无人机在建筑规划竣工测量中的应用

张智伟

摘 要：介绍常规规划竣工的现状并指出其不足，对引入无人机正射影像图叠加竣工图后能发现的一些问题进行详细分析，并对规划竣工测量新技术的现状及目前的应用局限进行阐述。

关键词：无人机（UVA）;竣工测量;正射影像图

中图分类号：TU198 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2021）34-00-03

Application of UAV in Completion Survey of Building Planning

ZHANG Zhiwei

（Zhangzhou Surveying and Mapping Design and Research Institute， Zhangzhou Fujian 363000）

Abstract： To introduce the current situation of conventional planning completion and point out its Shortaminys， introduces some problems that can be found after the introduction of UAV orthophoto map superimposed completion map in our hospital， and makes a detailed analysis. The prospect of the new technology of planned completion survey and its current application limitations are also given.

Keywords： Unmanned Aerial Vehicle（UAV）;completion survey;orthophoto map

规划竣工测量是建筑物竣工后所进行的测绘工作，用以核实规划方案文本中的各项经济技术指标，为规划审批部门建设项目出具《规划竣工核实意见》提供数据支撑。规划竣工测量除了需要测量常规的建筑项目与规划用地红线间的距离、建筑物的边长、建筑物高度、建筑项目总面积及建筑容积率等数据之外，还需要对建筑物的外立面、建筑项目的地面硬化情况、停车位、绿化、消防回转场登高面及海绵城市等建筑主体之外的一些建筑外观、小区配套情况进行核实。

1 常规建筑规划竣工核实现状

规划竣工测量核实内容多、精度要求高、速度要求快，常规的竣工测量方法提供的信息无可视性，无法涵盖方方面面，不利于规划审批部门出具审批意见。常规规划竣工测量采用传统的全站仪外业采集模式对建筑物进行碎步点采集，再使用软件作图生成竣工产品。测绘工作在整个项目还未竣工时就开始介入，因此内外业的作业周期漫长，细节烦琐，需要消耗大量的人力物力，且产品成果可视性差，判读性差，只有二维信息和部分高程数据，无法获得整体、直观的三维信息，存在效能低、强度大及局限性等弊端[1]。无论是在质检部门的现场质检阶段还是在规划审批部门现场验收阶段，均无法对每个细节都检查到位，难免遗漏现场存在的大小问题。

2 无人机在规划竣工核实中的应用

对规划竣工项目采用常规的测量成图方法，在项目提交规划审批部门时，进行无人机航拍，即在项目建设完成后运用无人机航拍对整个项目进行整体把控，找出建筑施工现状与竣工报告或方案不一致的地方。无人机正射影像图外加鸟瞰图虽然量测性差，但具有影像图与竣工图重叠度高、成像快及操作简单等特点，依据正射影像图及鸟瞰图可以清楚获得规划核实中一些容易被忽视的重要信息。

2.1 前期准备

在进行无人机航拍前，首先需要准备好建筑项目实测的竣工测量图、方案文本及建筑项目周边的地形图资料。其次要了解建筑项目及周边范围建筑的高度情况，以便设置适合的航高;了解建筑区周边是否有禁飞区，是否有千伏高压线等飞行时需要规避的地方。最后要考虑天气状况，规划建筑项目要求影像清晰，肉眼容易判读，因此最好选择云雾较少的晴天进行拍摄。拍摄时间可选在一天中的10：00—15：00，这个时间段太阳离地球最近，太阳高度角大，成像最清晰。

2.2 作业流程

进行无人机拍摄前，先收集测区竣工图资料，选择合理的拍摄范围后进行无人机航拍，拍摄完成后将无人机拍摄的影像导入电脑。竣工图为城市坐标系，为了使竣工图与影像图能够叠加，需要对影像图进行坐标转换或对竣工图进行坐标转换。转换成统一坐标系后，对影像图和竣工图进行叠加。作业流程如图1所示。

2.3 无人机正射影像图的主要作用

2.3.1 俯视整个建筑项目。正射影像图可以鸟瞰整个建筑项目的完整面貌，且可以观察到建筑项目周边的道路建筑情况、交通情况、人流情况和车流情况。叠加竣工图后的影像图可以一眼看出建筑项目的整体用地情况，以及最外围的施工围墙是否有超红线等。无人机鸟瞰图效果如图2所示。

2.3.2 了解整个项目的精度控制情况。正射影像图与竣工图叠加可以了解建筑物的整体精度控制情况，从主要角点与模型的重叠情况可以看出建筑物有没有偏移、變形。影像图与竣工图叠加效果如图3所示。

2.3.3 发现是否出现漏测。建筑项目供地下室使用的风井是在施工阶段根据地下排风的需求增加的，在方案阶段往往没有标注出来，且风井的个数多，高低大小不同，竣工测量阶段很容易漏测。景观凉亭、门卫室等设施会在项目后期增设，也容易发生漏测。叠加影像图后的竣工图可以看出地面的风井、凉亭等构筑物是否有漏测，地下室天井盖板情况是否有变更等情况。大型的商场出现配电室、发电机房等设施不够用的现象时，会在屋面进行增设，而高层、超高层房屋会有屋面增设水箱间的现象。叠加影像图后的竣工图也可以看出屋面是否有漏测的问题。

2.3.4 核实建筑外立面。在竣工测量的过程中主要对建筑物每个面的凹凸点进行碎步采集，并不是所有的立面信息都会反映在竣工图上。但是，无人机鸟瞰图可以看出外立面是否有增设拉梁，空调位是否装有防护栏，阳台是否装有防护栏，露台、走廊等是否有维护设施，是否增设结构加强板，屋面的外立面造型是否有变化等信息。

2.3.5 核實地面绿化面积。绿化面积达不到方案文本指标是很多建筑项目的常见问题。为了达到绿化指标，施工单位后期会额外增补许多绿化地带，但又可能出现占用机动车道、非机动车道及消防车道等情况。叠加影像后的竣工图可以清楚地观察到地面绿化的分布情况。对于没有覆土的草皮或薄薄一层土的草皮，从影像上看颜色或许不一样，需要另外现场拍照记录。

2.3.6 核实地面硬化情况。随着海绵城市概念的提出，要求城市建设项目强调优先利用植草砖、透水砖、雨水花园及下凹式绿地等方法来收集雨水。植草砖、透水砖是目前建设项目使用最多的满足海绵城市要求的地面硬化材质。叠加影像图后的竣工图可以清楚地看到地面硬化的具体情况，铺设的是地砖还是透水砖、植草砖。如和竣工图上标注的不一致，则需要对有差异的地方进行修改。地面硬化情况图如图4所示。

2.3.7 核实车位、消防场地。规划竣工测量中需要对机动车位、非机动车位指标进行核实，要求车位总和必须满足方案文本中的指标要求。由于许多项目车位个数往往达不到方案指标的要求，会出现车道划线占用消防车道、回转场等消防场地的情况。叠加影像后的竣工图能够清楚地观察到车位和消防场地之间的相互关系，对有重叠占用的地方必须要求施工单位进行整改，以满足消防场地需求。

3 规划竣工测量新技术的展望与局限

3.1 规划竣工测量新技术

常规规划竣工测量配合无人机正射影像的方法，虽然可以满足目前规划验收的需要，但其外业作业周期长、费时费力、所采集的数据二次开发利用率低。为适应城市数字化、智能化的趋势，未来规划竣工测量的作业趋势应沿着倾斜摄影测量或三维激光扫描仪的方向发展。倾斜摄影测量影像更逼真且可以直接对影像进行高度、长度、面积、角度的量测，以获取实时数据。三维激光扫描仪是对整个建筑进行三维激光扫描，可以在短时间内获得扫描物表面的高精度三维信息，快速建立物体的三维影像模型。无论是倾斜摄影测量还是三维激光扫描仪都可以大大节省外业作业时间，只需要在内业对所建模型进行量测就能得到所需的建筑坐标、边长、高度、地面硬化及绿化面积等数据信息，且后续的数据开发价值大，可为建立数字化、智能化城市提供数据来源。

3.2 新技术的应用局限

3.2.1 与施工速度冲突。倾斜摄影测量或三维激光扫描仪的数据采集遵循有效化、全面化、精确化的原则，这就要求进行无人机航拍或扫描时，需要采集到完整的信息。但在实际施工过程中，地面硬化、绿化、车位等设施施工是逐渐开展的，等到全部完成后再进行航拍或扫描，会耽误成果的提交节点。

3.2.2 经济问题。为获得高精度的影像数据所需要投入的设备费用、人员费用比生产正射影像图所需的经费要高出许多。高精度影像的获取需要高分辨率的摄像头，对电池的损耗大。三维激光扫描仪仪器本身价格高昂，且数据量大，数据的存储处理设备也需要投入资金。这些费用都需要测绘单位自行支付。

4 结语

常规的规划竣工测量方法配合无人机正射影像，可以使测绘数据更加精准全面，规划审批工作更高效，为规划管理工作提供更有效的数据支撑。但是，常规的规划竣工测量方法与新技术之间存在较大差异，还需要不断改善并大力推广新技术，将其运用到实际工作中。

参考文献：

[1]陆丽红.无人机航拍技术在工程测量中的应用[J].资源信息与工程，2016（4）：109-110.

[2]胡尧.无人机在规划核实工作中多用途方式的研究[J].无线互联科技，2019（13）：117-118.

[3]凌云.无人机航拍技术在测绘工作中的应用[J].黑龙江科学，2019（12）：88-89.

[4]丁志广，饶帅雄，李传峰，等.无人机联合BIM在规划竣工条件核实中的应用研究[J].北京测绘，2017（增刊1）：157-160.

[5]张恒军.倾斜摄影测量技术在规划竣工测量的应用探讨[J].居舍，2021（27）：85-86.