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2017
01
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空拍機結合3D測繪 建築技術再進化

撰文/蕭以帆   圖片提供/根基營造

 

五百多年前達文西留下的手稿,透露著展翅飛翔的夢想。電影《看見台灣》,透過空拍攝影,不僅記錄了這片土地的美麗與哀愁,亦滿足了許多人翱遊天際鳥瞰世界的夢想。同時,此工具提供了更遼闊全觀的視角,並以空拍測繪結合BIM技術,讓營造工程邁向全新的里程碑。

近年來,無人空拍機不斷推陳出新,提升飛行穩定度的同時,價格也日趨親民,利用空拍機獲得不同視點的震撼已非遙不可及。而空拍機所拍攝的影像在娛樂或純欣賞之餘,更可利用影像處理軟體進行分析計算,產製帶有三維座標之點雲,生成數值地表模型(DSM)數值高程模型(DEM),或可提供建築工程更多重要的資料。

空拍機不只是照相機和攝影機

過去,使用空拍機生產這些資料必須擔心空拍機的拍攝路線規劃是否適當?拍攝的影像重疊率是否合乎後處理要求?同時也要學習操作三維點雲製作及曲面生成軟體,門檻較高。而目前已有廠商結合空拍機操作APP,設定後可自動進行影像拍攝,上傳雲端自動計算,待作業處理完成後即可將3D模型下載,大幅降低了電腦模型產製的門檻。

利用此整合式的應用系統,只要上傳雲端,等二至三小時就可以取得成果,節省相當多時間及人力成本。在這樣快速且經濟可以取得3D數值地形模型的狀況下,在營造工程上,無論是3D工程記錄、基地及周邊環境模型建立及模擬(建築及土木工程規劃設計、工程現勘)、施工規劃(人機料路線、假設工程配置)等,都提供相當大的協助。

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3D工程記錄 更精省更準確

營造工程的施工記錄是非常重要且必須的。隨著時序演進,從過去的沖洗式相片,進化到數位相片、全景相片、縮時攝影、空拍照片或錄影,現在則可以利用3D測繪技術,記錄各個不同施工階段的完整3D模型。可以從整地階段、假設工程階段、基礎施工、結構體逐層施工、外牆施作、完工驗收等各階段,均留下三百六十度視角,且可自由旋轉、放大檢視的立體模型,使工程記錄的型態演化到另一個層次。既精省了人力及時間,更獲得全面及準確的資訊。

10 11圖說/空拍影像經由雲端計算處裡完成後的3D測繪模型,可放大或旋轉檢視。

善用空拍製作3D模型 優化施工規劃

施工記錄之外,空拍機所獲得的資料對從事施工規劃的人員也提供了更具體的協助:一般而言,施工規劃的人員一定要去看現場,且現場看得要夠仔細、照片要夠多,以免遺漏重要的現地資訊。一旦有新成員加入,光看2D圖面及現勘照片可能仍無法全盤掌握資訊,還是再次跑一趟現場才有臨場感。而這些往復都是巨大的時間成本。

同時,大面積基地的現場高低差,除了依據現況測量圖,不容易在現場感受,照片也很難顯示出來;更遑論有些區域不易到達,只能遠看,拍照也無法掌握完整狀況,也容易產生誤差。

而這些問題,空拍機都可以完美解決。只要派出空拍機執行任務,拍照攝影加3D地形(周邊環境)模型一次搞定,不僅施工規劃時可派上用場,開會討論時使用3D模型溝通也更快速更直覺,即便未到現場勘查的人也可快速進入狀況。而且只要飛機可以照得到的地方,模型就可以看得到,不用身體力行、翻山越嶺。從假設工程的規劃、人機料進出場動線安排、施工淨空淨高檢討等……均可在模型中一覽無遺。

擴增實境 削減想像與現實落差

此外,新建工程本體的BIM建築模型,也可以套疊到生成的3D地形模型中,利用不同的BIM軟體,進行日照光影分析、建築能源分析等,不論規劃團隊在方案產生階段的討論,或是對業主簡報,利用與現場實景模型套繪的3D模型,可以提前在規劃階段看到各個方向、高度的實景呈現,消除想像與實際完工的落差。

而將建築物BIM模型與基地周邊3D模型結合,在BIM瀏覽軟體內(如FUZOR),可利用WALK IN功能模擬人員實際走入模型中的視野。室內環境所見的是建築物BIM模型所建立的物件,室外則顯示了建物外圍的實景。虛擬的建物加上實際的景觀,就如同時下最夯的擴增實境遊戲(寶可夢)一般,可在擴增實境模型中行走,檢討建築、結構、機電、景觀等工程界面,讓建築設計及工程營造也可以變得很有趣。

未命名 -1圖說/利用空拍測繪App進行樹林運動中心測繪之空拍影像。

BIM技術再進化 迎向工業4.0

「工業4.0」(註)這個近兩年來泛濫於各報章雜誌的名詞,催促著大家要努力往前再進步,否則將被此波工業進步的巨輪輾過。根基營造在BIM技術的發展及應用上,持續探討各項創新應用的可能性。在AR/VR、模擬技術、雲端運算這幾個領域,以空拍測繪結合根基營造不斷精進的BIM技術,不僅掌握目前技術發展的趨勢,於規劃設計及施工層面亦帶來可觀的工程實益。

 

本文出自<居心誌No.8 家.溫度>,更多精彩內容

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