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土石方工程量的核算往往是工程预算与结算中的争议与焦点,运用bim建模的方法模拟土石方的开挖与回填,让人直观有效地开展土石方的挖运分析与运算,能做到土方平衡计算的精确化与精细化,并且大节约争议的时间,对项目成本管控发挥了重要作用。
BIM技术在土石方工程量中的计算思路
本篇文章使用Photoscan、revit软件结合来呈现BIM土方计算的思路。
       需解决的问题:
       1.  如何从原始地貌提取出初始数据 ?
       2.  如何把数据模型转化为BIM模型 ?
       3.  如何从BIM模型得到土方工程量 ?
       解决方法:
       1.  利用无人机航拍及点云三维成像技术形成模型数据
       2.  将影像资料通过软件处理达到模型原材料数据
       3.  把数据导入Revit软件之中生成原始地貌模型
       4.  再根据设计图纸在原自然地坪模型的基础上绘制基坑开挖模型,两模型之间的差异体量及为土石方开挖量模型,利用Revit直接导出报表则得出土石方开挖量。
      ① 从原始地貌提取初始数据
       无人机摄影测量日益成为一项新兴的测绘重要手段,其具有续航时间长、成本低、机动灵活等优点,是卫星遥感与有人机航空遥感的有力补充

无人机低空航摄系统一般由地面系统、飞行平台、传感器、数据处理等四部分组成。地面系统包括用于作业指挥、后勤保障的车辆等;飞行平台包括无人机飞机、维护系统、通讯系统等;影像获取系统包括电源、GPS程控导航与航摄管理系统、数字航空摄影仪、云台、控制与记录系统等。数据处理系统包括空三测量、正射纠正、立体测图等。
       在某案例中我们对原始地貌进行拍照勘测,利用大疆无人机对被测绘的场地地形进行全方位的拍照记录。

某案例中我们让无人机飞行到一定高度,高度由照片的精细程度而决定,较高的照片精细度需要无人机低空飞行来采集到更细致的地貌特征,但是过低的飞行高度也会造成镜头视角范围有限,造成测绘工作效率过低。在无人机飞行到适当高度以后,机载的航拍相机镜头垂直地面往下拍摄,无人机的航拍路线采用“之”字形沿场地的某一方向来回往返,而无人机的高度始终保持一个海拔面上。这样机载镜头的视角范围呈现带状按次序逐步覆盖全部场地,这就实现了对地形逻辑有序的全覆盖拍摄。
       将无人机对土方施工场地全方位航拍到位后,在现场或办公区用电脑查看无人机数据存储SD卡照片文件夹,这时文件夹内的照片是通过编号有序排列的,通过观察照片范围可以看出相机位置在往一个方向平移,上下两张照片之间有重叠区域。这时,每张照片都带有该片拍摄时的经纬度、海拔高度、拍摄姿态(角度)等POS信息,这是初始的关键信息。
② 初始数据转化为BIM模型
Revit软件对带有经纬度、海拔高度、拍摄姿态(角度)等POS信息的照片是不能直接识别的,需要通过一个“中转站”对照片进行处理。运用专业的平面影响构建3D模型软件能够将照片处理成点云数据,本篇文章以PHOTOCSAN软件为例讲述。
       1. 对齐照片:Photoscan会按照每张照片的经纬度、高度和角度还原出每个镜头的位置,如图示蓝色镜头示意图按照“之”字形依序排列
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