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投稿單位:寧波寶略智能科技有限公司
投稿人:蔣曼、朱元彪
一、項目背景
在中央全面深化改革的大旗下,浙江省提出“最多跑一次”改革,并不斷深化其內(nèi)涵來撬動社會各方面的改革。在建筑工程領(lǐng)域,浙江省建設(shè)廳聯(lián)合該省發(fā)改、檔案、公安、財政等10個省級部門和單位,提出“竣工測驗合一”的改革工作。充分了發(fā)揮測繪等專業(yè)機構(gòu)、專業(yè)人員、專業(yè)設(shè)備的技術(shù)優(yōu)勢,提升竣工核實驗收的科學(xué)性、可靠性,提升了竣工核實驗收監(jiān)管效果。這一政策也體現(xiàn)了對近年來提出的“聯(lián)合測繪”改革的完美沿襲,即建設(shè)項目業(yè)主在項目審批、工程建設(shè)、竣工驗收過程中委托一家同時具備相應(yīng)測繪資質(zhì)的單位開展土地測繪、規(guī)劃測繪、房產(chǎn)測繪等涉及行政審批相關(guān)的測繪技術(shù)服務(wù)工作。以上“最多跑一次”、“測驗合一”、“聯(lián)合測繪”等政府熱點改革的提出和實踐均體現(xiàn)了政府在工程建設(shè)和驗收審批過程中,簡化辦事流程、提高行政審批效率、加快項目建設(shè)進程、減輕企業(yè)負擔、構(gòu)建測繪服務(wù)機構(gòu)公平競爭平臺的決心。
建筑工程項目驗收“最多跑一次”,將分散在多個部門的建設(shè)項目竣工審批事項一次性申報辦理,是建筑工程驗收審批改革的創(chuàng)舉。實施過程中也面臨以下客觀問題:一是審批部門無法掌握現(xiàn)場具體情況。改革要求“一般情況下,有關(guān)部門不再進行實體工程現(xiàn)場核實收”,但現(xiàn)行制圖技術(shù)對于實地進行了過度的簡化抽象,與審批需要豐富的場景和細節(jié)信息需求矛盾突出,需要一種不前往現(xiàn)場也能掌握現(xiàn)場詳細、真實情況的解決方案。二是中介機構(gòu)培育過程的質(zhì)量保障問題。行政審批測繪工作本身對技術(shù)要求不高,但對行政性文件規(guī)范理解要求很高,,需要采用一定技術(shù)手段把控測繪成果的整體質(zhì)量,并構(gòu)建一個便捷、有效、針對性強的溝通平臺促進新進測繪單位(人員)的快速培育。三是行政部門對測繪成果的信任問題。行政審批使用的測繪成果作為審批的重要依據(jù),一旦成果質(zhì)量出現(xiàn)問題,可能會直接影響或改變審批結(jié)論,行政管理部門需要掌握實地情況做出政策性定性判斷。
為此,項目基于室內(nèi)外一體化實景三維輔助建設(shè)項目竣工驗收,完成了應(yīng)用平臺開發(fā)建設(shè),旨在減少新形勢下建設(shè)項目審批錯漏,提高行政服務(wù)效率。項目已在浙江省多個區(qū)縣開展試點,并列入了寧波市2018年智慧城市試點項目。本文以寧波某住宅建設(shè)項目為例,該項目占地面積約32萬m²,建筑面積約60萬m²。采用飛馬D200無人機和室內(nèi)移動掃描系統(tǒng),通過傾斜攝影和移動掃描得到的城市三維模型和建設(shè)項目規(guī)劃方案、施工圖在統(tǒng)一的空間基準進行比對,實現(xiàn)審批人員不用到達項目現(xiàn)場也能輕松查看建設(shè)項目每個角落的具體情況。同時,由此建立的城市基礎(chǔ)數(shù)據(jù)可作為通用成果供所有審批部門使用。
二、飛馬D200在建立“測驗合一”平臺中的技術(shù)路線
整個項目的實施包括準備階段、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、精度評價、系統(tǒng)校核的過程,技術(shù)路線如圖1。
總體技術(shù)路線
1、準備階段
經(jīng)過與不同審批部門的提出的需求進一步討論,明確了平臺最終所要實現(xiàn)的功能。搜集項目的各類審批圖紙,完成作業(yè)前的設(shè)備檢校、參數(shù)鑒定等準備工作。
2、數(shù)據(jù)采集
采用D200無人機傾斜攝影獲取建筑室外實景三維空間信息,采用SLAM移動掃描系統(tǒng)同步獲取建設(shè)項目地下室和各標準層的影像和點云數(shù)據(jù)。無人機部分根據(jù)已有資料和精度要求制定航線和飛行計劃,按照計劃進行數(shù)據(jù)采集。
1)像控點布設(shè):利用影像上易于辨識的地面標識如斑馬線、減速帶邊角點等作為像控點,保持實地70m左右的間隔進行均勻布設(shè)控制點。最終測區(qū)內(nèi)共選取11個控制點、5個檢查點,分布詳情見圖2。
圖2:測區(qū)控制點與檢查點分布圖
圖3:控制點布設(shè)示意圖
圖4:檢查點布設(shè)示意圖
2)航攝無人機和相機:航攝采用飛馬D200無人機和D-OP300傾斜相機。在飛行前利用專業(yè)相機檢校軟件(DCCS數(shù)字相機檢校系統(tǒng))輸出檢校報告,保證最終成圖精度;
3)航高設(shè)計:根據(jù)本項目要求1.7cm地面分辨率的成果,設(shè)計航高為120m;
4)航線設(shè)計:采用飛馬無人機管家自動生成航線規(guī)劃。
5)飛行質(zhì)量:實際飛行照片總量為4700張,航攝影像完全覆蓋目標區(qū)域,旁向和航向重疊度均大于80%。
圖5:D200現(xiàn)場作業(yè)
6)室內(nèi)掃描
室內(nèi)采用基于SLAM(即時定位與地圖構(gòu)建,Simultaneous Localization AndMapping)的移動測量,相比靜態(tài)激光掃描效率提高30倍以上。在激光SLAM設(shè)備上同步安裝影像傳感器,同時獲取三維激光點云數(shù)據(jù)和高分辨率影像數(shù)據(jù),通過點云和影像的融合自動構(gòu)建實景三維可視化模型。
3、數(shù)據(jù)處理
數(shù)據(jù)處理采用飛馬無人機管家進行數(shù)據(jù)預(yù)處理,Smart3D (現(xiàn)為ContextCapture)和DP-Modeler等軟件建立三維模型。最終的成果能夠真實反映測區(qū)內(nèi)建筑、交通、水系、植被等地物主要的特征和結(jié)構(gòu),整體色調(diào)協(xié)調(diào),效果自然真實,數(shù)據(jù)具體的流程如圖。
數(shù)據(jù)處理流程
4、精度評價
利用基于CORS系統(tǒng)的RTK測量技術(shù),安裝工程測量有關(guān)規(guī)范圖根點測量要求,對地面明顯點進行了檢測。該區(qū)塊傾斜攝影模型平面均差4.8cm,高程均差3.6cm,基本與竣工測量精度水平相當,詳細結(jié)果見下表。
傾斜攝影模型的平面均差和高程均差情況一覽表
5、實景三維輔助建設(shè)審批校核
連接室內(nèi)實景三維數(shù)據(jù)和無人機傾斜三維模型將最終的成果導(dǎo)入“測驗合一”平臺。該平臺采用B/S架構(gòu)開發(fā),主要包括室內(nèi)外一體化實景三維地圖服務(wù)平臺框架、實景三維地圖典型數(shù)據(jù)、以及規(guī)劃核實、土地驗收、綜合驗收、消防核驗、綠化驗收、人防驗收等。主要有:
1)項目概查。采用室內(nèi)外實景三維與測繪、規(guī)劃、設(shè)計資料的場景聯(lián)動匹配、比對,檢查現(xiàn)場完工情況、建設(shè)工程與設(shè)計方案是否存在較大偏離,功能區(qū)劃分的合理性等。
圖7:實景三維與規(guī)劃測繪圖紙的聯(lián)動
2)規(guī)劃方案比對。室內(nèi)外一體化實景地圖展示平臺支持各類規(guī)劃控制線、基礎(chǔ)地形圖與實景三維地圖的套疊。支持室內(nèi)實景地圖與測繪、規(guī)劃、設(shè)計資料的場景聯(lián)動匹配、比對。
圖8:規(guī)劃方案比對
3)建筑位置核對。平臺能夠加載各類各類矢量數(shù)據(jù),如規(guī)劃控制線、基礎(chǔ)地形圖等,將最新真實清晰的室內(nèi)外一體化的實景地圖和建設(shè)項目規(guī)劃方案、施工圖在統(tǒng)一的空間基準進行套合,幫助審批人員輕松查看建設(shè)項目每個角落的具體情況,作為通用成果供所有審批部門使用。同時,可以和規(guī)劃、建筑、機電等設(shè)計方案的詳細比對,對測繪成果對錯漏和部分粗差的校核。
圖9:矢量圖的套疊分析
3)控制線核查。將道路紅線、河道藍線、建筑不可逾越線、消防車道線等各類控制線套疊至實景地圖,查看各專題要素控制情況。
圖10:實景三維套紅線示意圖
4)限高控制核查。將建筑高度、女兒墻檐口高度、室外地坪比高、消防登高面高度進行核查,判斷是否符合規(guī)劃要求。
圖11:規(guī)劃限高面核查示意圖
5)凈空核查。能夠基于影像和三維實景模型進行直接測量,判別凈空和間距等是否符合有關(guān)規(guī)范要求。
圖12:基于實景影像的測量示意圖
三、解決的生產(chǎn)問題
在傳統(tǒng)的建設(shè)項目審批方式中,存在較多的弊端,包括:
1、各部門需要多次到達現(xiàn)場,否則難以掌握現(xiàn)場具體情況;
2、目前市場上中介服務(wù)機構(gòu)參差不齊,可信度存疑。
3、行政審批對測繪成果的質(zhì)量并無一套實用的管控措施。
4、政府各部門存在數(shù)據(jù)壟斷、信息不通、重復(fù)測繪等問題。
本項目實施可以有效解決新形勢要求下建設(shè)項目竣工審批過程中的多個痛點,為減少審批前置,推進并聯(lián)審批提供了必要支撐條件,能保障傳統(tǒng)竣工測量向測驗合一平穩(wěn)過渡、提高事項的審批效率、促進各部門竣工審批標準化和統(tǒng)一監(jiān)管,有效提高基建市場運轉(zhuǎn)效率。同時成果一測多用,可納入時空信息云平臺與規(guī)劃、土地、房產(chǎn)、消防、人防、應(yīng)急等專題信息進行深度鏈接,在違法建設(shè)督查、不動產(chǎn)確權(quán)登記、地下空間開發(fā)利用、資產(chǎn)維護管理、消防應(yīng)急、社區(qū)網(wǎng)格化管理、室內(nèi)定位導(dǎo)航等多方面具備廣泛的應(yīng)用空間。很好的體現(xiàn)了新形勢下的建設(shè)項目快速、準確、成本低的監(jiān)管要求。
圖13:多部門聯(lián)合的“測驗合一”平臺
四、項目特點及優(yōu)勢總結(jié)
本項目利用飛馬D200高精度、快速獲取和處理數(shù)據(jù)的能力,將其應(yīng)用于城市快速建設(shè)的項目驗收審批中。同時結(jié)合本公司已有的室內(nèi)掃描技術(shù),很好地將室內(nèi)三維實景數(shù)據(jù)與實際結(jié)合建立室內(nèi)外一體化的城市基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)。在高質(zhì)量數(shù)據(jù)保障的基礎(chǔ)上采用WebGL技術(shù)開發(fā)的“測驗合一”平臺本項目為建設(shè)項目審批提供了一種新的方式,在保證精度同時提高效率,項目體現(xiàn)的優(yōu)勢總結(jié)如下:
1、采用D200搭載影像傳感器從不同方位采集地面高分辨率影像構(gòu)建實景三維模型,與傳統(tǒng)三維建模方法相比具有準確、真實、高效、低成本等諸多優(yōu)勢,保證最終三維模型的精度。同時這也表現(xiàn)了飛馬D200在建立高精度的城市基礎(chǔ)數(shù)據(jù),服務(wù)于城市建設(shè)多個部門和單位的巨大潛力。
2、本項目在無人機數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,采用多源數(shù)據(jù)融合技術(shù)。包括結(jié)合近地近景攝影,使室外實景三維模型更加真實、準確、直觀,制作周期短、費用低,精度高,彌補了近地面影像數(shù)據(jù)的不足;以及結(jié)合室內(nèi)掃描更加豐富了城市基礎(chǔ)數(shù)據(jù),為實現(xiàn)更多建設(shè)項目審批功能。
3、通過建立一體化的實景地圖平臺便于管理部門在“測驗合一”初期審批過程中對標準偏差及時糾正,避免因中介機構(gòu)市場不成熟造成的審批錯誤,保障了傳統(tǒng)竣工測量向測驗合一平穩(wěn)過渡。
4、本項目搭建的平臺有效的提高了事項的審批效率,節(jié)約了行政資源,促進各部門竣工審批標準化和統(tǒng)一監(jiān)管。此外,建立室內(nèi)外實景三維地圖等是城市時空大數(shù)據(jù)的重要組成部分,本身具備精確的空間信息和豐富的紋理信息,可納入時空信息云平臺,后期智慧城市的建設(shè)中多次應(yīng)用。