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基于无人机航测+BIM技术的智慧城市设计管理与决策方法研究

发表时间:2019-01-08 00:00:00   访问量:354


北京电子科技职业学院  北京  100176

夏磊 张力 刘志军  

摘要:在城市管理数字化发展和建筑信息化大背景下,以技术发展现实为依托,通过无人机UAVS+BIM技术体系化地在大数据平台上正逆向分析研究,提出、设计、论证一套面向智慧城市规划设计管理决策的数字化动态辅助工作方法,实现智慧化的城市规划决策、设计优化、施工监理及运维等建造全过程中的数据平台化的动态测绘交互信息互动,跨专业开放衔接实现实时性的可视化专家会议决策智慧体系。以期落实党中央倡导的自主创新国产化的智慧城市道路,用无人机给BIM的虚拟空间插上实时可视化的翅膀,建立全过程数字化空间,通过互联网+技术融合的平台提高城市决策和智慧城市项目管理水平。

关键词:UAVS+BIM,智慧城市,全过程动态数字化,实时可视化决策,

 

习近平总书记在新一届世界互联网大会上提出要建设数字中国、智慧社会,推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合,以培育新增长点、形成新动能。中央城市工作会议强调更加注重规划决策“谋定而后动”,强调“数据”的城镇化,通过发展数字化技术是智慧城市建设全局的大方针,因而我们提出无人机UAVS+BIM的技术融合实时数字化智慧城市工作方法。

2018年无人机百年华诞,世界最前的大疆、小米等中国自主创新的无人机品牌已经在软硬件等领域引领世界,是掀起热潮的重点技术,智慧城市与BIM热潮也在城市建筑领域方兴未艾。如何设计基于互联网+的数字技术平台方法,在城市发展规划中引领性地应用技术融合,创新方法建立数字化智慧城市解决方案是大势所迫。城市发展的转型中,应该结合新技术注重城市规划设计决策的精细化管理,研究利用无人机技术(UAVS,即unmanned arieal vehical system)及其工作体系,与BIM技术紧密结合解决城市一揽子问题。使得城市的决策、管理乃至建造全过程,得以无死角地通过UAVS采集大数据与现实充分衔接和监控引导,以UAVS+BIM平台化地实现安全、节能等有效控制,引导智慧城市发展。

本文为智慧城市规划工作研讨数字化模型解决方案,必须强调决策和顶层设计的重要性。秉承这一宗旨,力争在新兴科技应用平台建立的基础上,为城市管理者更好的决策整体规划、单体设计及其全过程建造与运维提供创新性的数字化平台与工作方法,进行UAVS数字工具可行性与技术可操作性的设计。

一、创新设计理念

基于顶层设计的工作模式,从上而下地搭建政府有组织管理且开放的UAVS+BIM跨专业实践平台。因应时势充分应用自主知识产权的无人机软硬件技术,并支持大数据应用开发,围绕SMART3D等三维建模技术,结合BIM5D应用,GoogleBAIDU及数字化城市通讯运营商广泛合作,加强城市全过程建造的数字化,尤其是实时可视化的UAVS监控技术来增强决策管理。

UAVSBIM技术互补,是虚实的互补,是使用者决策者到专家沟通途径的完善。相对于BIM侧重理想设计的虚拟数字化模型, UAVS通过务实的动态近端测量技术提供精细化实时数据分析能力,更深化落实专家现场分析系统和图片数字化模型技术,探索智慧城市建设新方法及其设计运营机制。

针对智慧城市决策及管理全过程所需解决的问题,结合社会现实中日益数字化应用的技术潮流,突破传统技术壁垒实现融合UAVS+BIM的全过程动态辅助建造技术,主要工作方法是将无人机航测建模和BIM技术相结合,采集、储存、分析、管理城市建设涉及的信息,建立实时化的数字化城市空间;定位于服务于学术研究与政府咨询的综合开放性数字化信息平台与国家管理层级的监控智慧城市平台的融合;设计理念凸显技术融合的开放、便捷、易管理、好操作、可拓展与便于掌握与更新。

二、工作具体方法

旨在以无人机在大数据技术层面为决策层工作会议插上实时可视化的翅膀,使不同专业层面尤其决策者与现场实际通过图传体系和三维数据库直接联通,建立更系统直观、所见即所得的在线分析途径,研究更好的解决办法。

首先系统分析无人机团队建设及其工作思路。包括初期阶段的三维航拍建模与数据化模分析,深化阶段的不间断性结合现状参与数据库模型建设,多阶段各层面组织有效的无人机现场航拍及图传视频会议。以便于领导组织协调各层次各专业专家进行开放性平台在线决策的视频会议,强调研讨即时监测的针对性与时效性,具体问题具体分析。贯通项目立项、可行性研究、方案分析与落实比选直至方案决策。在不同项目中,具体化、可视化、实时化地解决决策性难题,助选最佳方案。决策最优化智慧,在设计建造全过程中持续性地利用UAVS航摄三维模型不断进行分析,用航摄联动实时决策会议辅助领导层和各专业工作,比以往BIM模式更加以所见即所得的方式沟通项目各方,更加通达信地沟通落实业主意愿,及时发现问题调改纠正。

互联网+U.A.V.S+BIM的技术条件下,结合无人机倾斜摄影建模、三维激光扫描技术及三维点云acute 3D等系列软件,实现设计、施工、监理和测绘等建造过程中信息的交互、衔接、持续,有助于提高智慧城市项目建设全过程中实景以UAVS载体的信息传递同步率,帮助决策层和相关企业更好的适应城市建设精细化管理需求,减少能源重复消耗与浪费,助推城市建设管理。主要内容如下图:

1U.A.V.S. 全过程动态辅助建造技术流程体系图(前期部分)

 

 

三、价值优势与展望

UAVS技术使得建设全过程的BIM工作在进行中得到了动态化实时性的充实完善与有效监测与落实。与人工智能同时发展的UAVS技术在智慧城市建设决策的应用实践,是大众创业万众创新的实践,通过与BIM建筑体系结合而发展并共同走向成熟。结合物联网在工程中的应用与大数据云平台体系建设,UAVS技术与各专业工种在具体工作结合中不断完善和深入。以智慧城市应用促发自主知识产权为主的无人机航拍航测软硬件技术体系不断完善,保持作为我国智能制造发展的标志。

1、应用价值优势

在智慧城市数字化决策全过程中,UAVS+BIM技术使得三维城市设计通过动态跟踪继续向四维设计深化,以BIM模型结合实际场景图像化直观且真实。随着技术重复使用,数据库软件不断升级,项目数据分析能力逐步加强。渐次趋向实现智慧城市建造设计精细化,高效性地提高智慧城市设计的各专业配合合理性,具有顶层设计层面的工作模式优化作用。
2、结论性展望:

UAVS三维建模辅助BIM技术的应用,为城市建筑数据平台建设补充了新的手段,但数据处理和模型技术对接,尤其是成果解析度及精细度软件的国产化接轨,尚待完善。基于UAVS技术,通过航摄航测及其软件、数据和咨询等一体化数据平台的建立,决策、设计、施工及运维全过程一体化的数据服务可提供给建造管理者,实时监控是精细化时效性加强决策与管理的有效模式。

作为紧密服务智慧城市设计全过程特别是决策依据的跨学科的应用平台,为了能更好实时高效地组织专业学者及专家参与可视化决策发挥无人机航测技术结合BIM应用动态辅助数字化技术平台,通过无人机对数据的采集、管理、分析与功能的实现,提供互联网+多方共治共享远距离决策会议的范本不断发展的UAVS技术可以辅助BIM模型,直接完善城市建筑生命周期大量重要信息,并在其动态变化调整过程中及时准确地补充完善可调用系统数据库,从而加快决策进度,提高项目质量,降低项目成本,增加项目利润。在以人为本的绿色发展策略和减轻城市负荷等顶层设计思路的指引下,我们将不断实践具体课题新的举措与方略,从而结合软件精度与数据处理实力的不断提高,推进软件与操作系统的发展,使得这一工作新模式,不断成长、充实与自我完善。

 

自身建设

[共同理念] 以会员为本,以服务为先。即:一切为了会员,
一切依靠会员,一切发展成果与会员共享;人性化,专业化,高效化服务。
[核心价值] 好学、重技、诚信、创新、共享。
[团队意识] 道相同、心相通、力相聚、情相融。

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