摘要：随着我国信息化、数字化领域的飞速发展，无人机技术已经从各个行业积极铺展开来。本文介绍了无人机在工程建设领域的应用情况，分析了无人机在工程建设过程中的数据收集、测量技术、施工管理、数字化、信息化等内容的可行性和优势。对无人机在工程建设领域的信息化发展方向与应用前景进行了展望，为推动建设行业的信息化管理提供可靠支持。
关键词：无人机；工程建设；施工管理；信息化；数据收集
随着我国信息技术和相关应用的飞速发展，无人机因其制造成本较低，空间灵活机动性较高等特点，在辅以数字化摄影航拍技术，倾斜摄影技术，GPS定位，GIS技术等，可以很大程度提高信息获取的效率和准确性，可以不再受到地面人员交通等限制，可以从不同的高度和角度获取需要的数据信息。并且随着信息化领域的飞速发展，无人机可以实现高精度的现场信息收集，对工程建设全周期都可提供相应的技术支持和效率的提升。为建筑行业多维度信息化数字化发展提供新思路。
1 无人机技术应用现状
目前国外的无人机技术已经在各个行业得到了应用。亚马逊公司正在使用无人机（Prime Air）进行快递服务；雅马哈无人机（Fazer R）实现了对农作物喷洒农药与监测，而在美国和加拿大都有利用无人机进行气候监测和搜救工作的专用无人机。
我国民用无人机技术在20世纪80年代初，就将自行研发的无人机在地图测绘和地质勘探等工作中进行了试验与研究。近些年，我国无人机技术在农业生产、城镇规划、铁路建设、环境保护、水土保持、自然灾害评估、征迁拆违与应急指挥等领域都有广泛应用。在我国上海进行的第三次农业普查工作中就应用了无人机航拍来修正卫星照片的精度，从而更精确的获取农田面积和农作物播种情况等信息。而在2015年8月12日，天津港特别重大火灾爆炸事故中，公安部消防局也出动8架无人机，获取全方位的高空、高清灾害现场图像，对灾情和救援实现有效的动态监控。
2无人机技术在工程建设领域的应用
随着各种新型传感器、摄影测量技术、图形处理软件的不断发展，无人机测绘技术已经在工程建设工作中找到了立足之地。基于无人机平台的数字化测量、信息采集技术相比传统的人工测量具有效率高、精度高、成本低、受地形与天气影响小、高空视角全局性和灵活机动性等优势。通过无人机采集到的数据还可以通过软件进行三维建模，对工程建设前期的选址勘查、设计施工、工程验收和维护运行都可以给予信息化支持。我们通过无人机测绘、无人机监测、和无人机辅助施工等三方面对工程建设领域应用无人机技术所能实现的功能和应用前景进行分析和展望。
2.1无人机测绘
在社会发展和城市规划管理水平不断提高的背景下，传统的二维数据已经逐渐难以满足高水平城市规划管理的需求。近年来，三维规划方案审批、三维地下管线审批等技术的应用，已经为规划审批、管理和决策带来了革命性的变化。尤其是近几年迅速发展的低空无人机倾斜摄影测量技术，其可以从空中快速获取建筑物的遥感影像，经过遥感影像数据处理系统，可以获得该建筑物区域的高分辨率三维模型。此数据化模型还可以为BIM技术提供强大的数据支持，在我国BIM技术日益成熟并且广泛应用的环境下，更为高效、便捷的无人机测绘技术也会逐步代替人工测绘，配合BIM技术为建设工程全寿命周期提供动态的信息化管理。
无人机倾斜摄影测量的主要工作流程为：为测量对象设计无人机航线；拍摄正摄和倾斜影像；影像数据的相机校验和纠正；联合空中三角测量；影像匹配；生成DSM；正摄纠正；三维模型建立。倾斜摄影技术具有多种特点：1、立体成果真实，地面信息直观；2、为数字建模提供真实、丰富的纹理信息；3、测量精度高、误差小。与此同时，无人机作为新型的低空遥感观测技术，具有操作简单、效率高、灵活机动等优势。
而针对工程建设的全寿命周期来说，在项目选址阶段可以通过无人机测绘了解建设地点的地质水文情况、地表数字模型、提供地址周边的环境状况，可以更直观的了解项目选址地点信息，帮助技术人员进行项目选址。而在项目的勘查和设计阶段，详细的三维数字建模也可以帮助设计人员充分了解项目周边的障碍物情况，为设计单位提供更为丰富和直观的数据信息。而在项目建设阶段，高效的信息捕获配合BIM技术利用三维模型所形成的数据库，可以容纳从设计到施工再到建成使用全周期、全过程的信息，具有几何可视化和数据可视化的特点。通过无人机获取的真实的三维建筑物模型可以实现在BIM中的三维可视化技术，从而更直观的将工程建筑与实际工程对比，考察建筑施工过程中理论化与实际的差距和不合理性。同时，三维模型的对比可以辅助对施工过程进行进一步评估，从而对可能发生的情况提早反应，作出及时调整，加快决策进度，提高决策质量。BIM在工程的三维表现上具有强大的能力，可以帮助施工单位对整个工程进行可视化管控，更有效的提高施工质量和精度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆与此同时，由于无人机测绘技术可以体现施工现场与周边环境的全局性，在施工前期的平面布置方案、施工运输方案、临时设施搭设等提供更直观和精确的编制依据。在最终验收阶段还可以采用无人机倾斜摄影技术测制竣工地形图，在城市规划验收中也可以提供三维数字信息的规划竣工测量结果，国家测绘地理信息局于2014年12月18日发布的《城市建设工程竣工测量成果规范》（CH/T 6001-2014）中也已包含了三维模型成果的相关要求和内容。所以无人机三维测绘技术也将是未来建筑领域不可或缺的一项重要技术手段。
2.2无人机监测
无人机由于其优越的灵活机动性能，在电力、通信、气象、农林、海洋等领域的监测工作得到了广泛应用，比如电力输送线路的巡检，热带风暴的跟踪，农田农作物生长情况等。无人机具有高空全局性视角和灵活机动的特点，通过无人机航拍可以获得监测区域内的高清、高分辨率图像、三维实景数据和数字表面模型，再通过信息的提取和整理就可以对此区域进行实时监测。
实例：某大型渣场采用DJI Phantom 3 Advanced小型多旋翼无人机进行GPS辅助航摄，搭载航拍相机传感器为1/2.3英寸SONY EXMOR，光圈f/2.8（20mm等效焦距），照片像素分辨率4000×3000，100m高度拍摄，制作出1：500比例尺成果，在2016年3月和7月对弃渣场开展了两次作业并进行内业数据处理，获取了两期的实景三维模型和1：500比例尺正射影像、DSG数据等。根据两次数据的对比计算就可以得出从3月到7月，弃渣增加的位置、范围与面积，增加的弃渣量，弃渣的类型与特点和水土保持措施及水土流失隐患等数据。
在建筑工程领域，利用无人机的动态监测技术可以对建筑物、桥梁本身及其基础随时间产生的均匀或不均匀沉降、倾斜、位移、甚至裂缝进行长期的变形观测，从而可以确保建筑物的工程质量和使用安全。
无人机监测技术还可以应用于项目施工管理过程中。在施工现场，无人机可以监测群塔吊装作业、监测施工进度、监测现场物料存储与供应情况、现场平面布置情况、材料运输路线的合理性。无人机还可以对封闭施工的围墙进行巡检，对高空作业的防护措施进行巡检等等，充分体现了无人机多角度，灵活机动等特点。
然而随着无人机在警用消防系统的应用，施工现场的消防火灾监测、火灾救援、应急疏散指挥都可以运用无人机技术。无人机可以搭载生命探测仪，配备GPS定位，能感知和获取人的具体位置，在最短时间内找出生命源，并将救生绳、呼吸罩、急救药品等轻型物资投送到指定区域，帮助被困人员进行自救。火灾现场还可以以无人机为载体，集成语音和扩音器模块就可以实现空中喊话或传达指令，帮助人员按指定路线撤离现场。使无人机技术成为消防安全管理和应急疏散的先进武器。
2.3无人机辅助施工
随着无人机技术的日渐成熟，民用无人机的承载能力也逐步增强，满足更多任务的功能机将应用于工程建设行业的各个角落。无人机配备遥控机械手臂可以实现简单的维修工作，电力电缆架设可以利用无人机来辅助施工，高压电力线路上的杂物可以通过无人机摘除。虽然目前无人机只能更多的实现测绘和监测功能，但随着科技的发展，我们有理由相信，无人机技术可以实现更多的，超乎我们想想的能力。
3总结
在这个信息化、数字化飞速发展的时代，各行各业都在不断的尝试新技术、新工艺来改变老旧的生产组织方式和信息处理技术。无人机技术更是像洪水一样来势汹汹，在很短的时间内就在各个领域得到了应用。我国建筑领域相比工业自动化的信息数字发展还很落后，而无人机技术则为工程建设数字化管理开拓了一片新的领域，随着技术创新浪潮的层出不穷，利用无人机技术可以为工程建设项目管理全寿命周期进行增值，使建设过程更经济、高效和便捷。
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论文作者:杨卫彬,冯鑫
论文发表刊物:《基层建设》2017年第18期
论文发表时间:2017/10/17
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