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[分享]基于BIM的实景建模技术

发表于2019-08-05     400人浏览     1人跟帖     总热度:290  


基于BIM的实景建模技术_1
着倾斜摄影技术的不断发展与进步,实景建模技术也不断前进。本期推送在总结实景建模技术工程应用经验的基础上,通过对无人机航拍精度分析、实景数据空三处理等深入研究,探索形成完整的技术应用路线。


目前,对实景建模技术的概念、生成实景模型的过程和方法等已经进行了深入研究,形成了成熟清晰的技术路线,为后续实景建模技术的研究提供了参考。但实景建模技术与施工生产结合得还不够紧密,技术应用深度还有待加强。

以服务施工生产为目的,应不断拓展实景建模技术应用方向。实景建模技术可改变工程传统的测量方法,提高测量效率。同时结合BIM技术,在临时工程规划、施工方案优化等方面发挥了很好的作用。

总体框架构建分析
软硬件的选择
以实际应用案例为例,数据采集的航空器,选用具有三轴增稳云台系统的“悟”Inspire 2无人机,配备2400像素的禅思x7航拍相机,能够在飞行中拍摄清晰的影像资料。利用高性能平板电脑,安装可以控制航空器的DJI GS Pro应用软件,可以轻松规划复杂航线任务,实现自动航点飞行拍照、测绘拍照。数据处理软件选用建筑BIM软件中Bentley平台的ContextCapture实景建模软件。

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DJl GS Pro无人机航线规划

实景建模具体操作步骤
首先使用无人机,对需要实景建模的施工场地进行拍摄。拍摄时尽量选择在无风的晴天,远离信号塔、高压线等障碍物。可运用DJI GS Pro进行无人机航线的规划,设置好飞行路线,使照片和航线的重合率大于60%。飞行高度满足高于建筑物即可。确保所生成实景模型的清晰度。

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实景建模流程

将不清晰、重合率不够的照片剔除后,把剩余的照片导入ContextCapture实景建模软件。设置控制点和连接点,检查无误后提交空中三角形测量,空三运算完成后从3D视图检查实景模型的完成性,提交生成新的项目,依据电脑的性能对模型进行瓦片大小的设置,选择所要生成的文件格式,3MX格式是Bentley软件的通用格式,可在Bentley MieroStation进行模型参照。

OBJ文件是一种采用文本格式存储的数据文件,可直接用写字板等的文本编辑软件打开进行查看和编辑修改。实景模型的运算量极大,为防止花费过多时间,建议多台电脑联机工作。

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生成的3MX实景模型

实景模型生成后,如想修改实景模型,可将生成的OBJ格式导入Descartes软件中修改。还可将3MX格式实景文件导入MicroStationCE版软件,与所建的BIM模型结合。

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实景模型与BIM模型结合

应用领域
辅助施工方案设计
在铁路邻近既有线工程施T中,作业机械在使用过程中容易发生侵限安全隐患,铁路部门会依据侵限造成的影响,作出相应处罚,致使建设单位的形象和经济利益受损。要杜绝此类事件发生,需要提前在设计施工方案时考虑,既要达到机械的站位即满足施工要求,还要满足安全要求,根据现场实景模型与BIM模型结合进行施工模拟,使施工方案更加合理。

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实景模型与BIM模型结合设计

临时工程规划与设计
工程项目驻地、梁场和施工便道等临时工程的建设,建设前期需要大量人力进行场地的测量和勘察,由于传统方法收集的数据资料具有局限性,存在建设不合理、建设材料浪费,甚至返工现象,造成经济损失。在施工前期,利用实景建模技术和BIM技术,帮助项目对场地的使用特点和条件进行评估确认,实现场地优化和布置的合理性,设计出最理想的场地规划、交通流线组织关系和建筑布局。

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利用实景模型对临建工程进行规划

土方量计算
工程建设中,土方量计算一直是极其重要的工作内容,但仅通过设计图纸的开挖横断面图,难以准确快速地完成土方量计算任务,在工程建设初期的场地平整阶段,工程技术人员甚至没有图纸作为计算依据。土方量计算的准确性直接影响:工程施工计划和工程效益。实景建模技术为土方工程量的复核,以及土方工程量的估算提供了一种全新的手段。在工程建设前期利用制作的实景模型,可以估算出场地内需要清运的土方量,为施工项目合理安排施工计划创造了条件。

辅助征拆
工程建设经常需要征拆,征拆场地范围内的建筑位置、占地面积,经常需要施工技术人员进行现场调查、测量,需要大量时间和人力,在复杂区域,这种传统方式仍具有局限性,所测数据无法做到全面准确。利用实景模型对征拆场地范围进行定位和计算,并将征拆现场的情况以数字化三维模型的形式永久保存。利用实景模型的可测量性,可以方便快捷地完成征拆任务。

救援抢险
工程施工中经常遇到各类自然灾害。在某铁路桥洪灾抢险中,工程技术人员利用实景建模技术,快速完成了水毁桥梁及周边场地的实景建模工作,以辅助救援抢险工程量计算,为灾情分析和制定救援抢险方案提供了第一手决策资料,为抢险施工便道的选址提供依据,抢险过程中的工程量计算更加快捷,有力地保障了水毁桥梁的顺利抢修,确保了水毁桥梁的顺利恢复和按时通车。

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救援抢险工程量计算

实景沙盘制作
目前,建筑业领域的沙盘被广泛应用于房地产开发和施工项目部的展示,将建筑物的结构形式和周围环境完美地呈现在人们面前.现在的沙盘由于没有准确数据,很难做出具有真实比例的模型,不仅影响了沙盘的美观,其使用也具有局限性。利用实景的可测量性和可读取坐标的特性,为沙盘制作提供了准确的数据支撑,结合BIM技术和3D打印技术,可精确制作建筑物与周围环境的模型。

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实景模型结合3D打印技术制作沙盘

通过完善实景建模技术的创建过程,分析和介绍其在工程中的实际应用案例,拓展了实景建模技术在建筑领域中的应用思路,其精度可以通过提高摄像机的分辨率、降低航拍高度,以及加大照片重合率进行加强。实景建模技术的应用在减少人员劳动强度、提高T作效率方面成效显著


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中国  | 路桥市政

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