探討無人機在建築工程中的應用

引言

近幾年，無人機逐漸得到相關科研以及科技企業的重視，通過研發投產，逐漸在重大工程、城市建設、地質災害中得到廣泛應用。由於無人機在低空攝影的時候，具有高效、靈活、成本低、快速等優勢，逐漸在建築工程實際施工中得到廣泛應用。本文主要對無人機在實際施工中的應用進行探討。

論文主體

隨着市場環境中的競爭壓力逐漸增加，建築企業所獲取的利益也相應降低，再加上新技術的迅速發展，這就對建築工程傳統的施工方式及管理造成了嚴重的影響，因此，建築企業以及建築行業的相關工作人員需要轉變相關的施工思維，通過對新技術的引進，促使建築行業工程質量的提高，並使相關的成本得以有效降低。無人機作爲近幾年的一項熱門的研究技術，已經逐漸在民用領域得到廣泛應用，尤其是建築領域得到顯著的應用效果。本文主要對建築工程實際施工中應用無人機的原則進行闡述，並對無人機在建築工程當中的應用進行探討。

三、建築工程中無人機的應用方案設計原則

想要使建築工程在實際施工中使無人機技術得到有效的應用，就需要對相關的方案進行設計，而具體設計的時候，就需要對相關原則進行遵循，主要包括以下幾點：（1）實用性。建築工程在實際施工中，對無人機的應用方案進行實施的時候，想要實現無人機的有效應用，並使施工效率以及質量得以有效提高，設計的方案需要與實際施工中的相關需求相符合，確保其具有實用性；（2）先進性：在引入新技術的時候，需要確保技術的先進性，通過對建築企業相關的技術創新理論，確保無人機的應用方案具有先進性以及創新性；（3）具體性：無人機的應用方案在進行設計的時候，方案中需要儘可能的涉及建築的所有施工人員，以此使相關開發人員以及使用人員能夠根據方案對系統內容進行全面的理解；（4）可理解性：方案自身需要具有較爲簡明的結構，確保方案中相關內容的清晰明確，防止出現歧義；（5）功能性：方案的設計需要對實際要求的相關功能進行滿足，因此，設計人員需要具有較爲顯著的創造性以及洞察力，並以此對系統要求以及相關需求進行全面把握；（6）一致性：方案中的內容需要保證前後一致，確保內容的有效銜接以及前後的連貫；（7）彈性：在設計方案的時候，還需要確保其功能上具有相應的彈性，卻具有較爲顯著的可變動空間，以此確保在開發的期間，能夠實現方法的合理轉變，並實現系統的正常運行。

四、無人機在建築工程中的應用

（一）無人機測繪技術在建築工程中的應用

（1）信息採集

建築工程在實際施工的時候，通過無人機測繪技術能夠對項目建設過程中所需要的相關信息進行採集。對於採集相關數據的主體不同，無人機測繪技術在實際應用過程中的工作內容也不相同，其採集工作主要包括手動採集以及自動加密兩部分，手動採集有關數據的時候，通常需要對計算機技術的實際使用以及相關設備等進行遠程監控，無人機測繪技術的相關使用人員在基站內需要按照工程數據的實際需要情況，操作無人機對圖像進行相應的拍攝，在進行圖像拍攝的時候，需要注意拍攝的內容具有針對性以及選擇性，以此使獲取的數據信息具有顯著的實用性[1]。通過無人機測繪技術實施自動加密的時候，其屬於內部系統實現自我保護，以及有效控制的手段，不僅能夠確保信息存儲的安全性，而且還能確保數據進行採集的使用時的穩定。

（2）數據處理

在建築工程實際施工中，通過無人機測繪技術的使用，能夠對建設項目周邊的狀況實施有效監測，通過獲取有關數據後，在對數據的相關內容進行具有針對性的處理，傳統的數據處理一般是純人工的方式，因此，就無法對數據的質量及其處理速度進行有效保證。通過對無人機測繪技術的使用，能夠對項目整體的地理狀況以及外界環境實施綜合性分析，通過對工程周邊的具體生態情況進行航拍，並將其與高、低空的拍攝內容相結合，進行對應的數據分析，以此在進行宏觀指導的過程中，技術的發現問題，並在數據進行傳輸的時候，制定相應的策略，從而使無人機所獲取的數據的實際處理效率以及速度得以有效提高。

（3）起降設置以及抗風保護

通過無人機測繪技術在對建築工程進行測量的時候，需要對山區、礦區等較爲特殊的環境進行充分考慮，並在測量的領域內，相關工作人員對無人機自身的起降進行合理的設置，從而確保無人機能夠在滑翔距離之內，完成相應的起飛。對於較大的無人機，通常會受到相關因素的影響而導致其無法有效起飛，這就需要對自然環境進行充分考慮，並對起飛的高度進行適當的調控，從而使其抗風能力得以有效提高，避免無人機在大風天氣飛行的時候，由於受到干擾而出現墜毀[2]。同時，在建築工程進行測量中使用無人機測繪技術，還需要對相關設備的外形以及重量等相關對起飛產生影響的因素進行考慮，並通過與實際狀況相結合，對無人機的相關參數進行設置調整，從而使無人機的測繪技術所具備的安全性得以有效提高，滿足工程在實際施工中的相關需求。

（二）無人機傾斜攝影技術在建築工程中的應用

（1）建築規劃設計中應用傾斜攝影技術

在建築規劃設計的過程中使用傾斜攝影，主要包括空間的分析、規劃審批等各個方面，其能夠爲建築在實際建設過程中提供科學、真實、有效的數據。對於建築自身而言，其通常具有自己的特色，因此，就需要對規劃多個方案進行設計，傾斜攝影技術通常能夠使設計方案加載到三維模型當中，通過對不同方案所具備的優缺點以及特色進行比較分析，並將不同設計方案與當前建築規劃進行匹配，以此選擇出最優的方案[3]。在對建築進行規劃與設計的時候，傾斜攝影模型通常具有較高的真實性，這就能夠使規劃的有關分析具有顯著的準確度，通常應用在以下幾點：①日照時間的分析。通過三維輔助規劃，所設計的日照方案，可以對方案所具備的準備性以及可行性進行評審，並對周圍的建築實際的日照市場產生的影響進行量化，以此對建築物之間的距離相關的指標進行相應的定量計算，並加以分析。②可視域的分析。將某個特定點設定爲視點的實際位置，對其視域的具體覆蓋範圍進行分析，並以不同顏色將可視域以及盲區進行區分，該項分析主要應用在對建築工程進行攝像設備的安裝進行分析。③模型壓平以及方案的比較分析。模型壓平主要就是指將建築模型壓平之後，對拆遷之後的狀況進行模擬，並對多種拆遷的方案進行模擬，並對建築的拆遷進行合理的指導，同時，通過對設計完成的不同模型進行放置，從而對規劃完成後的效果進行瀏覽以及對比。

（2）建築施工中的傾斜攝影技術的應用

傾斜攝影技術運用在建築施工當中，主要表現爲綠色施工以及質量的檢測。將傾斜攝影使用在環境的監測中，主要就是對施工現場的PM2.5指標進行檢測，對施工場地的揚塵進行合理控制[4]。同時，無人機在對現場圖像進行低空拍攝的時候，可以使技術人員對施工現場狀況以及佈置進行更爲直觀的瞭解，以此加強施工管理。同時，也能夠對施工人員的實際狀況進行監控，防止施工人員在工作中出現消極怠工的狀況，而且能夠對材料具體堆放的位置進行查看，避免局部出現負載過重的現象[5]。除此之外，對三維數據模型進行開挖，能夠對地下管線等相關設施的情況進行查看，以此對地上以及地下進行一體化檢測。三維模型可以對觀察室以外地溝周邊的地形狀況進行觀察，以此對地面與溝底之間的高程差進行計算，並對已挖掘部位的狀況進行查看。通過對高程差進行比較，可以對已挖掘部位的地形狀況進行查看，以此對其工程是否需要進行二次作業進行分析。在放管的時候，需要進行透視分析，以此對管道以及地面實際高程的剖面圖進行生成，從而對管道的具體安裝傾斜度進行更加直觀的觀察，並對不滿足相關要求的管理實施對相應的調整。在對管溝進行回填的時候，任何點位都會有座標以及高程，並能夠將等高線畫出，生成DEM，以此對回填的土方進行計算。

（3）建築竣工驗收中傾斜攝影的應用

傾斜攝影技術運用於建築工程竣工與驗收中，主要表現在對竣工地形圖進行測繪，通過對無人機傾斜攝影技術進行應用，能夠對項目區域的地表狀況進行迅速獲取。首先，通過基礎測量方式RTK，根據設計的無人機航線規定，對像控點進行佈設，然後按照航線進行區域內飛行，並獲得相應的影像圖，最後，內部作業主要是通過對數字攝影測量系統PixelGrid等相關軟件，自動生成相應的像控測量、DEM、正射影像等，即能夠迅速的生成1:500的大比例的地形圖，且精度通常能夠達到1cm，以此促使建築工程順利的完成竣工測繪[6]。

（三）無人機在建築工程施工質量監管的應用

（1）無人機在現澆式建築施工中的應用

地基的基礎工程中，無人機通常能夠替代施工人員，對基坑的具體施工狀況進行觀察，其不僅能夠使工作人員的實際施工時間得到有效節約，而且還能夠確保人員自身的安全，以及施工的整體質量。無人機通常能夠在實際施工中對基坑及其周邊的地面狀況進行全面的觀察，一旦發生異常，就能夠及時對風險進行控制，如果出現塌方等相關突發狀況，通常會有產生二次塌方的風險，如果施工人員直接到現場中進行檢查，通常會對其安全造成影響，而通過對無人機的使用，能夠使安全風險得以有效減小。在進行打樁的時候，通過對無人機的使用，能夠對樁身的實際狀況進行實時觀察，防止工作人員進行近處觀察的時候，發生危險，並確保樁能夠安全打入。在對工程的主體模板進行安裝的時候，施工人員的行動通常會受到較大限制，這就使施工人員無法對模板的準確位置進行觀察，而無人機較爲小巧，其能夠從模板的不同方向對安裝狀況進行觀察[7]。同時，無人機還能夠對腳手架在搭接的時候進行實時監控，以此確保搭接的質量以及相關人員的安全，在搭接完成之後，還能夠對腳手架有無安全隱患進行抽查，以此使事故的發生率得以有效降低，而且無人機能夠對塔吊的具體運輸路線進行實時跟蹤，並協助相關操作人員選擇最佳的運輸路線，並能夠對塔吊人員的自身工作狀態進行嚴密觀察，以此使安全質量隱患得以有效降低，尤其是在進行高層作業的時候，對無人機的使用具有顯著作用。

（2）裝配式建築中的無人機的應用

在吊裝與運輸的時候，通過無人機技術的運用，能夠對其進行全面的監控，並對吊裝的整個過程進行跟蹤，以此對可能出現的異常狀況進行及時發現，並確保吊裝構建能夠安全的完成吊裝定位，而且無人機能夠對建築外牆的保溫層所產生的裂縫以及斷裂狀況進行輕易發現，並能夠對裂縫以及斷裂具體大小進行詳細觀察，以此對產生斷裂或者裂縫狀況的原因進行分析，從而對其進行相應的修補。在構件進行連接的時候，需要從不同角度對其連接狀況進行觀察，因此，工作人員需要積極參與，對於較難連接的構建，通過無人機的使用，可以有效節約人員的使用，無人機可以替代相關工作人員對施工狀況進行全面的監控，而相關操作人員則能夠對其進行較爲直接的觀察以及指揮，從而使管理人員的工作量有效減輕，並確保了施工的質量[8]。在對預製構件進行檢查的時候，如果只是依賴於施工人員，通常會產生檢查不到位的現象，並浪費較多的時間，而通過對無人機進行使用，不僅能夠有效的節約實際的檢查時間，而且還能夠從不同角度對預製構件有無裂縫狀況進行全面檢查，從而確保工程的質量。在現場施工中，指揮人員通常無法對每個施工人員進行有效監督，通過無人機的使用，能夠對每個工作人員的實際施工狀況進行觀察，而指揮人員則可以對施工人員操作中存在的錯誤進行及時糾正，其對施工質量的有效管理具有顯著作用。

五、結論

綜上所述，建築工程在實際施工中通常會出現工作效率不高、管理難度大等缺陷，通過對無人機技術的應用，能夠使工程進度得以有效加快，並促使管理效率得以有效提高，因此，建築領域應用無人機技術具有顯著的應用效果。