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无人机为何将重新定义基建设计?

相关案例 2017-11-06 16:24

  无人机飞行在建筑工地上已经越来越常见了,它们主要用于空中采集项目进度、管理土方工程、随挖随填等等。不过,民用基建领域也出现了无人机:随着建筑师从二维设计转向三维设计和BIM工作流,无人机提供的实景勘察数据对项目产生了巨大影响。简而言之,无人机是民建工程师工作中的最新工具,它们正在改变世界的建造方式。无人机桥梁建模技术也越来越完善和成熟!

无人机桥梁建模

  为了展示这些应用,小编今天为大家介绍实景勘察专家团队合作的项目,探索无人机对基建项目的影响。


  勘察施工现场


  这是一个实现从无人机勘察到设计的完整工作流的真实例子:PintoCreek大桥,一个位于美国凤凰城东部,亚利桑州交通局正在拆除和替换的老化建筑。无人机数据对像PintoCreek大桥这样的项目特别有用的:因为它是一个巨大陡峭的峡谷,无人机可以快速地进行现场勘察,而人工收集这些数据却非常耗时,甚至不安全。此外,利用无人机采集并不需要关闭公路来进行手动检查,这点非常有用的,因为桥周围没有可绕的道路。


  操作无人机


  站点扫描无人机飞到Pinto河上,并在单程飞行中捕捉到了整个区域。这次飞行花了半个小时,收集到了358张高分辨率的照片。在将图像处理成多个不同的数据产品之后,行成一个详细的点云图,用于后续处理。


  处理数据


  将原始的点云数据导入到InfraWorks软件中,对其进行处理,提取并将地形特征进行分类。作为该地区唯一的建筑物,很容易对桥梁进行分类(如下图紫色区域所示),并将其移除。几个小时后,点云过滤完,一个聚合了点云、海拔数据和现有设施的完整模型建完了,这为桥梁设计提供了丰富的背景信息。

用工具对桥梁建模图像进行处理


  无人机数据提供的点云“改善了设计和为现有环境建模的速度、效率和便利性”。好的详图可以帮助设计师识别存在的问题,从而为基建的设计挑战提出合理的解决方案。”


  设计新的桥梁

在InfraWorks软件中创建的新大桥概念

  ▲在InfraWorks软件中创建的新大桥概念


  点云就绪后,在几小时内用Infraworks创建了几个桥梁模型。定制了道路校准和减缓坡度,并且轻松地修改各个桥梁组件的参数。幕后的奇迹在于:每个组件都是完全参数化和动态化的,因此建筑师可以在工程原理下进行设计修改。

InfraWorks软件中修改大桥组件的参数

  ▲InfraWorks软件中修改大桥组件的参数


  无人机数据可以创造丰富的点云,这对指导参数化桥梁建模非常有用。有了PintoCreek的点云,周围峡谷的真实环境背景下,设计了一座桥梁。


  转到Revit软件中进行深化设计


  轻松点击两次鼠标后,Ara就把最终桥梁文件导入了AutodeskRevit,以执行更详细的设计。由于该结构的所有底层组件都基于几何参数,因此可以很容易地将它们导出到Revit和其他工具中,而无需重新创建或执行任何重新工作。

桥梁模型导入Revit进行深化设计

  ▲轻松点击鼠标,即可将桥梁模型导入Revit进行深化设计

桥梁建模的新旧对比

  通常情况下,土木工程师在开始设计时用的都是过时的地表信息,因为很难访问到可靠的点云,因此他们不得不使用旧的勘察数据、卫星图像或蓝图作为取代。无人机正在解决这一问题:现在,设计师可以快速轻松地收集最新的施工现场数据,并轻松地进行设计。


  改进的协作和决策制定


  通过将无人机数据输入InfraWorks等工具中,土木工程师能够快速地进行3D设计,然后在项目早期就与客户及其他相关方分享模型。这使得在提交设计前,修改和迭代设计变得更加容易。


  除此项目外,AtkinsEngineering等跨国工程和设计公司正在将无人机数据整合到他们的初步设计工作流程中。如果你能在客户面前快速轻松地展示3D设计,那将避免随后的很多变化。


  数字化项目竣工


  在最初设计阶段之后,无人机也提供了其他价值:它们使承包商能数字化施工过程,并将模拟建成的项目与原始的BIM或CAD模型进行比较。这使得在修改成本变高之前能及时发现问题。


  无论是想在基础设施设计过程中尽早获得反馈,还是创造更精确的3D概念;或是在施工阶段数字化各个环节,无人机和类似InfraWorks这样的工具都是各个工程公司的关键工具。

文中所有图片版权均为3DR设计公司/摄影师所有

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