崔健李魯鋒鄭偉田家寬姚國(guó)標(biāo)

(山東建筑大學(xué)測(cè)繪地理信息學(xué)院，山東濟(jì)南250101)

0 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，建筑技術(shù)不斷進(jìn)步，現(xiàn)代建設(shè)工程正逐漸向大規(guī)模、高技術(shù)的方向發(fā)展[1]。大型建筑工程項(xiàng)目的建設(shè)，其施工周期長(zhǎng)、施工場(chǎng)地復(fù)雜、施工人員交叉作業(yè)、材料和設(shè)備種類繁多，這些因素增加了工程施工場(chǎng)地管理的難度。在工程施工中，場(chǎng)地的合理化管理有利于提高客戶滿意程度和樹(shù)立良好的施工企業(yè)形象，在一定程度上又決定了工程施工項(xiàng)目的安全及質(zhì)量[2-3]。目前，工程施工場(chǎng)地的管理水平日漸成熟，緩解了管理人員及施工人員的壓力[4]。隨著大型建設(shè)項(xiàng)目施工場(chǎng)地的綜合化及復(fù)雜化，施工場(chǎng)地的管理方式和方法愈來(lái)愈向科學(xué)化和信息化的方向發(fā)展[5-7]。將各種新技術(shù)輔助應(yīng)用于工程施工管理的不同環(huán)節(jié)，會(huì)進(jìn)一步提升大型施工場(chǎng)地管理的水平和質(zhì)量，提高施工平面圖繪制的合理性和高效性，完善施工進(jìn)度安排、實(shí)現(xiàn)空中動(dòng)態(tài)監(jiān)控，增加施工檔案資料的時(shí)效性和真實(shí)性，從而為施工人員的場(chǎng)地管理提供技術(shù)支持。

無(wú)人機(jī)包含固定翼和多旋翼2種類型。相對(duì)于固定翼無(wú)人機(jī)，多旋翼無(wú)人機(jī)的機(jī)身小、易于操作、靈活性強(qiáng)，更易于在工程施工場(chǎng)地高空進(jìn)行空中懸停和旋轉(zhuǎn)，能夠較好地完成施工場(chǎng)地的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和全景圖的采集等工作。多旋翼無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)憑借其操作簡(jiǎn)單、成本低廉、機(jī)動(dòng)靈活、高效便捷、精確度高、數(shù)據(jù)資料多元化、數(shù)據(jù)成果便于入庫(kù)等特點(diǎn)得到越來(lái)越多行業(yè)關(guān)注和使用[8-11]，成為提升大型施工場(chǎng)地管理水平和質(zhì)量的重要手段。文章將多旋翼無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)融入大型工程施工場(chǎng)地的管理中，分析其在編制施工平面圖、動(dòng)態(tài)監(jiān)控施工場(chǎng)地的進(jìn)度和安全以及施工檔案資料管理等方面的優(yōu)勢(shì)及應(yīng)用價(jià)值，以進(jìn)一步提升大型施工場(chǎng)地管理的現(xiàn)代化水平，提高工作效率，有效地控制施工進(jìn)度、全方位地進(jìn)行施工場(chǎng)地合理化布局及場(chǎng)地安全監(jiān)控、豐富檔案資料數(shù)據(jù)類型，為多旋翼無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)在工程施工中的應(yīng)用提供一定借鑒。

1 大型工程施工場(chǎng)地管理存在的問(wèn)題

施工場(chǎng)地管理指的是項(xiàng)目建設(shè)施工場(chǎng)地的管理，工程現(xiàn)場(chǎng)施工具有流動(dòng)性強(qiáng)、協(xié)作性高、施工周期長(zhǎng)的特點(diǎn)，并且很容易受到自然環(huán)境因素的影響，是一項(xiàng)技術(shù)復(fù)雜的綜合活動(dòng)[12]?？茖W(xué)合理地進(jìn)行施工場(chǎng)地管理，不僅能夠提高施工質(zhì)量、樹(shù)立施工企業(yè)的形象，更能有效地減少施工成本，提高工作效率。而當(dāng)前大型工程施工場(chǎng)地管理中仍存在以下問(wèn)題:

(1)施工平面圖編制效率低

傳統(tǒng)施工平面圖的編制是施工管理人員根據(jù)施工場(chǎng)地的現(xiàn)狀、規(guī)模、人員編制、設(shè)備、材料和臨時(shí)設(shè)施等，結(jié)合施工進(jìn)度計(jì)劃和施工經(jīng)驗(yàn)，以施工現(xiàn)場(chǎng)地形圖數(shù)據(jù)作為底圖，對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行合理編制的過(guò)程。但對(duì)于大型工程施工項(xiàng)目，施工場(chǎng)地環(huán)境復(fù)雜，在現(xiàn)場(chǎng)查看階段，即使管理人員增加施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)地踏勘時(shí)間，也不能夠全面細(xì)致的對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行真實(shí)的了解。

另外，隨著施工過(guò)程中不同階段的推進(jìn)，施工場(chǎng)地地形及現(xiàn)場(chǎng)布局都在發(fā)生變化，施工人員必須重新對(duì)施工平面圖進(jìn)行調(diào)整。常規(guī)的地形圖難以直觀反映大型施工場(chǎng)地的三維真實(shí)地形信息，從某種程度上制約了管理人員在相互位置關(guān)系上對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)建筑、設(shè)備及臨時(shí)設(shè)施等內(nèi)容的直觀感知，增加了施工平面圖調(diào)整的難度。

(2)施工進(jìn)度控制信息可視化效果差

施工進(jìn)度控制是管理人員按照工期要求，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的施工進(jìn)度狀況進(jìn)行連續(xù)跟蹤監(jiān)控及協(xié)調(diào)的過(guò)程，是保證施工按期完工的重要環(huán)節(jié)。常規(guī)工程施工進(jìn)度信息，是由管理人員收集和整理有關(guān)承包單位提交的施工實(shí)際進(jìn)度資料，或依據(jù)施工進(jìn)度在施工場(chǎng)地進(jìn)行定期跟蹤檢查所得。而跟蹤檢查的效率和收集數(shù)據(jù)的質(zhì)量，對(duì)施工進(jìn)度管理人員真實(shí)了解施工進(jìn)度至關(guān)重要。該方法提供的施工進(jìn)度數(shù)據(jù)多為文字、表格以及局部照片等內(nèi)容。數(shù)據(jù)量較大且抽象，可視化效果低，難以直觀詳細(xì)的反映施工進(jìn)度真實(shí)狀況，有時(shí)容易出現(xiàn)理解偏差導(dǎo)致進(jìn)度數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。

(3)施工場(chǎng)地全景動(dòng)態(tài)監(jiān)控技術(shù)薄弱

施工場(chǎng)地的動(dòng)態(tài)監(jiān)控是保證施工質(zhì)量和安全的重要措施。當(dāng)前施工現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控是利用人工與遠(yuǎn)程視頻配合對(duì)施工場(chǎng)地安全隱患進(jìn)行監(jiān)控。由于大型施工場(chǎng)地中施工工序較多，地面施工建筑物的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，遮擋比較嚴(yán)重，安置在塔吊上的監(jiān)控儀器，在施工場(chǎng)地一定區(qū)域內(nèi)，能夠較好的進(jìn)行高空監(jiān)控，但對(duì)于施工場(chǎng)地盲點(diǎn)區(qū)不能詳盡監(jiān)控[12]。另外，人工巡察施工場(chǎng)地安全和環(huán)保，耗時(shí)長(zhǎng)，且對(duì)于危險(xiǎn)源的實(shí)地巡查具有一定危險(xiǎn)性，增加了施工場(chǎng)地監(jiān)控的難度。

(4)檔案數(shù)據(jù)資料缺乏空間時(shí)效性

施工檔案數(shù)據(jù)記錄了施工全過(guò)程，客觀的反映了施工實(shí)際狀態(tài)，可為施工質(zhì)量評(píng)估提供數(shù)據(jù)支撐。當(dāng)前施工檔案資料多以文字、表格和圖紙等形式對(duì)施工場(chǎng)地的施工過(guò)程進(jìn)行記錄、存儲(chǔ)和管理，資料的填寫(xiě)和整理過(guò)程中，人工參與較多、數(shù)據(jù)主觀性較強(qiáng)，對(duì)數(shù)據(jù)成果的真實(shí)性帶來(lái)了巨大的考驗(yàn)。同時(shí)，數(shù)據(jù)資料缺少客觀記錄施工場(chǎng)地實(shí)際狀況的空間真實(shí)數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)施工場(chǎng)地不同時(shí)間節(jié)點(diǎn)三維立體真實(shí)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)資料偏少且時(shí)效性差。

2 多旋翼無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)概述

多旋翼無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)利用多旋翼無(wú)人機(jī)搭載的相機(jī)，自動(dòng)對(duì)地面地物進(jìn)行5個(gè)方向、多角度的影像數(shù)據(jù)快速獲取，利用專業(yè)的建模軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，自動(dòng)完成建模過(guò)程中的空中三角測(cè)量、三維重建和紋理映射等步驟，最終輸出實(shí)景三維模型、正射影像圖等數(shù)據(jù)產(chǎn)品[13-15]。這一技術(shù)不僅打破了傳統(tǒng)航拍只從垂直方向獲取影像的局限，而且極大提高了三維模型構(gòu)建的自動(dòng)化程度。同時(shí)，模型的任意位置都具有精準(zhǔn)的三維坐標(biāo)和符合人眼視覺(jué)的表面紋理。生成的正射影像圖不同于傳統(tǒng)正射影像圖，通過(guò)三維實(shí)景模型垂直投影得到的真正射影像圖。另外，獲取的三維立體模型圖可通過(guò)相應(yīng)軟件轉(zhuǎn)化成常用的地形圖，極大方便了施工場(chǎng)地管理中對(duì)地形圖現(xiàn)勢(shì)性的要求。

2.1 地面控制點(diǎn)布設(shè)與測(cè)量

為了更好地提高空中三角測(cè)量和模型精度，應(yīng)在無(wú)人機(jī)飛行前，在施工場(chǎng)地布設(shè)地面控制點(diǎn)，作為空中三角測(cè)量解算的像控點(diǎn)?？刂泣c(diǎn)應(yīng)選擇遠(yuǎn)離GPS干擾源、視野開(kāi)闊、地面堅(jiān)硬和便于保存的區(qū)域，并盡量布設(shè)在航向和旁向航線附近。位于邊緣處的控制點(diǎn)需在測(cè)區(qū)邊界線外，盡量選用現(xiàn)場(chǎng)地物作為地面控制點(diǎn)，如草地角、籃球場(chǎng)上的實(shí)線和道路交叉角；也可以在地面上噴涂尺寸約為70 cm×70 cm的L或者V形狀標(biāo)識(shí)作為控制點(diǎn)。

利用GPS-RTK技術(shù)獲取地面控制點(diǎn)的平面坐標(biāo)和高程，并保證點(diǎn)的2次采集，平面和高程坐標(biāo)差均應(yīng)＜5 cm。在控制點(diǎn)坐標(biāo)測(cè)量時(shí)，需用相機(jī)進(jìn)行5次拍照，包括1張近照和4個(gè)方位各1張遠(yuǎn)照，以記錄測(cè)量控制點(diǎn)的具體位置和點(diǎn)號(hào)，為空中三角測(cè)量中控制點(diǎn)影像關(guān)聯(lián)工作提供依據(jù)。

2.2 空中三角測(cè)量運(yùn)算質(zhì)量評(píng)定

空中三角測(cè)量運(yùn)算質(zhì)量評(píng)定，能夠節(jié)約三維建模的時(shí)間周期，有效地保證三維實(shí)景模型精度質(zhì)量。在空中三角測(cè)量運(yùn)算結(jié)束后，應(yīng)立即對(duì)其進(jìn)行運(yùn)算質(zhì)量評(píng)定，一般從解算報(bào)告、解算后的3D視圖和照片等方面進(jìn)行評(píng)定。質(zhì)量評(píng)定內(nèi)容包括:依據(jù)低空數(shù)字航空攝影測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)規(guī)范，空中三角測(cè)量解算報(bào)告中內(nèi)業(yè)加密點(diǎn)對(duì)附近地面控制點(diǎn)的平面中誤差應(yīng)≤0.4 m，高程中誤差是否≤0.35 m；相片是否完整，不參與解算的相片是否合理；三維視圖是否發(fā)生模型反轉(zhuǎn)、坐標(biāo)扭曲、三維點(diǎn)云消失等不合理問(wèn)題。

2.3 三維模型精度評(píng)定

三維模型精度評(píng)定是指核對(duì)三維模型中點(diǎn)坐標(biāo)與實(shí)際位置點(diǎn)坐標(biāo)的坐標(biāo)差是否在規(guī)定的限差內(nèi)。一般從平面、高程和長(zhǎng)度3個(gè)方面進(jìn)行模型的精度評(píng)定，在三維模型中分別對(duì)應(yīng)的是點(diǎn)平面坐標(biāo)精度、點(diǎn)高程精度和兩點(diǎn)間的坐標(biāo)差值精度。平面精度和高程精度的評(píng)定方法為:計(jì)算實(shí)測(cè)得到的像控點(diǎn)和校核點(diǎn)三維坐標(biāo)，與該點(diǎn)在模型中的三維坐標(biāo)的中誤差是否在限差內(nèi)。長(zhǎng)度精度的評(píng)定方法為:通過(guò)計(jì)算實(shí)地一段長(zhǎng)度值，包括水平和豎直2個(gè)方向，與其在三維模型上的長(zhǎng)度值的差值，是否在低空航空攝影測(cè)量規(guī)范要求的限差內(nèi)。依據(jù)對(duì)三維模型進(jìn)行平面、高程和長(zhǎng)度精度的計(jì)算，判斷三維模型精度是否符合生產(chǎn)要求。

3 多旋翼無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)在工程施工中的應(yīng)用

3.1 項(xiàng)目概況

選取某市地鐵與高鐵綜合交通樞紐施工現(xiàn)場(chǎng)為應(yīng)用對(duì)象。項(xiàng)目施工總面積為2.0×105m2，場(chǎng)地復(fù)雜，是集多種交通方式于一體的大型綜合樞紐工程。場(chǎng)地管理中，利用小型多旋翼無(wú)人機(jī)獲取施工場(chǎng)地實(shí)景三維模型、正射影像圖、施工場(chǎng)地全景照片等數(shù)據(jù)，輔助施工平面圖的編制和施工場(chǎng)地的動(dòng)態(tài)監(jiān)控，并為施工檔案資料的存儲(chǔ)和管理提多種施工檔案數(shù)據(jù)類型，詳細(xì)流程如圖1所示。

3.2 施工場(chǎng)地三維模型獲取

為保證三維模型的精度，在三維建模數(shù)據(jù)采集階段，結(jié)合施工區(qū)范圍，無(wú)人機(jī)操控員在施工場(chǎng)地埋設(shè)5個(gè)地面控制點(diǎn)和2個(gè)校核點(diǎn)，劃定飛行區(qū)域，設(shè)置飛行高度為100 m，航向和旁向重疊度為85%，飛行速度為10 m/s，自動(dòng)完成飛行航線的規(guī)劃，最終獲取施工場(chǎng)地像片數(shù)據(jù)600張以及各張像片的POS數(shù)據(jù)。同時(shí)，利用GPS-RTK儀器測(cè)出5個(gè)控制點(diǎn)和2個(gè)校核點(diǎn)的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)。

利用軟件ContextCapture建立施工場(chǎng)地三維模型。ContextCapture是一款專業(yè)的實(shí)景三維建模軟件，自動(dòng)化程度高，與同類軟件相比，其模型數(shù)據(jù)量較小，并且能夠兼容多種數(shù)據(jù)格式。建模過(guò)程大致分為數(shù)據(jù)預(yù)處理、數(shù)據(jù)導(dǎo)入、空中三角測(cè)量、三維重建等部分。

(1)人工剔除施工場(chǎng)地影像數(shù)據(jù)中內(nèi)容模糊、變形、遮擋及與建模無(wú)關(guān)的影像數(shù)據(jù)，利用Excel將施工場(chǎng)地照片與POS數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)應(yīng)掛接，對(duì)地面控制點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行精度評(píng)定，完成建模前期的數(shù)據(jù)預(yù)處理；

(2)將獲取的施工場(chǎng)地像片、控制點(diǎn)坐標(biāo)和POS數(shù)據(jù)導(dǎo)入到ContextCapture軟件中；

(3)在軟件中進(jìn)行控制點(diǎn)影像關(guān)聯(lián)，利用軟件自動(dòng)化處理完成影像的空中三角測(cè)量，經(jīng)過(guò)多次空中三角測(cè)量保證該階段的運(yùn)算質(zhì)量符合規(guī)范；

(4)在空中三角測(cè)量運(yùn)輸質(zhì)量合格的基礎(chǔ)上，在軟件中設(shè)置三維模型輸出范圍、輸出格式、坐標(biāo)系等內(nèi)容，自動(dòng)完成后期的TIN三角網(wǎng)構(gòu)建、紋理匹配等建模工作，最終輸出符合精度要求的施工場(chǎng)地三維立體模型，如圖2所示，并生成出施工場(chǎng)地正射影像圖。

圖1 工程施工場(chǎng)地管理流程圖

圖2 實(shí)景三維模型圖

3.3 編制施工平面圖

EPS地理信息工作站(簡(jiǎn)稱EPS)是由清華山維開(kāi)發(fā)的一款圖形、屬性一體化存儲(chǔ)和管理的軟件，可進(jìn)行二、三維數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)展示、數(shù)據(jù)一鍵式編輯。在EPS軟件中加載施工場(chǎng)地的實(shí)景三維模型與數(shù)字正射影像圖，作為編制施工平面圖的底圖(地形圖)，并加載與施工相關(guān)的建筑施工圖等數(shù)據(jù)，結(jié)合施工進(jìn)度計(jì)劃對(duì)施工場(chǎng)地?cái)M建建筑物、在建建筑物及已建建筑物之間的位置關(guān)系進(jìn)行分析。管理人員按照自己的工作經(jīng)驗(yàn)，在軟件上繪制或調(diào)整施工場(chǎng)地所需的施工平面圖。

施工場(chǎng)地平面圖如圖3所示，右側(cè)圖為施工場(chǎng)地的三維實(shí)景模型，左側(cè)為工程施工場(chǎng)地真正射影像圖，并疊加了建筑設(shè)計(jì)圖和施工平面圖。通過(guò)施工場(chǎng)地三維實(shí)景模型對(duì)施工場(chǎng)地的臨時(shí)設(shè)施、擬建建筑物和在建建筑物之間的關(guān)系進(jìn)行查看分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼筋廠區(qū)、施工道路、臨時(shí)搭建棚房進(jìn)行合理布置。采用該方法，在最短時(shí)間內(nèi)優(yōu)化了施工平面圖，滿足了該施工現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地管理的需求，提高了場(chǎng)地布置的合理性和效率。

圖3 施工場(chǎng)地平面圖

3.4 施工場(chǎng)地動(dòng)態(tài)監(jiān)控

施工場(chǎng)地動(dòng)態(tài)監(jiān)控包括施工進(jìn)度監(jiān)控和施工場(chǎng)地安全的監(jiān)控。多旋翼無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)憑借其數(shù)據(jù)采集過(guò)程中高效快速的優(yōu)勢(shì)，為管理人員提供施工場(chǎng)地的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)資料，可實(shí)現(xiàn)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的施工工序、安全隱患等內(nèi)容的動(dòng)態(tài)監(jiān)察。

3.4.1 施工進(jìn)度動(dòng)態(tài)監(jiān)控

(1)實(shí)時(shí)進(jìn)度監(jiān)控

通過(guò)無(wú)人機(jī)獲取每日的施工場(chǎng)地全景圖，能夠讓監(jiān)控人員在室內(nèi)直接對(duì)每日施工現(xiàn)場(chǎng)的施工狀態(tài)有一個(gè)直觀的了解，并能準(zhǔn)確地校核施工進(jìn)度。

監(jiān)控人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)度及天氣，選擇一個(gè)合適的位置和角度，每天固定時(shí)間段利用無(wú)人機(jī)在距地面150～200 m高度進(jìn)行施工場(chǎng)地全景拍攝，如圖4所示。工作人員利用獲取的施工場(chǎng)地全景圖與實(shí)際施工進(jìn)度計(jì)劃表進(jìn)行對(duì)比，生成每日進(jìn)度報(bào)表。圖4(a)為施工現(xiàn)場(chǎng)某天的施工進(jìn)度全景圖，展示了下沉廣場(chǎng)進(jìn)行基樁施工的現(xiàn)狀；圖4(b)為全景圖的局部放大圖，若發(fā)現(xiàn)實(shí)際與計(jì)劃不符，則針對(duì)問(wèn)題進(jìn)行協(xié)商討論并提出協(xié)調(diào)解決辦法。當(dāng)日將施工全景圖與施工進(jìn)度報(bào)告及解決建議一同上傳并提交相關(guān)部門(mén)。

圖4 施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)度圖

(2)階段施工進(jìn)度的監(jiān)管

除每日控制施工進(jìn)度外，施工工程還需進(jìn)行階段進(jìn)度的把控，才能使工程在規(guī)定時(shí)間內(nèi)按時(shí)或提前完成。通過(guò)定期獲取不同時(shí)間節(jié)點(diǎn)的施工場(chǎng)地三維立體模型，能夠詳細(xì)全面的展示施工現(xiàn)場(chǎng)階段性的施工進(jìn)度，輔助工程施工項(xiàng)目各參與方直觀查看和了解不同階段的施工現(xiàn)場(chǎng)變化情況及施工進(jìn)度情況，便于各方協(xié)商。

每月利用多旋翼無(wú)人機(jī)對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行航測(cè)，利用地面布設(shè)的像控點(diǎn)，定期構(gòu)建施工場(chǎng)地的三維立體模型，將建立好的施工場(chǎng)地模型通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行發(fā)布，最后項(xiàng)目各參與方通過(guò)登錄查看施工場(chǎng)地模型。

不同時(shí)期施工場(chǎng)地模型如圖5所示。圖5(a)為施工現(xiàn)場(chǎng)8月某日施工場(chǎng)地三維模型，展示了南站房主體澆灌剛結(jié)束時(shí)期，施工場(chǎng)地部分施工現(xiàn)狀信息；圖5(b)為9月某日的施工場(chǎng)地三維模型圖，展示了南站房建筑外部的防護(hù)欄已拆除，正在為南站房前部的下沉廣場(chǎng)的施工，進(jìn)行各種準(zhǔn)備工作。

圖5 不同時(shí)期施工場(chǎng)地模型對(duì)比圖

3.4.2 施工場(chǎng)地動(dòng)態(tài)安全監(jiān)測(cè)

工程施工場(chǎng)地安全隱患的動(dòng)態(tài)監(jiān)控是保證施工質(zhì)量、安全和文明的重要手段。利用無(wú)人機(jī)代替人眼，從空中對(duì)施工場(chǎng)地的安全隱患區(qū)進(jìn)行監(jiān)控，能夠動(dòng)態(tài)的對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行全面詳細(xì)的巡查，減少了管理人員對(duì)施工場(chǎng)地巡查的成本和時(shí)間，并能夠有效地提高巡查的安全性和質(zhì)量，更好地保證施工場(chǎng)地安全。

監(jiān)控人員在軟件中加載三維實(shí)景模型，針對(duì)遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控的盲區(qū)，制定施工場(chǎng)地巡查的固定監(jiān)測(cè)航線、地面固定監(jiān)測(cè)點(diǎn)及臨時(shí)地面監(jiān)測(cè)點(diǎn)等內(nèi)容，并進(jìn)行施工現(xiàn)場(chǎng)模擬飛行，從而判斷無(wú)人機(jī)巡視施工場(chǎng)地路線的合理性和全面性。在制定好飛行路線后，施工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控人員依據(jù)工程施工管理安全規(guī)定，操控?zé)o人機(jī)，從空中對(duì)施工場(chǎng)地的安全隱患區(qū)和視頻盲點(diǎn)區(qū)進(jìn)行監(jiān)控巡查。根據(jù)飛行巡查過(guò)程中是否存在安全隱患判斷下一次飛行的時(shí)間，當(dāng)存在安全隱患時(shí)，及時(shí)通知到位進(jìn)行安全隱患消除，并縮短巡查飛行的時(shí)間間隔，以確認(rèn)場(chǎng)地安全或環(huán)境隱患已消除；若無(wú)危險(xiǎn)，則可以按照30～60 min的間隔自由安排飛行時(shí)間。

施工場(chǎng)地盲區(qū)監(jiān)測(cè)圖如圖6所示。利用無(wú)人機(jī)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)南站房建筑中間位置(紅色框內(nèi))及其屋頂?shù)炔课贿M(jìn)行巡查監(jiān)控，查看建筑頂部防護(hù)欄是否安置完整，施工材料堆放是否合理等。

圖6 施工場(chǎng)地盲區(qū)監(jiān)測(cè)圖

3.5 檔案資料管理

多旋翼無(wú)人機(jī)空中大廣角拍攝的影像、全景圖片和構(gòu)建的施工場(chǎng)地各階段的三維實(shí)景模型，極大地豐富了施工過(guò)程中檔案資料的數(shù)據(jù)類型。與設(shè)計(jì)、施工過(guò)程中形成的大量檔案數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，可全面地展示施工的整個(gè)過(guò)程，有效保證施工過(guò)程檔案數(shù)據(jù)資料的真實(shí)性及完整性，彌補(bǔ)檔案資料的時(shí)間和空間上的不足。對(duì)無(wú)人機(jī)獲取的工程施工場(chǎng)地三維模型和正射影像圖等數(shù)據(jù)成果進(jìn)行整合、存儲(chǔ)、分析和管理，為施工檔案資料信息化科學(xué)化的管理提供了有效的數(shù)據(jù)支持，是工程項(xiàng)目后續(xù)管理、維護(hù)和修建等工作的信息資源。

4 結(jié)語(yǔ)

工程施工場(chǎng)地的合理化管理能夠有效控制施工的進(jìn)度、保證安全和節(jié)約成本，在工程項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中顯得尤為重要。針對(duì)當(dāng)前大型工程施工場(chǎng)地管理存在的問(wèn)題，文章選取某市地鐵和高鐵大型交通樞紐項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)為應(yīng)用對(duì)象，將多旋翼無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)融入大型工程施工場(chǎng)地的管理工作中，提高了施工平面圖的編制效率，實(shí)現(xiàn)了施工進(jìn)度信息傳遞可視化，強(qiáng)化了施工場(chǎng)地動(dòng)態(tài)安全監(jiān)控的技術(shù)，而且從空間和時(shí)間上完善了施工場(chǎng)地檔案數(shù)據(jù)資料存儲(chǔ)和管理，為無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)在工程施工中的進(jìn)一步廣泛應(yīng)用提供了一定的借鑒。