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基于BIM的AR(增强现实)放样测量技术应用在建设项目中的重要意义

2017-10-30 热度:1975 ℃

  BIM是Building Information Modeling的缩写,通常将其翻译为建筑信息模型。BIM是一种建筑全生命周期信息化管理技术,具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图五大特点。BIM 是一种全新的建筑设计、施工、管理方法,以三维数字信息技术为基础,将规划、设计、建造、运营等各阶段的数据资料全部包含在 3D 模型之中,让建筑物整个生命周期中任何阶段的工作人员在使用该模型时,都能根据精确完整的数据做出有效、正确的决策。

  目前BIM的三维模型只能在电脑、平板及智能手机上调用,现场施工放样则仍然由图纸上的标注尺寸引导施工定位放线,造成设计师建完BIM模型后花费大量时间和精力把BIM模型里的三维定位信息标注为二维图纸上的尺寸,施工人员再根据这些二维图纸上的信息用传统测量技术进行测量放样,使BIM的应用价值大幅缩水,阻碍了BIM在建筑业的应用。

基于BIM的AR(增强现实)放样测量技术应用在建设项目中的重要意义

  一、传统的测量放样技术概况

  最早的施工放线方法是运用经纬仪进行方位角的定向,及钢尺测量出距离,其存在计算工作量大、放样速度低、精度不高等缺点,跟不上测绘发展的脚步;于是全站仪放样应运而生,全站仪实际就是经纬仪和测距仪的结合,加上内置的解算App进行实地的测量,全站仪进行施工放样比经纬仪方便的多,而且精度也大大提高,但是效率较低,进行大量的点放样时间较长;随着GPS 技术的发展,RTK(实时动态定位)技术应运而生,大大提高了点放样的工作效率,但是和全站仪相比其精度又不能与之相比。

  近几年BIM信息技术的应用深入,为放样测量作业方法和作业理念带来了革命性的变化,以往放样时使用的多数是二维的图纸,在放样前需要对放样数据进行计算和整理,在放样过程中直接使用的是一系列坐标,即一串数字。因此放样时不直观,放样点之间的几何关系和相对位置不清楚,同时在放样时出现错误也不易发现。但是BIM技术的引入使得放样过程变得更加简单,配套相应测量设备和BIM图纸就可以在三维模型中直接选择需要放样的点位,直观、方便地将待放样点位直接放样出来。激光放样机器人在几个测绘设备大厂的推动下应运而生,比全站仪的工作效率及精度大大提高,但是设备昂贵、需要专业的操作人员等较高要求,普及使用率也不是很高,所以现在大部分施工现场还是使用全站仪等设备做放样测量工作。

  二、BIM技术用于测量面临的挑战

  BIM技术最早来源于欧美地区的践行者,目的是提高项目管理的效率。可见最初BIM的作用主要是项目管理领域,现如今扩大到了建筑设计、施工、运营管理。虽然在各个阶段都或多或少涉及到测量,但是从来测量都不是应用

  的重点内容,而建筑业所有领域都在发展BIM的应用,又从另一个方面迫使测量学科必须重视和发展BIM技术,否则在以后的发展中将和其他领域脱节和不适应。

  BIM技术应用于测量是测量学科未来发展大势所趋,也是其他相关行业的强烈需要。

  随着AR技术的发展与深入,测量领域也将迎来新的发展。

  三、AR技术特点

  增强现实(Augmented Reality,简称AR),是一种实时地计算摄影机影像的位置及姿态并加上相应图像的技术,这种技术的目标是在屏幕上把虚拟世界叠加在现实世界并进行互动。增强现实系统为实现虚拟与真实场景的完美结合,计算机产生的虚拟添加信息需通过三维跟踪注册算法与真实场景保持精确的对准关系。

  四、基于BIM的AR测量放样技术应用场景

  建筑行业作为一个信息密集型行业,每个工程都含有大量的图纸信息,传统按图施工在信息理解、交流方面都存在弊端。AR技术能有效的提高认知能力,它在建筑领域对于工程设计、大量数据的准确获取和可视化处理都发挥着不可估量的作用。

  AR的精确定位技术在建筑设计、现场施工管理、运维管理都有良好的应用前景,在建筑行业中具有一些无可比拟的优势。

  1、建筑设计

  增强现实有别于VR构建的完全沉浸式虚拟现实环境,它将数字内容叠加到真实世界的图像中。对于建筑师来说,这意味着他们可以在最初的设计阶段就进入建筑内部,AR的精确定位为初始设计中建筑的定位识别确定带来方便;同时配套的AR设计工具将不可避免地改变建筑师的设计方式,让BIM设计沟通、设计效率和质量远远优于传统的BIM设计。

  2、施工管理

  AR的精确定位实现了放样测量的精确度(满足施工放样3mm以内的精度要求),为施工放样的测量带来了革命性的突破,精度和效率上优于全站仪的放样,相对于激光放样机器人精度和效率不亚于它,且成本更低,具有很高性价比,一旦普及起来,将和全站仪一起为建筑施工服务

  3、运维管理

  后期建筑的运维管理,有AR技术参与,在建筑体内的管网维护、机电设备维护,室内定位及导航等等,是运维管理不可缺少的技术手段,提升运维管理效率,降低维护成本,提高运维质量具有重要的意义。


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