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    BIM動態
    GIS+無人機+BIM在排水PPP項目的應用
    發布日期:2016-7-12  瀏覽次數:4988 [返回上一頁]

    摘要:

    BIM+GIS+無人機技術通過對管網施工沿線的地形地貌進行測繪,快速地完成場地地貌信息的數據采集,利用采集的點源信息建立與現場地貌完全一致的地理原貌模型。

    項目背景

    汝城縣給排水一體化PPP項目是汝城縣第一個PPP項目,項目投資總額10.819億元。汝城縣城區及周邊鄉鎮現有集中供水工程主要為縣城自來水廠(水源為龍虎洞水庫),溪頭水廠(水源為梨頭咀及仙殿壟),其余均為以集鎮或村為供水區的小型供水工程。汝城縣自來水廠現在生產能力僅為2萬m3/d,溪頭水廠僅為0.7萬m3/d,F有供水規模將不能滿足發展需求;以集鎮或村為供水區的小型供水工程存在取水量不足、保證率低、季節性缺水嚴重、水質水壓達不到要求、水源地分散、供水規模小、水費收繳困難等問題。

    故建設汝城縣第二水廠,設計總規模為7萬m3/d。近期規模為4萬m3/d,以龍虎洞水庫為水源,采用常規處理工藝,分2期建設,一期2萬m3/d,二期擴建2萬m3/d;遠期規模為3萬m3/d,以團結水庫作為第二水源。

    GIS+無人機+BIM技術助于施工場地破壞面積的劃分統計

    BIM+GIS+無人機技術通過對管網施工沿線的地形地貌進行測繪,快速地完成場地地貌信息的數據采集,利用采集的點源信息建立與現場地貌完全一致的地理原貌模型。

    1 準備工作

    熟悉工程施工圖紙與無人機性能,對測繪路線提前進行規劃,討論研究測繪范圍、基站布置、飛行高度及航線規劃等,制定出詳細的無人機測繪方案。選取晴朗的天氣進行無人機的測繪工作。

    2航線規劃

    設計本工程總測繪范圍為4.8平方公里,分為三個航攝區塊進行無人機飛行,利用Google Earth進行區塊劃分及航線設定和飛行方向,設定完之后將數據導入無人機GPS設備中。

    3像控點的布置測量

    像控點采用區域網布點方案,每隔400m至500m布置一個像控點,像控點現場選取標志性建筑或物體,本項目共計布置像控點64個。采用專業刺點設備選取基于JLCORS的網絡PTK模式對像控點的坐標位置進行測量,并記錄下相關數據。

    4影像數據采集

    本項目測繪采用天狼星無人機作為航攝系統的飛行承載平臺,飛行高度300m,無人機冀展163cm,長度120cm,起飛重量2.7kg,最大載荷時,飛行最大時長為55分鐘,巡航速度65km/h,航攝儀采用單相機3600萬像素的攝影傳感器,測量精度可達到1.6cm。

    5多影像數據密集匹配,導出三維成果

    利用EV-Modeling軟件自動建模系統加載航攝影像數據,設定像控點的坐標及高程后,利用空三加密技術,恢復地物間的空間位置關系。利用密集匹配技術,根據高精度的影像匹配算法,匹配出所有影像中的同名點,并從影像中抽取更多的特征點構成密集點云,從而更精確的表達地物的細節,生成真實的三維場景。

    在得到的GIS影像數據導入Arcmap中,對原水管路線途徑農田、林地、旱地及園地進行施工面的破壞面積進行劃分統計。

    通過施工場地破壞面積劃分統計,很清晰把控現場施工條件,同時為施工前征地費用的概算提供依據。

    GIS+無人機+BIM技術輔助原水管方案設計

    將通過無人機測繪技術獲得的施工場地點源數據,導入Revit建立管線施工BIM三維模型。

    管線施工BIM三維模型建立

    利用管線施工三維模型創建,進行原水管覆土厚度核查,覆土厚度需滿足球墨鑄鐵管道安裝覆土要求,如下圖所示。輔助設計院完善方案設計優化,發現的問題以BIM建模圖紙匯總文件形式提交工程技術部,有工程技術部發聯系函與設計院進行溝通,這些圖紙問題的及早發現和解決大大減少了后期因圖紙錯誤而需要調整進行的大量協調、拆改等工作。

    GIS+無人機技術在原水管路線比選應用

    利用GIS+無人機測繪技術,得到施工沿線地形地貌影像圖像及場地模型,考慮施工面周邊環境的破壞因素,為項目工程原水管路線選定提出了以下幾種方案:

    第一段:龍湖洞水庫至井坡鄉段

    原水管從龍虎洞接出后,沿龍虎洞水庫泄洪渠右側農田鋪設(X013縣道走向平行)至井坡鄉,該泄洪渠右側(自龍虎洞至縣城方向)農田設有機耕道,在管線施工期間無需鋪設施工便道,節省臨時占地費用可修建施工便道費用,泄洪渠左側(自龍虎洞至縣城方向)建有老水廠原水管,且無施工便道可利用,為避免施工期影響已建原水管及節省工程費用,因此建議龍湖洞水庫至井坡鄉段原水管線在泄洪渠右側農田鋪設。

    第二段:過井坡鄉段

    1#線方案:沿井坡鄉南側及東側農田避開井坡鄉已建及規劃區域,再接至X013縣道;

    2#線方案:沿井坡鄉已建道路,至X013縣道。

    方案比較:

    1#線和2#線的比較:

    通過以上比較分析,推薦采用1#線,繞開井坡鄉,取道農田,從井坡鄉南側及東側農田通過。

    第三段:過井坡鄉后至X013縣道與平汝高速交叉口段

    A線:穿過X013道至水庫泄洪渠,沿泄洪渠至平汝高速后沿高速路右側坡地接至與X013縣道交叉口。

    B線:沿X013道至平汝高速交叉口。

    方案比較:

    A#線和B#線的比較:

    通過以上比較分析,推薦采用A線,穿過X013道至水庫泄洪渠,沿泄洪渠至平汝高速后沿高速路右側坡地接至與X013縣道交叉口。

    第四段:過X013縣道與平汝高速交叉口后-----沿X013縣道----106國道-----工業大道-----汝城二水廠。

    最終路線確定:原水管從龍虎洞接出后,沿龍虎洞水庫泄洪渠右側農田鋪設(X013縣道走向平行)至井坡鄉;沿井坡鄉南側及東側農田避開井坡鄉已建及規劃區域,再接至X013縣道;穿過X013道至水庫泄洪渠,沿泄洪渠至平汝高速后沿高速路右側坡地接至與X013縣道交叉口;沿X013縣道路徑106國道-----工業大道-----汝城二水廠。

    針對經濟補償比選分析優化原水管管線走向

    原水管線里程樁13658米,按水流方向擬分三段,A段、B段、C段。

    A段:K0+000---K6+697B段:K6+697---K10+550C段:K10+550---K13+658

    原水管路線途徑農田、旱地及園地、林地,在征地過程中帶來了農田、旱地及園地、林地青苗賠償,其中還包含墳地遷移賠償?紤]旱土及灌木林青苗補償單價較小于其他各個部分,因此在路線優先方案中盡量增加途徑旱地及灌木林區域,對原水管線進行優化設計,提出B、C段優化方案:

    B段優先考慮直連汝城大道規劃路口。

    C段優先考慮沿興科路和汝城大道鋪設。

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