛鳥(niǎo)、局部地形等原因，也會(huì)使激光測(cè)繪數(shù)據(jù)中產(chǎn)生異常距離數(shù)值。數(shù)據(jù)預(yù)處理中應(yīng)剔除錯(cuò)誤值、刪除粗差點(diǎn)，補(bǔ)全無(wú)回波點(diǎn)，本文采用的修正策略為：

圖3 航跡及激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)解算流程

(1) 相同經(jīng)緯度點(diǎn)為中心，較小范圍內(nèi)保留最低點(diǎn)為地面點(diǎn)，可剔除植被、高架電線等對(duì)測(cè)繪結(jié)果的影響。

(2) 刪除明顯高過(guò)地面的點(diǎn)，可剔除飛行器自身結(jié)構(gòu)、飛鳥(niǎo)、高架電線等對(duì)測(cè)繪結(jié)果的影響。

(3) 對(duì)于無(wú)回波點(diǎn)，選擇無(wú)回波區(qū)域邊緣點(diǎn)高程平均值作為區(qū)域內(nèi)補(bǔ)充點(diǎn)的高程值，按照每平方米4個(gè)點(diǎn)的密度進(jìn)行補(bǔ)值。

經(jīng)過(guò)解算和修正，即可得到測(cè)繪成果，包括DEM、DSM、DOM數(shù)據(jù)和激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)。激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)與DOM數(shù)據(jù)結(jié)合可生成彩色點(diǎn)云文件，如圖4所示。

圖4 三維彩色點(diǎn)云

3.4 數(shù)據(jù)精度評(píng)定

本文試驗(yàn)精度評(píng)定采用與傳統(tǒng)人工測(cè)圖相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，點(diǎn)云的具體精度如下：

(1) 2個(gè)航次數(shù)據(jù)合在一起計(jì)算的地面點(diǎn)云密度為1.55個(gè)/平方米(剔除植被點(diǎn)和無(wú)效點(diǎn)后)，滿足激光雷達(dá)測(cè)圖比例尺1∶2000的點(diǎn)云密度要求[7]。

(2) 跟人工測(cè)繪的點(diǎn)對(duì)比，無(wú)植被硬地面區(qū)域高程精度優(yōu)于0.20 m，平面精度為0.30 m左右。

(3) 跟人工測(cè)繪的點(diǎn)對(duì)比，植被區(qū)域高程精度一般在0.50 m左右，本文試驗(yàn)中最大的高程誤差為1.80 m(谷底植被茂密處)。與文獻(xiàn)[8]結(jié)果基本吻合。

本次試驗(yàn)所選點(diǎn)位植被較為茂密，植被最大高度超過(guò)10 m，地形屬于典型丘陵地帶，最大高差接近150 m。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比分析，相關(guān)成果完全滿足工程勘察的需要，證明了該測(cè)繪技術(shù)具有很強(qiáng)的工程實(shí)踐性。

4 無(wú)人機(jī)載激光雷達(dá)勘測(cè)成果的BIM應(yīng)用

BIM技術(shù)旨在構(gòu)建面向建筑全生命周期的BIM，支持跨階段的信息無(wú)損傳遞和各參與方之間的信息共享和協(xié)同工作[9]。但是目前，跨階段的信息無(wú)損傳遞和集成應(yīng)用仍未能實(shí)現(xiàn)[10]。未解決多方參與協(xié)同建模師的數(shù)據(jù)傳遞問(wèn)題，面向建筑全生命周期的BIM應(yīng)用應(yīng)使各階段參與方在統(tǒng)一的框架下協(xié)同建模，將分散、無(wú)序的BIM創(chuàng)建過(guò)程整合為有序的協(xié)同過(guò)程，貫穿建筑全生命的各個(gè)階段[11]。本文在前期無(wú)人機(jī)載激光雷達(dá)場(chǎng)區(qū)勘測(cè)成果的基礎(chǔ)上，研究了如何利用BIM技術(shù)無(wú)縫銜接其數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)場(chǎng)區(qū)勘察數(shù)據(jù)與方案規(guī)劃階段BIM應(yīng)用的信息無(wú)損傳遞和集成應(yīng)用問(wèn)題。

4.1 數(shù)據(jù)文件分析

航測(cè)完成后獲取的場(chǎng)區(qū)勘測(cè)成果主要以點(diǎn)云數(shù)據(jù)、DEM數(shù)據(jù)和DOM數(shù)據(jù)為主，其附帶的數(shù)字線劃圖DLG文件主要以CAD文件方式存在。本文將其利用與BIM場(chǎng)區(qū)規(guī)劃的方式見(jiàn)表2。

表2 場(chǎng)區(qū)勘測(cè)成果及其利用方式

由于前期勘測(cè)獲取的信息主要集中于地形與地貌以及道路和建筑，其他附屬信息較少，因此以模型的方式加以利用即可達(dá)到方案設(shè)計(jì)階段的信息需求。

4.2 點(diǎn)云數(shù)據(jù)利用

由于DEM數(shù)據(jù)可直接通過(guò)點(diǎn)云數(shù)據(jù)解算獲得，因此對(duì)于地形模型的創(chuàng)建與數(shù)據(jù)傳遞本文主要通過(guò)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行。

本文實(shí)驗(yàn)獲取的點(diǎn)云數(shù)據(jù)范圍為1.6 km2，有效地面點(diǎn)數(shù)量為1 556 897個(gè)，數(shù)據(jù)文件大小為51 695 kb，文件格式為.las，導(dǎo)入Autodesk Civil3D平臺(tái)，導(dǎo)入時(shí)間為30 s，導(dǎo)入后顯示瀏覽、操作流暢(圖5)。

在Civil3D平臺(tái)，可基于導(dǎo)入的點(diǎn)云數(shù)據(jù)生成三角網(wǎng)曲面模型，也可生成等高線圖，相關(guān)操作并不復(fù)雜，處理基本無(wú)需過(guò)長(zhǎng)的等待(圖6)。

圖5 Autodesk Civil3D平臺(tái)下地面點(diǎn)云

圖6 點(diǎn)云與等高線疊加

通過(guò)Civil3D可將地形模型導(dǎo)出為L(zhǎng)andXML數(shù)據(jù)，使其與GIS平臺(tái)對(duì)接，方便導(dǎo)入方案規(guī)劃設(shè)計(jì)軟件Infraworks中。還可以直接利用完整點(diǎn)云文件(包含地物和植被數(shù)據(jù))在Infraworks中生成點(diǎn)云模型，用于實(shí)際地物和植被的參照(圖7)。

利用Infraworks的快速布置功能可快速完成基于地形數(shù)據(jù)布置建筑和場(chǎng)地規(guī)劃，還可以實(shí)現(xiàn)道路路線的初步規(guī)劃(圖8)。

Infraworks對(duì)地形的修改還可以完整傳遞到Civil3D中用于更加精確的場(chǎng)地規(guī)劃設(shè)計(jì)，該數(shù)據(jù)可滿足場(chǎng)地規(guī)劃以及道路設(shè)計(jì)圖上定線、方案設(shè)計(jì)的要求(圖9)。

Revit也可以利用點(diǎn)云文件生成點(diǎn)云模型，作為后期設(shè)計(jì)的參照。需要說(shuō)明的是，Revit不直接支持.las格式的點(diǎn)云文件，可利用Recap等軟件將其轉(zhuǎn)換為.rcs文件，供Revit快速鏈接轉(zhuǎn)化(圖10)。

圖7 包含地物和植被數(shù)據(jù)點(diǎn)云

圖8 Infraworks快速場(chǎng)區(qū)BIM規(guī)劃

圖9 Infraworks數(shù)據(jù)導(dǎo)回Civil3D后的地形修改

圖10 Revit導(dǎo)入.rcs文件用于設(shè)計(jì)參照

4.3 BIM應(yīng)用小結(jié)

利用機(jī)載激光雷達(dá)勘測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行BIM場(chǎng)區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)，有利于打通勘察階段數(shù)據(jù)與方案設(shè)計(jì)階段的數(shù)據(jù)通道，使BIM設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)向GIS數(shù)據(jù)延伸，也有利于GIS系統(tǒng)與BIM技術(shù)的結(jié)合。通過(guò)相應(yīng)軟件的實(shí)際應(yīng)用，可以有效降低工程項(xiàng)目決策期的數(shù)據(jù)生產(chǎn)成本和溝通成本，提高數(shù)據(jù)的精度，為BIM技術(shù)在工程全生命周期應(yīng)用的上游階段提供了良好的數(shù)據(jù)支持。

5 無(wú)人機(jī)載激光雷達(dá)低空測(cè)圖的優(yōu)點(diǎn)和不足

目前，利用無(wú)人機(jī)載激光掃描儀進(jìn)行三維測(cè)圖，能極大提高測(cè)圖作業(yè)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，獲取高精度數(shù)據(jù)。主要優(yōu)點(diǎn)有：

(1) 極大提高外業(yè)作業(yè)效率，本文實(shí)驗(yàn)證明，應(yīng)用該技術(shù)可有效縮短10到15倍勘測(cè)外業(yè)作業(yè)時(shí)間。

(2) 信息化程度提高明顯，所有成果均為數(shù)字化成果，數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化和傳遞具有優(yōu)勢(shì)。

(3) 測(cè)繪范圍不受地形限制，只要是允許無(wú)人機(jī)飛行的區(qū)域均可開(kāi)展作業(yè)。

(4) 成果有利于后期引入BIM技術(shù)。

存在問(wèn)題有：

(1) 作業(yè)受天氣影響嚴(yán)重，凡是不利于無(wú)人機(jī)飛行的天氣條件均不適宜作業(yè)。

(2) 利用該技術(shù)進(jìn)行植被茂密處的地面測(cè)量，難以獲取精度較高的地面點(diǎn)。

(3) 勘測(cè)數(shù)據(jù)只能獲取地形數(shù)據(jù)，對(duì)于部分特殊工程所需的地質(zhì)數(shù)據(jù)利用該技術(shù)尚不能獲取。

6 結(jié) 論

隨著技術(shù)的發(fā)展，無(wú)人機(jī)的性能還在不斷改進(jìn)提高，相應(yīng)的機(jī)載設(shè)備的技術(shù)水平也在不斷地發(fā)展。目前，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論，利用無(wú)人機(jī)載激光雷達(dá)設(shè)備開(kāi)展低空測(cè)圖工作，已經(jīng)能夠滿足工程的實(shí)際需要，并廣泛應(yīng)用于勘測(cè)作業(yè)中。其成果的數(shù)字化特性有利于對(duì)接BIM技術(shù)開(kāi)展工程前期的項(xiàng)目方案規(guī)劃設(shè)計(jì)，也可以在此基礎(chǔ)上為后續(xù)工作提供數(shù)據(jù)支持，從而將勘測(cè)階段的數(shù)據(jù)融入工程全生命周期的范疇，為BIM數(shù)據(jù)提供上游業(yè)務(wù)的支撐，也為下游的后續(xù)業(yè)務(wù)提供了數(shù)據(jù)保證。如何將地質(zhì)數(shù)據(jù)連同地形數(shù)據(jù)一同納入BIM全生命周期數(shù)據(jù)范疇，以及如何將這些數(shù)據(jù)與BIM初步設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)連接一體并賦予工程屬性將是后續(xù)研究的內(nèi)容。

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Research and Practice of Site Surveying by UAV LiDAR and BIM Planning Design

TIAN Xianbin, ZHANG Yongli, WU Jianwen, CAI Zhen, YU Yue

(The PLA Rocket Force Engineering Design and Research Institute, Beijing 100011, China)

Which havethe characteristics of rapid, activity and precision that gaining the digital terrain models and ground photographsby unmanned aerial vehicle (UAV) LiDAR. And the digital results are propitious to be used by building information modeling (BIM) software. This research does the mapping experiment using UAV LiDAR, and analyzed the accuracy of the result data, and made use of the experiment data to project planning design using BIM. The results of this paper verified that the survey data can be used as basic data in the stage of engineering planning, which improved the efficiency of BIM design, and expanded the form of data chain for the project life-cycle.

LiDAR; unmanned aerial vehicle; project life cycle; building information modeling; planning design

TP 391

10.11996/JG.j.2095-302X.2018020339

A

2095-302X(2018)02-0339-07

2017-06-10；

2017-09-12

田先斌(1984–)，男，安徽六安人，工程師，碩士。主要研究方向?yàn)锽IM技術(shù)。E-mail：tiabin@qq.com