无人机在规划核实工作中多用途方式的研究
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作者:胡尧
摘 要：文章介绍了目前常规的建设工程竣工规划核实工作方法，提出了核实工作中存在的问题和短板。基于无人机技术的原理和特点，进行无人机在规划核实工作中应用的探索研究，得到了无人机在规划核实工作中的3种应用模式：辅助现场踏勘、辅助竣工测绘和辅助技术审查。为建设工程竣工规划核实工作的合理、高效提供理论支持，具有一定的现实意义。
关键词：无人机;规划核实;竣工测量;辅助审查
随着我国城市化进程的快速发展，规划工作在城市建设中扮演的角色越来越重要。合理、科学的规划是保障城市健康发展的前提，但只规划不落地，再好的规划也是“纸上谈兵”。建设工程竣工规划核实便是保障规划实施落地的重要一环。目前常规的规划核实方法是由第三方测量机构进行现场实测，取得竣工数据，规划管理部门将竣工数据与规划批准数据进行比对，在室内完成技术审查，然后再到项目现场进行室外踏勘，完成竣工现场的图像和视频采集工作。虽然这一套规划核实方法已经相对稳定和成熟，但是面对现代城市发展中对规划工作的高标准、高要求，传统方法显然是不够的。
1 建设工程竣工规划核实工作
1.1 常规的规划核实工作方法
建设工程竣工规划核实工作主要是对规划主管部门批准的规划条件和规划总平图等内容进行核实，主要包含规划条件中的容积率、建筑密度、绿地率、用地红线范围、航空限高、用地性质等内容，还有规划总平图中较为详细的建筑面积、建筑位置、建筑间距、建筑退距、高度层数、停车位、出入口等内容[1]。为了达到规划核实的相关要求，需要做的工作有3项：竣工测量、技术审查、现场踏勘。
竣工测量工作是由第三方测量机构完成，目的是获取项目现场竣工实测地形图和建筑面积的竣工数据，该资料是规划核实技术审查工作的必备资料，也是规划竣工资料的重要组成部分[2]。技术审查工作主要是规划管理部门通过规划批准资料和竣工实测资料的比对，发现项目修建过程中存在的问题。现场踏勘是规划管理部门工作人员到项目现场进行实地勘察，核实项目现场是否达到相关的竣工条件，复核并取证，进行现场拍照、摄像，获取图片和视频资料，作为规划竣工资料存档，保证项目竣工核实现场的可追溯性、可重现性。
1.2 目前常规方法的问题和短板
在竣工实测地形图的测量中使用传统的测量仪器和制图软件，虽然技术相对成熟稳定，但需要较长的外业测量和内业处理时间，消耗较多的人力和物力，并且得到的实测图只有平面的二维信息和部分高程点数据，无法获取整体、直观的三维信息，具有效能低、强度大、局限性等弊端[3]。目前的現场踏勘工作如果想做到面面俱到，需要工作人员亲自走遍项目的每个角落，但是又因为现场地形情况复杂，很多地方会出现遮挡，导致无法通视，甚至无法到达，比如不上人屋面，这样就无法保证现场照片和视频资料的全面性，可能会漏掉现场存在的某些问题。
2 无人机相关技术
2.1 无人机技术的发展现状
无人机经过漫长的发展，现在已经从单一的军事领域拓展到多个领域的多种用途。而这一切除了无人机本身的快速发展以外，还得益于飞行控制技术、动力技术、通信技术、遥感传感器技术以及全球定位系统技术等多种现代化技术的发展。这里谈到的无人机技术便是无人机与以上多种学科和领域技术手段的结合与运用。目前无人机技术已经广泛地应用于测绘地理信息行业之中。
2.2 无人机技术特点和优势
无人机具有资金投入较少、结构相对简单、体积较小、行动灵活、时效性强、速度快等特点。它在实际使用过程中可在复杂的工作环境中灵活转换，更快地适应不同情况，可在地面工作站实现自主飞行拍摄，能够在勘测时形成更好的反馈，在很短的时间内全面、准确地获取相关信息，整体工作流程快捷、简单、安全、方便[4]。天气环境是大型飞机的一大限制，而无人机对天气环境的要求相对较低，并且可以灵活地控制离地高度，更方便地获取高分辨度数据。操制则是大型飞机的又一个限制，无人机的操控更容易，工作人员可以通过对无人机的灵活控制，让无人机更好地完成作业。
2.3 无人机航摄系统优势
无人机航摄系统主要由遥感信息采集系统和遥感信息处理系统两部分组成。这两部分作为无人机航摄系统的基础组成，往下还可以细分为6个子系统，分别是无人机遥感平台系统、飞行控制系统、地面监控系统、遥感像片处理系统、空三测量系统、三维建模系统[5]。空三测量系统即空中三角测量系统，它是系统运行的关键，主要包括融合航带列表、确定相互关系、连接点布局、像控点测量、平差计算、空三加密、模型定向和生成核线影像等。三维建模系统主要是用于实现现实世界三维虚拟模型的可视化，相关人员可直观地通过可视化数据进行分析和处理，从而更加高效地完成工作。
3 规划核实中的无人机应用探索
通过前文分析规划核实常规方法中存在的问题与短板，结合无人机技术的原理和特点，可以得到无人机在规划核实工作中的3种应用模式：辅助现场踏勘、辅助竣工测绘和辅助技术审查。
3.1 辅助现场踏勘全覆盖
规划核实的现场踏勘工作需要对现场进行事无巨细地全覆盖查看和拍摄取证。但由于项目现场情况复杂，很难实现全覆盖。而且，若工作人员“事必躬亲”地对项目的每个区域和角落进行查看，那么将会花费大量的时间，造成工作效率低下。这时，可直接利用无人机的高空视角对整体项目进行查看与拍摄。同时，还可利用无人机的灵活操作和快速移动，迅速对无法上人的屋面和由于地形原因无法到达、由于植被遮挡无法通视的地方及其他需要特别注意的目标区域进行查看和拍摄。这样便能满足规范核实现场踏勘的全覆盖与高效率的要求。 3.2 实施高效竣工测绘
利用无人机技术进行规划核实的辅助竣工测绘工作，需要提前考虑测区的范围和边界，结合测区特点、设备参数、测量精度要求等内容对无人机的飞行航线进行科学、合理的规划设计，明确飞机的起飞、降落位置和航高选择，做到测量区域全覆盖，同时，需保证无人机续航里程，避免发生电量耗尽、无人机坠毁的事故。为满足竣工测绘工作的精细化要求，同时解决部分飞行区域不规则的情况，需要在测区进行像控点布置，建立测量区域的控制网。可以利用地面标志性地物作为像控点，或采取事先进行布设的方式。像控点的坐标可以使用载波相位差分技术（Real Time Kinematic，RTK）进行获取。在相应的参数完成图片成像后，还需进一步进行矢量化处理，完成竣工实测地形图。
3.3 提升技术审查效率
建设工程竣工规划核实的技术审查工作主要是将规划批准数据与竣工实测数据进行对比，通过对比的结果来判断建设项目的修建是否符合规划要求。利用无人机技术实现规划核实的辅助技术审查，首先，需要使用建筑信息模型（Building Information Modelling，BIM）技术将建设项目的规划批准数据进行三维建模，作为对比的“工作底图”。然后通过无人机技术获取建设项目的相关测绘数据，生成项目竣工的数字高程模型（Digital Elevation Model，DEM）和文档对象模型（Document Object Model，DOM），并完成竣工三维模型的建设。最后，将竣工三维模型与批准三维模型放入同一个空间坐标系中，对竣工数据与批准数据进行叠加、比对。可视化的三维模型数据对比并不只是为了简单的美观好看，它们的内部都包含了建设项目竣工和批准的各项数据指标：建筑尺寸和位置、高度和层数、退距和间距、车位个数和面积、独立的辅助用房位置和大小、绿化的区域和面积等。在三维模型对比时除了简单的人工比对、肉眼观察、查看差异，还可以通过对软件的二次开发，实现自动对比功能，由软件自动捕捉差异内容，在图形窗口中对差异内容高亮显示，并生成包含差异信息的数字表格，可供规划核实技术审查使用。
4 结语
通过将无人机技术应用于建设工程的竣工规划核实工作，能够充分发挥无人机方便高效、灵活快速、用途多样等优势，让规划核实工作更加高效和准确，为规划管理工作提供多方位的科学支撑。但是，无人机技术在具体应用中依然存在一些问题和技术弱点，比如如何防范高压线、鸟群对无人机飞行中的影响;无人机的飞行续航能力受制于电池技术的发展等。这些也将是未来无人机应用研究中的重点与难点。
[参考文献]
[1]宋亮.無人机航测技术在农村地籍调查中的应用[J].北京测绘，2014（4）：96-98.
[2]沙敏.无人机航拍技术在工程测量测绘中的应用[J].工业设计，2015（10）：131-132.
[3]陆丽红.无人机航拍技术在工程测量测绘中的应用[J].资源信息与工程，2016（4）：109-110.
[4]贾海光.无人机航拍技术在地质工程测量测绘中的应用探析[J].世界有色金属，2017（12）：48-49.
[5]王永生，卢小平，朱慧，等.无人机实景三维建模在水利BIM中的应用[J].测绘通报，2018（3）：126-129.
Research on various ways of using unmanned aerial vehicle in verification of planning
Hu Yao
（School of Engineering and Technology， Chengdu University of Technology， Leshan 614000， China）
Abstract：This paper introduces the common methods of the verification of construction project completed planning， puts forward the problems and shortages of the methods of verification at present. Based on principle and characteristics of unmanned aerial vehicle technology， I research the application of unmanned aerial vehicle in the verification of planning. And find three application modes of Unmanned Aerial Vehicle in the verification of planning： the auxiliary on-site investigation， the auxiliary completion survey， the auxiliary technical review. This work provides theoretical support for the rational and efficient verification of construction project completed planning， and has certain practical significance.
Key words：unmanned aerial vehicle; verification of planning; completion survey; auxiliary review
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