浅谈智慧城市中建筑数据采集的方法

任英桥 岳军红 刘军峰

摘  要：近年来，随着城市化进程的深入，住房问题和交通拥挤等城市问题日益突出，城市在管理上缺乏智能化与信息化。引入智慧城市概念可以有效解决城市发展的各种问题。智慧城市的核心理念就是实现城市的信息化管理，而建筑是城市的重要组成部分，建筑的信息化管理将是智慧城市信息化管理的重点。随着城市的扩张和人们生活的需要，建筑的数量和建筑的复杂程度都不断增大，因此，智慧城市管理中亟需高效的建筑数据采集方法。由于我国建筑信息化的起步较晚，国内对建筑数据采集方法的研究甚少，智慧城市的概念也是刚刚引入我国，在智慧城市中的建筑数据采集研究方面主要侧重的是测量方法的研究，采集方法研究不全面[1-2]。

关键词：智慧城市;三维激光扫描;倾斜摄影;BIM

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.02.093

在智慧城市的管理中，根据建筑所处的不同时间阶段，可将建筑分为既有建筑、在建建筑和拟建建筑。根据国家统计局的数据显示，据国家统计局统计，截止2016年底，中国现有建筑物占760亿平方米。在建建筑的占有量为126亿平方米，拟建建筑的合同额为37216亿元。由于智慧城市建设中涉及的建筑数据数量巨大，数据形式多样，因此智慧城市中建筑数据采集的方法在应用过程中必须满足快捷、自动化程度高等要求[3-5]。

1 既有建筑数据采集方法

普通现有建筑的改造和扩建必须遵循与原建筑和谐的原则，因此对原既有建筑的数据进行采集是进行既有建筑改扩建的基础。在实际建筑数据采集中主要应用以下两种方法：

（1）BIM+三维激光扫描技术的方法。点。三维激光扫描技术扫描的结果是点云数据，包括位置、方位/角度、距离、时间、强度等各种数据。尽管三维激光扫描技术在外业数据采集的速度很快，但点云数据的直接利用难度很大，必须经过处理才能得到更好的利用。

BIM技术恰好弥补了3D激光扫描技术在内部数据处理中的不足。三维激光扫描技术与 BIM 技术结合的方法是指将 BIM 模型和所对应的三维扫描模型，进行模型的融合，最终实现更贴近真实并具有构件属性信息的三维模型。BIM+三维激光扫描技术方法的应用流程为：首先利用三维激光扫描仪进行现场扫描，采集指定构筑物工程目标的完整、真实原始数据，得到具有精确空间信息的点云数据;然后将采集得到的点云数据导入数据预处理软件进行预处理，包括拼接、去噪、分类、着色处理，从而提高点云的可视化效果，以便于模型特征信息的提取;最后，利用经过预处理的三维激光点云数据，导入 Revit 软件中进行精细建模，最终得到 BIM 模型数据。

（2）BIM+倾斜摄影技术的方法。倾斜摄影是一种摄影数据采集技术，它已被收集在建筑数据采集中，应用在建筑数据采集中具有采集得到的纹理真实、能快速获得側面纹理、影像分辨率高、空间可量测等特点。解决了传统数据采集速度慢，隐蔽部位数据无法采集等缺点。但由于倾斜摄影技术采集得到的数据为片状的图片数据，无法进行属性的查看和编辑。而且在采集过程中由于相机倾角较大，可能会出现单张影像上建筑物被遮挡、建筑物变形等问题。如果同一地物对应的倾斜影像较多，可能会导致同一地物的形态和尺度不同，最终会给后期数据处理以及三维建模带来一定的难度。

BIM 技术可以自始至终贯穿建设的全过程，为建设过程的各个阶段提供更精细化的数据支撑，实现了微观上的信息化、智能化。BIM 技术与倾斜摄影技术结合的方法是将 BIM 三维模型和倾斜摄影技术创建的真三维模型进行融合，使其在同一个三维地理环境中，并运用图层管理的方式，不仅保留各自模型的属性信息，还丰富了三维模型空间数据库的信息量，更为研究智慧城市管理提供了更全面的综合基础数据。

2 总结

三维激光扫描技术与倾斜摄影技术都属于当下建筑三维图像数据采集的新技术，三维激光扫描技术与倾斜摄影技术相比，在设备与数据采集方面，三维激光扫描技术的数据采集效率更高，采集的方式也更多样，测量精度更高，且对天气的要求更低，在数据处理方面，三维激光扫描技术的数据处理软件价格更低，数据处理速度较快，但颜色和纹理需要结合相机拍摄，而且三维可视化的效果不如倾斜摄影技术。当三维激光扫描技术和倾斜摄影技术都与BIM 结合后，三维激光扫描技术的数据处理技术更加成熟，速度更快，但倾斜摄影技术的颜色纹理更贴近真实。

参考文献：

[1]吕淑丽，薛华，王堃.智慧城市建设的研究综述与展望[J].当代经济管理，2017（04）：53-57.

[2]Andrea Caragliu，Chiara Del Bo，Peter Nijkamp. Smart cities in Europe[J].Urban Technology，CERS，2009（01）：45-59.

[3]李德仁，姚远，邵振峰.智慧城市中事物大数据[J].武汉大学学报，2014，39（06）.

[4]中华人民共和国国家统计局.中国统计年鉴 2017[M].北京：中国统计出版社，2017.

[5]Eugene.H Edward Goldberg.The Building Information Model，CADalyst.Novon.2004.