譚開榮，葛小寧，盧 昊，秦宗森，王 健，梁少崗

（中建八局第二建設有限公司，山東 濟南 250014）

0 引言

最近幾年，無人機傾斜攝影技術迅速地在測繪地理領域中發(fā)展，這種技術通過在同一個飛行平臺中進行傳感器搭載，圍繞垂直方向和多個傾斜視角完成拍攝影像，得到地面物體確切信息，由此形成地貌地物的實景三維模型，可以說無人機傾斜攝影技術是三維可視化大場景研究應用的前提。BIM 是建筑信息模型的一個簡稱，通過三維數字化技術集成建筑工程的多樣化數據模型，以此為基礎完成建筑項目設計、建筑項目改造與建筑項目運營管理，所以 BIM 可作用在建筑工程的全壽命周期過程中。新時期下，如何發(fā)揮傾斜攝影技術的優(yōu)勢，強化 BIM 技術運用的效率是熱點話題。

1 傾斜攝影與 BIM 技術概述

1.1 傾斜攝影測量原理

以往的航空攝影測量僅僅是通過單相機進行的，圍繞垂直角度對地物進行拍攝，得到的影像被稱之為正攝影攝像。傾斜攝影是圍繞垂直和傾斜的視角進行地物拍攝，傳感器的種類以五鏡頭相機為主，立足于下視角度、側視角度、前后視角等多個角度進行影像采集。對于相同的時間段內，相機持續(xù)拍攝具備重疊度的對應照片，相同地物存在于多張照片中［1］。傾斜攝影不僅能夠得到地物頂部數據，還可得到地物側面數據，所以更為真實地凸顯地物特征。和正攝影攝像進行比較，傾斜影像便于用戶在多個視角上觀察地物情況，處理正攝影像研究過程存在的不足?？傮w而言，傾斜攝影測量系統設計飛行平臺結構、傳感器結構與信息處理軟件結構，經常運用的飛行平臺便是無人機，把多旋翼無人機當作核心，搭載對應的 GPS/IMU模塊，相關人員拍攝照片時記錄對應的 POS 信息數據。發(fā)揮專業(yè)軟件的作用完成信息處理，生產出 DLG、DOM 和 DEM 等測繪產品，直接通過成果影像完成高度測量、長度測量和角度測量，延伸傾斜攝影技術在行業(yè)中的運用范圍。

1.2 傾斜攝影測量流程

傾斜攝影測量流程涉及任務接收、飛行準備、傾斜攝影實施、信息處理和成果輸出幾項內容。在接受任務之后，掌握測量區(qū)域的自然地理現象，必要的情況下進行現場勘察，得到測繪資料完成技術設計。與此同時，飛行之前對軟件設備和硬件設備進行準備，規(guī)劃飛行路線，科學設置行高參數、影像重疊度等。對于實際的傾斜攝影過程，以快拼影像的方式為主，對飛行質量進行檢驗［2］。把測量的成果和地理坐標精確度結合起來，得到測量地區(qū)的信息之后，利用軟件完成測繪產品的制作，編輯數據測量成果，記錄與統計。在此期間，最為繁瑣的便是處理傾斜影像信息，運用多視影像密集匹配、真正攝影像糾正等項目。傾斜攝影運用在 BIM 技術中，重點是思考如何創(chuàng)建三維模型，凸顯項目附近的地理信息，給 BIM 模型建設提供確切的可視化場景。現階段，市面中傾斜攝影信息處理軟件，包含 PhotoMesh 和 DPModeler，和 AutoCAD 等一系列三維建模軟件進行比較，能夠更為確切地得到實景三維模型，使得模型生產效率大大提升［3］。

1.3 BIM 技術應用價值

首先是發(fā)展為主流技術平臺，BIM 技術平臺的運用不只是在房屋建筑層面，還可運用在路橋區(qū)隧道建設與風景園林規(guī)劃等場面，應用 BIM 技術的人群逐步廣泛化，把 BIM 技術作為增強工程質量的有力工具，發(fā)展為建筑行業(yè)的主流技術。其次是建筑項目共同協作的平臺核心，傳統的建筑工程項目因為多次修改造成信息流通不暢與信息孤島情況，如今建筑主體的規(guī)模逐步擴展，建筑物投資范圍逐步擴大，信息交流逐步繁瑣。建筑設計中，通過 BIM 工作平臺，真實給各個專業(yè)管理單位提供信息交流條件，科學安排工程任務［4］。針對施工階段，以 BIM 平臺為基礎，完成建筑方案設計，以三維動畫的形式深入進行雙方溝通，不同的分包機構與工序小組通過 BIM 技術完成工序處理，減小信息風險。建筑工程運營維護時期，業(yè)主全面監(jiān)控建筑信息模型，了解感應器和預埋應變片等工具的運作狀態(tài)。最后是建筑行業(yè)變革的推動力，BIM 技術給建筑行業(yè)的發(fā)展提供條件，不管是建筑設計，還是建筑施工，都應該應用 BIM 技術，特別是具備較大影響力的項目。

2 傾斜攝影與 BIM 技術結合的運用方向

傾斜攝影一方面可真實地凸顯地物信息，另一方面可通過差分 GPS 定位技術融入相對確切的地理位置信息，保證用戶得到最為真實的運用體驗，延伸技術運用領域。在建筑工程建設中，通過傾斜攝影得到建筑項目的地表環(huán)境數據，形成高精度的地理場景，之后結合 BIM 技術形成建筑模型，涉及地表施工情況、物料堆積情況、建筑附屬情況等，保證工程建設工作時效性進展。并且傾斜攝影運用在 BIM 技術中，給市政精細化管理以及應急救援提供信息支撐。融合 BIM 技術與傾斜攝影建設三維模型，提供冬季供暖的傳導路線，以免出現人員傷亡與能源浪費的現象［5］。最后是三維城市建模，以往的航空測量與地面拍攝要建立在大量的人工貼圖基礎之上，缺少確切的建筑物內部信息。以 BIM 技術為主，輕松地得到建筑外觀尺寸信息與建筑內部信息，保證建筑空間信息和附近的地理環(huán)境進行共享，作用在城市三維模型中，減小城市建造成本，增強建筑工程模型的精度。

3 傾斜攝影在 BIM 技術中的應用途徑

3.1 建筑工程施工前期階段

結合詳細的航空測量信息進行影像預處理，生成高精度的 GPS 模型。和正向影像進行比較，傾斜影像借助先進的定位技術融入確切的地理信息，獲得建筑工程地表環(huán)境的信息，生成實景模型。在建筑項目施工之前，施工單位對施工現場進行勘察，評估施工附近環(huán)境，明確對應的建筑方案。把傾斜攝影運用在 BIM 技術中，通過傾斜攝影勘查現場減少人工成本，在電腦中呈現真實的建筑情況，匹配 BIM 顯示和實景模型［6］，生成最佳的建筑施工路線。對于建筑總平面圖的布置，通過前期航拍的實景圖模擬施工場地的臨建臨水臨電布局，完成建筑工程整體設計。

3.2 建筑工程施工現場

建筑工程是無法控制建筑成本和工期的，在很大程度上和建筑施工范圍存在關聯，諸多建筑工程需要建設較長時間，工程師也要親臨現場檢查建筑是否存在紕漏情況。傾斜攝影對建筑施工過程進行拍攝，借助對應軟件形成三維網絡模型，數字化處理相關畫面，呈現建筑竣工的整體面貌。用戶依托平板電腦查看施工現場情況，判斷施工過程是否存在錯誤。傾斜攝影運用在 BIM 技術中，設置攝影點與固定拍攝點，整理施工現場的資源運用情況，強化建筑現場總平面管理質量［7］。除此之外，涉及施工資料的整理，檔案館歸檔時應提交對應的施工影像資料，對于施工過程不容易捕捉的項目，傾斜攝影起到巨大作用。通過自身的高度優(yōu)勢捕捉相對廣泛的施工作業(yè)面，密切掌握業(yè)主報批進度。通過實景模型完成匯報，真實地呈現施工資料，便于保證建筑工程施工精細化管理。

3.3 建筑工程結算

土石方工程量的核算作為建筑工程預算以及結算的焦點，工程相關方偽造對應資料造成糾紛，以至于建筑工程不能順利交工。在以往的土方量計算模式下，體現出數據量大與精確度不高的特點，相關人員應通過傾斜攝影與 BIM 技術處理相關問題，由于傾斜攝影能夠對模型進行研究和計算，減小人工計算的時間與成本，因此要體現傾斜攝影的準確性，計算建筑工程的挖方量、凈挖方量與填方量。

3.4 傾斜攝影在 BIM 技術中的應用案例

某辦公樓計劃進行建筑改造，項目是運用 BIM 技術完成建筑管理，把樓群和附近的環(huán)境場景當作信息基礎。通過無人機搭載傾斜攝影相機，無人機的型號是中海達 iFiy D6 多旋翼無人機、對應攝影相機的型號是 iCam Q5。對應的測量區(qū)域面積為 0.26 km2飛行高度為 150 m、航向重疊率為 75 %、旁向重疊率為 70 %［8］。借助 DP-Modeler軟件對于建筑工程完成自動化建模，以空三加密和 TIN 網構建以及紋理貼圖等操作過程構建實景三維模型，信息成果滿足技術要求，在很大程度上支撐著 BIM 項目的進行。

4 結語

綜上所述，研究傾斜攝影在 BIM 技術中的應用存在深遠的意義和價值，傾斜攝影應用在 BIM 技術中給建筑工程的進展提供更多便捷條件。相關人員需盡可能地發(fā)揮傾斜攝影存在價值，輔助 BIM 技術構建建筑工程施工體系，動態(tài)掌握工程進展效率，不斷提高建筑工程建設有效性。