倾斜摄影测量与BIM在智慧城市建设中的应用分析

杨文娟

摘 要 經济的发展，人们生活水平的提高，促进城市化进程的加快。三维模型作为建设智慧城市的重要数据类型，随着建模技术的快速发展，倾斜摄影测量技术、BIM作为现有的三维模型建立的手段，致力于智慧城市的发展。本文就倾斜摄影测量与BIM在智慧城市建设中的应用展开探讨。

关键词 智慧城市;三维模型;BIM;倾斜摄影测量

1倾斜摄影技术在智慧城市方面的应用

1.1 利用倾斜摄影技术快速构建城市三维模型

①数字线划图。城市的数字线划图主要是房屋外框信息和高程信息，以及屋顶的矢量信息。利用这些房屋外框和屋顶矢量坐标信息可以快速生成白模，为开展规划设计工作奠定基础。城市测绘区划分指的是将相同区域的模型划分成一个测区，然后进行统一的模型编号，这是为了方便后期的项目管理以及相似纹理的分享。地物倾斜影像指的是利用专门的倾斜相机所摄像得到的地物影像，可以将同一个地物的影像保存在一个文件夹中。②建筑模型细部分析。建筑模型细部分析是在倾斜影像和数字线划图的基础上，对地面建筑物进行相关信息，如高度、长度、面积以及坐标等自动化获取，然后快速建立白模，此时的白模有初步的建筑物外框和高程信息。之后，相关技术人员再对倾斜影像的细节部位，也就是建筑模型的细部进行分析，从而可形成包括建筑阳台、屋顶、观景台以及门斗、窗户等在内的建筑物细节部位信息，最终可形成精细白模。③模型纹理制作。模型纹理制作工序是在利用图像处理软件的基础上，结合倾斜影像技术对建筑物的细部进行纹理划分，一般只需制作有代表性、典型的建筑物纹理。比如可以在地面建筑物倾斜影像上找到建筑物的某一个细节纹理，然后采取纹理变换和消失点处理等方式来制作建筑物较为精确的纹理。④模型贴图。模型贴图指的是利用三维处理软件的贴图功能，结合脚本语言，将所形成的模型纹理根据相应的编号快速贴到建筑物上。在倾斜摄影测量技术中，由于航空摄影有大规模成图特点，倾斜影像可以批量快速地贴纹理，模型贴图效率和质量较高[1]。

1.2 规划编制中的应用

数字化地形图作为规划编制中的重要地理信息之一，能够为规划设计部门提供较为科学的地理信息产品，将GIS数据与倾斜摄影进行结合，能够不断提高数字化地形图的准确率，使建模具有高效的特点。如今，越来越多的施工企业在运用无人机进行航拍的过程中，能够获取倾斜摄影测量数据，但是该方式存在一定的劣势，例如，比例尺受到限制，在这样的情况下，施工企业需要将影像外方位元素引入其中运用，能够使得地形图数据精度更高，技术人员通过在试验区域中作业，能够采集几个坐标数据，能够检测出斜摄影测量的实际参数，从而使地形图的规划更具有科学性。

2BIM技术

BIM（建筑信息模型）是利用数字模型对项目进行设计、施工和运营的过程，也就是说，BIM是以模型为载体，承载建筑物整个生命周期内的所有信息。应用于BIM建模的软件众多，不同软件的格式不尽相同，在智慧城市的建立过程中，格式的不同势必带来模型转换的困难。IFC（数据交换标准）作为国际建筑行业中的工程数据交换标准，为智慧城市的建立解决了三维模型格式转换的问题。IFC整体由四个层次构建，从下到上分别是：信息资源层、信息框架层、信息共享层和领域层。每个层次都包含一些信息描述模块，并且遵守一个原则：每个层次只能引用同层次和下层的信息资源，而不能引用上层资源。这样上层资源变动时，下层资源不受影响，保证信息描述的稳定[2]。

3BIM技术与智慧城市建设

3.1 BIM与智能建筑

就目前而言，智慧城市的建筑设施建设以智能建筑为主，智慧城市离不开智能建筑。BIM技术可以成为智能建筑的设计基础与运作平台。首先，绿色建筑是智慧城市建筑的建筑基本标准，BIM依靠其自身的参数化设计可以为绿色建筑的设计提供便利，有利于建筑建设中的材料控制与建筑质量的掌控;其次，BIM技术对模型中的每一个构建都有特定识别能力，这样就可以依托BIM技术在建筑使用期间对建筑每个构件进行信息化管理，通过对构件的实时数据信息管控，及时发现建筑可能存在的问题，并立刻做出调整，达到建筑智能化。

3.2 BIM技术与智能市政

以下基于市政设施进行阐述。①BIM在市政综合管线中的应用。常见的市政管线有给水、排水、燃气、热力、通信、照明、电力等。传统的综合管线方式是施工前将各专业平面图纸汇总，并由管线综合专业对各专业管线进行总体规划后施工，此种方法弊端在施工过程中遇到问题时，会阅读多张甚至多专业图纸才能发现问题所在，反映到空间上的结果是管线碰撞等，同时会导致多个设计变更，而且实际施工中各分包商通常协商协同效果较差，造成材料、空间浪费，严重的会造成道路的二次开挖，并影响施工质量延误工期。BIM的可视化与安装模拟，能预先对管线进行合理设计优化、对管线进行碰撞检测，将调整碰撞点后引起的一系列其他变化直观地反映出来，而且不会造成调整的遗漏，尽可能多的减少施工中出现的错误，最大限度地减少设计变更，降低成本。并为后续的运维管理提供了便利。②BIM技术与智慧交通。当前的交通设施信息化程度较低，传统的平面图纸以及人工数据采集办法，费时费力，而且偏差较大，并且由于地域位置等因素，变更成本和维护成本相当高，为将来的维护管理带来隐患，当前常用的技术是采用3D激光扫描，生成点云数据，导入BIM模型生成软件，重新建模。通过监测设备与基于物联网的射频识别技术（RFID）和无线传感器技术（WSN）的结合进行数据信息传递，监测和采集桥梁与隧道中的受力、温度、变形、安全应急等数据信息，并导入BIM模型。

4结束语

倾斜摄影测量技术与BIM技术的融合，并不是简单的组合，需要两种模型之间有良好的转换环境与转换标准，另外需要解决在模型融合过程中原有信息的遗失或错误。现有软件中有部分三维软件可以满足多种模型的融合，但是依然无法避免由于模型转换带来的信息遗失或错误的问题，这也将是接下来的研究方向。

参考文献

[1] 王亮.城市三维景观建模方法综述[J].地矿测绘，2017，27（3）：23-25，32.

[2] 李德仁，姚远，邵振峰.智慧地球时代测绘地理信息学的新使命[J].中国测绘，2017，37（2）：6-7.