探讨无人机在建筑工程中的应用

引言

近几年，无人机逐渐得到相关科研以及科技企业的重视，通过研发投产，逐渐在重大工程、城市建设、地质灾害中得到广泛应用。由于无人机在低空摄影的时候，具有高效、灵活、成本低、快速等优势，逐渐在建筑工程实际施工中得到广泛应用。本文主要对无人机在实际施工中的应用进行探讨。

论文主体

随着市场环境中的竞争压力逐渐增加，建筑企业所获取的利益也相应降低，再加上新技术的迅速发展，这就对建筑工程传统的施工方式及管理造成了严重的影响，因此，建筑企业以及建筑行业的相关工作人员需要转变相关的施工思维，通过对新技术的引进，促使建筑行业工程质量的提高，并使相关的成本得以有效降低。无人机作为近几年的一项热门的研究技术，已经逐渐在民用领域得到广泛应用，尤其是建筑领域得到显著的应用效果。本文主要对建筑工程实际施工中应用无人机的原则进行阐述，并对无人机在建筑工程当中的应用进行探讨。

三、建筑工程中无人机的应用方案设计原则

想要使建筑工程在实际施工中使无人机技术得到有效的应用，就需要对相关的方案进行设计，而具体设计的时候，就需要对相关原则进行遵循，主要包括以下几点：（1）实用性。建筑工程在实际施工中，对无人机的应用方案进行实施的时候，想要实现无人机的有效应用，并使施工效率以及质量得以有效提高，设计的方案需要与实际施工中的相关需求相符合，确保其具有实用性；（2）先进性：在引入新技术的时候，需要确保技术的先进性，通过对建筑企业相关的技术创新理论，确保无人机的应用方案具有先进性以及创新性；（3）具体性：无人机的应用方案在进行设计的时候，方案中需要尽可能的涉及建筑的所有施工人员，以此使相关开发人员以及使用人员能够根据方案对系统内容进行全面的理解；（4）可理解性：方案自身需要具有较为简明的结构，确保方案中相关内容的清晰明确，防止出现歧义；（5）功能性：方案的设计需要对实际要求的相关功能进行满足，因此，设计人员需要具有较为显著的创造性以及洞察力，并以此对系统要求以及相关需求进行全面把握；（6）一致性：方案中的内容需要保证前后一致，确保内容的有效衔接以及前后的连贯；（7）弹性：在设计方案的时候，还需要确保其功能上具有相应的弹性，却具有较为显著的可变动空间，以此确保在开发的期间，能够实现方法的合理转变，并实现系统的正常运行。

四、无人机在建筑工程中的应用

（一）无人机测绘技术在建筑工程中的应用

（1）信息采集

建筑工程在实际施工的时候，通过无人机测绘技术能够对项目建设过程中所需要的相关信息进行采集。对于采集相关数据的主体不同，无人机测绘技术在实际应用过程中的工作内容也不相同，其采集工作主要包括手动采集以及自动加密两部分，手动采集有关数据的时候，通常需要对计算机技术的实际使用以及相关设备等进行远程监控，无人机测绘技术的相关使用人员在基站内需要按照工程数据的实际需要情况，操作无人机对图像进行相应的拍摄，在进行图像拍摄的时候，需要注意拍摄的内容具有针对性以及选择性，以此使获取的数据信息具有显著的实用性[1]。通过无人机测绘技术实施自动加密的时候，其属于内部系统实现自我保护，以及有效控制的手段，不仅能够确保信息存储的安全性，而且还能确保数据进行采集的使用时的稳定。

（2）数据处理

在建筑工程实际施工中，通过无人机测绘技术的使用，能够对建设项目周边的状况实施有效监测，通过获取有关数据后，在对数据的相关内容进行具有针对性的处理，传统的数据处理一般是纯人工的方式，因此，就无法对数据的质量及其处理速度进行有效保证。通过对无人机测绘技术的使用，能够对项目整体的地理状况以及外界环境实施综合性分析，通过对工程周边的具体生态情况进行航拍，并将其与高、低空的拍摄内容相结合，进行对应的数据分析，以此在进行宏观指导的过程中，技术的发现问题，并在数据进行传输的时候，制定相应的策略，从而使无人机所获取的数据的实际处理效率以及速度得以有效提高。

（3）起降设置以及抗风保护

通过无人机测绘技术在对建筑工程进行测量的时候，需要对山区、矿区等较为特殊的环境进行充分考虑，并在测量的领域内，相关工作人员对无人机自身的起降进行合理的设置，从而确保无人机能够在滑翔距离之内，完成相应的起飞。对于较大的无人机，通常会受到相关因素的影响而导致其无法有效起飞，这就需要对自然环境进行充分考虑，并对起飞的高度进行适当的调控，从而使其抗风能力得以有效提高，避免无人机在大风天气飞行的时候，由于受到干扰而出现坠毁[2]。同时，在建筑工程进行测量中使用无人机测绘技术，还需要对相关设备的外形以及重量等相关对起飞产生影响的因素进行考虑，并通过与实际状况相结合，对无人机的相关参数进行设置调整，从而使无人机的测绘技术所具备的安全性得以有效提高，满足工程在实际施工中的相关需求。

（二）无人机倾斜摄影技术在建筑工程中的应用

（1）建筑规划设计中应用倾斜摄影技术

在建筑规划设计的过程中使用倾斜摄影，主要包括空间的分析、规划审批等各个方面，其能够为建筑在实际建设过程中提供科学、真实、有效的数据。对于建筑自身而言，其通常具有自己的特色，因此，就需要对规划多个方案进行设计，倾斜摄影技术通常能够使设计方案加载到三维模型当中，通过对不同方案所具备的优缺点以及特色进行比较分析，并将不同设计方案与当前建筑规划进行匹配，以此选择出最优的方案[3]。在对建筑进行规划与设计的时候，倾斜摄影模型通常具有较高的真实性，这就能够使规划的有关分析具有显著的准确度，通常应用在以下几点：①日照时间的分析。通过三维辅助规划，所设计的日照方案，可以对方案所具备的准备性以及可行性进行评审，并对周围的建筑实际的日照市场产生的影响进行量化，以此对建筑物之间的距离相关的指标进行相应的定量计算，并加以分析。②可视域的分析。将某个特定点设定为视点的实际位置，对其视域的具体覆盖范围进行分析，并以不同颜色将可视域以及盲区进行区分，该项分析主要应用在对建筑工程进行摄像设备的安装进行分析。③模型压平以及方案的比较分析。模型压平主要就是指将建筑模型压平之后，对拆迁之后的状况进行模拟，并对多种拆迁的方案进行模拟，并对建筑的拆迁进行合理的指导，同时，通过对设计完成的不同模型进行放置，从而对规划完成后的效果进行浏览以及对比。

（2）建筑施工中的倾斜摄影技术的应用

倾斜摄影技术运用在建筑施工当中，主要表现为绿色施工以及质量的检测。将倾斜摄影使用在环境的监测中，主要就是对施工现场的PM2.5指标进行检测，对施工场地的扬尘进行合理控制[4]。同时，无人机在对现场图像进行低空拍摄的时候，可以使技术人员对施工现场状况以及布置进行更为直观的了解，以此加强施工管理。同时，也能够对施工人员的实际状况进行监控，防止施工人员在工作中出现消极怠工的状况，而且能够对材料具体堆放的位置进行查看，避免局部出现负载过重的现象[5]。除此之外，对三维数据模型进行开挖，能够对地下管线等相关设施的情况进行查看，以此对地上以及地下进行一体化检测。三维模型可以对观察室以外地沟周边的地形状况进行观察，以此对地面与沟底之间的高程差进行计算，并对已挖掘部位的状况进行查看。通过对高程差进行比较，可以对已挖掘部位的地形状况进行查看，以此对其工程是否需要进行二次作业进行分析。在放管的时候，需要进行透视分析，以此对管道以及地面实际高程的剖面图进行生成，从而对管道的具体安装倾斜度进行更加直观的观察，并对不满足相关要求的管理实施对相应的调整。在对管沟进行回填的时候，任何点位都会有坐标以及高程，并能够将等高线画出，生成DEM，以此对回填的土方进行计算。

（3）建筑竣工验收中倾斜摄影的应用

倾斜摄影技术运用于建筑工程竣工与验收中，主要表现在对竣工地形图进行测绘，通过对无人机倾斜摄影技术进行应用，能够对项目区域的地表状况进行迅速获取。首先，通过基础测量方式RTK，根据设计的无人机航线规定，对像控点进行布设，然后按照航线进行区域内飞行，并获得相应的影像图，最后，内部作业主要是通过对数字摄影测量系统PixelGrid等相关软件，自动生成相应的像控测量、DEM、正射影像等，即能够迅速的生成1:500的大比例的地形图，且精度通常能够达到1cm，以此促使建筑工程顺利的完成竣工测绘[6]。

（三）无人机在建筑工程施工质量监管的应用

（1）无人机在现浇式建筑施工中的应用

地基的基础工程中，无人机通常能够替代施工人员，对基坑的具体施工状况进行观察，其不仅能够使工作人员的实际施工时间得到有效节约，而且还能够确保人员自身的安全，以及施工的整体质量。无人机通常能够在实际施工中对基坑及其周边的地面状况进行全面的观察，一旦发生异常，就能够及时对风险进行控制，如果出现塌方等相关突发状况，通常会有产生二次塌方的风险，如果施工人员直接到现场中进行检查，通常会对其安全造成影响，而通过对无人机的使用，能够使安全风险得以有效减小。在进行打桩的时候，通过对无人机的使用，能够对桩身的实际状况进行实时观察，防止工作人员进行近处观察的时候，发生危险，并确保桩能够安全打入。在对工程的主体模板进行安装的时候，施工人员的行动通常会受到较大限制，这就使施工人员无法对模板的准确位置进行观察，而无人机较为小巧，其能够从模板的不同方向对安装状况进行观察[7]。同时，无人机还能够对脚手架在搭接的时候进行实时监控，以此确保搭接的质量以及相关人员的安全，在搭接完成之后，还能够对脚手架有无安全隐患进行抽查，以此使事故的发生率得以有效降低，而且无人机能够对塔吊的具体运输路线进行实时跟踪，并协助相关操作人员选择最佳的运输路线，并能够对塔吊人员的自身工作状态进行严密观察，以此使安全质量隐患得以有效降低，尤其是在进行高层作业的时候，对无人机的使用具有显著作用。

（2）装配式建筑中的无人机的应用

在吊装与运输的时候，通过无人机技术的运用，能够对其进行全面的监控，并对吊装的整个过程进行跟踪，以此对可能出现的异常状况进行及时发现，并确保吊装构建能够安全的完成吊装定位，而且无人机能够对建筑外墙的保温层所产生的裂缝以及断裂状况进行轻易发现，并能够对裂缝以及断裂具体大小进行详细观察，以此对产生断裂或者裂缝状况的原因进行分析，从而对其进行相应的修补。在构件进行连接的时候，需要从不同角度对其连接状况进行观察，因此，工作人员需要积极参与，对于较难连接的构建，通过无人机的使用，可以有效节约人员的使用，无人机可以替代相关工作人员对施工状况进行全面的监控，而相关操作人员则能够对其进行较为直接的观察以及指挥，从而使管理人员的工作量有效减轻，并确保了施工的质量[8]。在对预制构件进行检查的时候，如果只是依赖于施工人员，通常会产生检查不到位的现象，并浪费较多的时间，而通过对无人机进行使用，不仅能够有效的节约实际的检查时间，而且还能够从不同角度对预制构件有无裂缝状况进行全面检查，从而确保工程的质量。在现场施工中，指挥人员通常无法对每个施工人员进行有效监督，通过无人机的使用，能够对每个工作人员的实际施工状况进行观察，而指挥人员则可以对施工人员操作中存在的错误进行及时纠正，其对施工质量的有效管理具有显著作用。

五、结论

综上所述，建筑工程在实际施工中通常会出现工作效率不高、管理难度大等缺陷，通过对无人机技术的应用，能够使工程进度得以有效加快，并促使管理效率得以有效提高，因此，建筑领域应用无人机技术具有显著的应用效果。