2019年對于無人機來說既是豐收之年，亦是多事之秋。一方面，無人機的技術日趨成熟，其性能已經達到了多種行業的使用門檻，可謂民、軍、商齊歡喜。另一方面，無人機也帶來了擾航、噪聲、侵犯隱私等問題。

美軍無人機概念圖（左） 受無人機擾航的希斯羅機場（右）

但無論如何，正反兩方面的事例都表明無人機是越來越多地投入使用了，其中就包括我們建筑行業。無人機因其在局部地區數據采集快速、不受天氣影響、近距離采集等優點，在測繪行業的發展可謂突飛猛進。利用無人機進行項目周圍場地建模，具有速度快、時效性高、清晰度高等優點，能夠反映項目周圍環境的實時變化及影響。如何將無人機建模與BIM模型結合起來，利用無人機技術進行BIM模型的場地部分制作，豐富BIM模型場地部分的信息，是BIM技術應用研究的一個熱點問題。

數據采集及建模

無人機數據采集的一般過程是先根據測區信息設置航帶坐標，根據項目需求選擇合適的飛行區域，設置好相關參數；然后制定飛行計劃，并完成飛機設置及其他各項準備工作。按正確方式放飛無人機，利用地面控制軟件觀察飛機的飛行姿態和任務進展，確保無人機的安全和任務的順利進行，完成數據采集。然后利用后期軟件，對無人機采集的數據進行處理，與地面控制點數據進行匹配后，形成目標地區的數字影像或模型等成果。在地形復雜、地勢起伏比較大的區域，使用無人機獲取地形地貌數據的優越性體現的淋漓盡致。

無人機數據采集流程圖

當然了，現有的無人機由于控制精度的問題只能獲取地形表面的數據信息，很難在狹窄的室內穿梭。但是使用無人機采集的數據進行工程建筑物周圍的場地建模是可行的，而且可以根據需要及時更新。

無人機數據生成的模型

BIM模型

本文結合某高速鐵路特大橋的BIM實施過程進行兩者結合的研究。該橋是公司在該標段的一項重點工程、形象工程，位于兩座長大隧道中間，起著連接作用，又橫跨某高速公路，墩身較高，施工難度大。該項目是在兩座大山之間的峽谷地帶，高差落差較大，地形起伏較大，周圍房屋錯落，道路交錯，地形條件十分復雜，項目所在區域內的用地類型也較復雜，居民用地與農業用地較多。在施工前如何結合工程建筑物模型，根據現場的地形、地貌進行項目基礎設計的規劃選址及建造，工程施工對周圍環境的影響分析，以及與既有線路及其他地物的位置關系沖突分析等，是項目關注的焦點之一，對BIM模型場地部分有較高的要求。

BIM 模型與無人機場地模型的設置

鑒于BIM建模軟件并不是專業的地形建模軟件，以及場地部分的制約狀況，決定使用無人機采集工程建筑物周圍的場地數據，單獨進行建模，然后利用Virtual Surveyor軟件將兩者融合到一起，使BIM模型在保證內部結構尺寸的同時，場地部分的功能還能得到有效的強化。

BIM建模完成后，為了與無人機場地模型進行融合，首先要進行模型的轉換，讓無人機模型與BIM模型有結合到一起的可能，因此需要對BIM模型進行一些調整：①在無人機模型中插入工程線路坐標，將BIM模型按坐標導入到無人機模型中，以此實現全橋BIM模型與無人機模型位置的精確匹配；②通過調整橋梁各部分結構模型的比例，使得BIM全橋模型與無人機影像數據比例保持一致，最終實現全橋BIM模型與現場無人機模型的高精度疊加融合，既保證了橋梁BIM模型的精度，又保證了工程項目場景的豐富信息。經過對BIM模型與無人機模型的不斷調整和分析及現場比對，最終實現了兩者的完美融合。

無人機模型線路中線的導入

BIM模型與無人機場地模型融合

無人機能夠通過超低空航空攝影測量獲取現勢性強的數字表面模型（DSM）和數字高程模型（DEM），以此來真實地反映工程項目在拍攝時刻的實際場景，既能保證高度的時效性，又能保證現場場景的真實性。而BIM可以提供基于設計參數的工程構筑物的三維設計模型，工程結構內部的位置關系和數據是準確細致的。“無人機+BIM”的融合，可以實現將設計構筑物鑲嵌在工程實際場景中的構想，使得BIM技術的虛擬現實功能更加真實，徹底改變了BIM模型場地部分弱化、立體度不夠的問題，實現BIM場景的真實化，豐富了BIM場景的信息。

將BIM模型與無人機模型融合后，如何借助于無人機快速及時的數據采集技術，在完成現場數據采集建模的同時，進行現場工程建筑物質量、進度及安全的實時管理，是我們需要進一步研究的問題。