Применение беспилотных технологий TOPODRONE и BIM в строительстве

Сегодня мы хотим поделиться опытом использования дронов для мониторинга хода строительства и создания BIM моделей на примере объекта в г. Алмата, Казахстан.

На этапе проведения строительно-монтажных работ (СМР) нашими партнерами в Республике Казахстан выполнялся периодический мониторинг площадки строительства с использованием дронов TOPODRONE с установленным на борту высокоточным L1/L2 ГНСС приемником и камерой высокого разрешения.

Рис. 1. Topodrone DJI Mavic 2 Pro L1/L2 RTK/PPK.

Для выполнения аэрофотосъемки применялись наиболее технологически продвинутые и доступные по стоимости геодезические квадрокоптеры Topodrone DJI Phantom 4 Pro v2.0 L1/L2 RTK/PPK и новинка рынка – самый миниатюрный геодезический дрон Topodrone DJI Mavic 2 Pro L1/L2 RTK/PPK.

Отличительной особенностью данного оборудования является:

1.    Легкость эксплуатации и управления. Даже неподготовленный сотрудник после прохождения 1-2 дневного обучения сможет самостоятельно выполнять геодезическую аэрофотосъемку. Решение задачи ежедневного мониторинга строительства становится легко выполнимой и для ее реализации возможно привлечение персонала непосредственно находящегося на месте строительства без привлечения высокооплачиваемых профессиональных пилотов и геодезистов.

2.    Высокая точность измерений. Благодаря установленному на борту двухчастотному геодезическому ГНСС приемнику определение положения квадрокоптера в пространстве и момента фотографирования выполняется с точностью в несколько сантиметров, а сами полеты могут выполняться на удаленности до 20–30 км от постоянно действующей базовой станции, нет необходимости приобретать дополнительный ГНСС приемник.

3.    Легкость последующей обработки. При использовании высокоточных координат центров фотографий фотограмметрическая обработка выполняется полностью в автоматическом режиме. Для контроля точности построения модели достаточно использовать 2-3 наземные контрольные точки, закрепленные в местах обеспечивающих их долговременную сохранность.

4.    Геодезические дроны TOPODRONE позволяют получать исчерпывающую информацию о ходе строительства и объемах выполненных земляных работ.

По результатам фотограмметрической обработки материалов аэрофотосъемки в программном обеспечении Pix4Dmapper подготавливались высокоточные цифровые 3D модели и ортофотопланы, которые систематически интегрировались в единую BIM систему объекта.

Рис. 2. Фотограмметрическая обработка в Pix4Dmapper.

Рис. 3. Плотное облако точек, отображающее строительную технику, здания и сооружения, растительность.

Рис. 4. Плотное облако точек, отображающее строительную технику, здания и сооружения, ограждения, растительность и объекты строительства в мельчайших деталях (арматура, опалубка и т.д.).

Рис. 5. Плотное облако точек, отображающее строительную технику, здания и сооружения, ограждения, растительность и объекты строительства в мельчайших деталях (арматура, опалубка и т.д.).

Рис. 6. Автоматическая классификация плотного облака точек, объекты разделены на классы (здания и сооружения, растительность, дороги, поверхность земли).

В качестве программной оболочки BIM модели было выбрано ПО Pix4Dbim, которое обеспечивает легкий доступ к данным через веб-интерфейс и позволяет каталогизировать по датам информацию о ходе строительства (ортофотопланы, цифровые модели местности, проектные чертежи), а также обладает необходимыми инструментами по измерению длин линий, площадей, объемов, построению профилей, анализу изменения объемов грунта за разные даты.

Рис. 7. Интерфейс Pix4Dbim, отображает ортофотоплан, дата съемки 9 августа 2019 года.

Рис. 8. Интерфейс Pix4Dbim, отображает цифровую модель рельефа, дата съемки 9 августа 2019 года.

Рис. 9. Интерфейс Pix4Dbim, совмещение материалов съемки за 9 августа и 11 сентября 2019 года, отслеживание хода строительства и изменений.

Рис. 10. Совмещение материалов аэрофотосъемки и проектной документации.

Рис. 11. Подсчет объемов грунта.

Рис. 12. Отчет о разности объемов за разные даты.

Рис. 13. Построение профиля.

Рис. 14. Отображение 3D модели территории строительства в веб-интерфейсе Pix4Dbim.

BIM на данном объекте стала не только инженерно-проектной моделью, но и постоянно обновляемой системной информацией о ходе всего строительного процесса, в которой содержатся детальные данные о каждом этапе выполнения СМР, объемах земляных и монтажных работ. 

Производился анализ соответствия фактически выполненных работ проектным решениям. При этом следует отметить, что доступ к данным осуществляется не только со стационарных рабочих мест, но и при помощи мобильного приложения, что позволяет каждому участнику строительного процесса принимать оперативные решения с учетом обзорной информации «с воздуха», хранящейся в BIM.

В результате реализации данного проекта заказчик получил:

— актуальную и наглядную информацию о ходе строительства;

— возможность удаленно контролировать ход СМР;

— контроль за соблюдением проектных решений;

— оперативные данные о выполненных объемах земляных и монтажных работ;

— наполнение данными информационной системы БИМ (BIM).

Заключение

Хочется обратить особое внимание, что совместное использование дронов TOPODRONE для сбора информации о ходе строительства и системы интерактивного доступа и их анализа Pix4Dbim приближают будущее, когда оперативные ортофотопланы и карты высот строительной площадки станут неотъемлемым элементом ежедневных рабочих отчетов.

Использование точных данных вместо примерных оценок позволит упростить логистическое планирование и управление активами, при этом взаимодействие с отделами контроля качества, техники безопасности и других подразделений будет осуществляться гораздо оперативнее и четче.