看完BIM+無人機技術如何計算土石方工程量，我想說：老板請給我一座山！
BIM+無人機在計算土石方工程量中的應用土石方工程量的核算往往是工程預算與結算中的爭議與焦點，運用BIM建模的方法模擬土石方的開挖與回填，讓人直觀有效地開展土石方的挖運分析與運算，能做到土方平衡計算的精確化與精細化，並且大節約爭議的時間，對項目成本管控發揮了重要作用。
BIM技術在土石方工程量中的計算思路
本篇文章使用Revit軟件來呈現BIM土方計算的思路。
Revit是一款非常智能的設計工具，它能通過參數驅動模型，及時呈現“所見即所得”。我們何不利用Revit軟件依據實際情況繪制出模擬的挖填土方模型，進而得出挖填土方的工程量呢？
需解決的問題：
1. 如何从原始地貌提取出初始数据 ?
2. 如何把数据模型转化为BIM模型 ?
3. 如何从BIM模型得到土方工程量 ?
解決方法：
1. 利用无人机航拍及点云三维成像技术形成模型数据
2. 将影像资料通过软件处理达到模型原材料数据
3. 把数据导入Revit软件之中生成原始地貌模型
4. 再根据设计图纸在原自然地坪模型的基础上绘制基坑开挖模型，两模型之间的差异体量及为土石方开挖量模型，利用Revit直接导出报表则得出土石方开挖量。
① 从原始地貌提取初始数据
無人機攝影測量日益成爲一項新興的測繪重要手段，其具有續航時間長、成本低、機動靈活等優點，是衛星遙感與有人機航空遙感的有力補充。
無人機低空航攝系統一般由地面系統、飛行平台、傳感器、數據處理等四部分組成。地面系統包括用于作業指揮、後勤保障的車輛等；飛行平台包括無人機飛機、維護系統、通訊系統等；影像獲取系統包括電源、GPS程控導航與航攝管理系統、數字航空攝影儀、雲台、控制與記錄系統等。數據處理系統包括空三測量、正射糾正、立體測圖等。
在某案例中我們對原始地貌進行拍照勘測，利用大疆無人機對被測繪的場地地形進行全方位的拍照記錄。
某案例中我們讓無人機飛行到一定高度，高度由照片的精細程度而決定，較高的照片精細度需要無人機低空飛行來采集到更細致的地貌特征，但是過低的飛行高度也會造成鏡頭視角範圍有限，造成測繪工作效率過低。在無人機飛行到適當高度以後,機載的航拍相機鏡頭垂直地面往下拍攝，無人機的航拍路線采用“之”字形沿場地的某一方向來回往返，而無人機的高度始終保持一個海拔面上。這樣機載鏡頭的視角範圍呈現帶狀按次序逐步覆蓋全部場地，這就實現了對地形邏輯有序的全覆蓋拍攝。
將無人機對土方施工場地全方位航拍到位後，在現場或辦公區用電腦查看無人機數據存儲SD卡照片文件夾，這時文件夾內的照片是通過編號有序排列的，通過觀察照片範圍可以看出相機位置在往一個方向平移，上下兩張照片之間有重疊區域。這時，每張照片都帶有該片拍攝時的經緯度、海拔高度、拍攝姿態（角度）等POS信息，這是初始的關鍵信息。
② 初始数据转化为BIM模型
REVIT軟件對帶有經緯度、海拔高度、拍攝姿態（角度）等POS信息的照片是不能直接識別的，需要通過一個“中轉站”對照片進行處理。運用專業的平面影響構建3D模型軟件能夠將照片處理成點雲數據，本篇文章以PHOTOCSAN軟件爲例講述。
1. 对齐照片：Photoscan会按照每张照片的经纬度、高度和角度还原出每个镜头的位置，如图示蓝色镜头示意图按照“之”字形依序排列。
2. 建立密集云：Photoscan将会计算每个点之间的关系，将每一个识别出来的点列入密集计算中
3. 生成网格：有了各个点间的矢量函数关系，Photoscan变了将它们按照实际情况连接起来，构建成为点线面的3D模型
4. 生成纹理：Photoscan根据建立密集云时的数据，将平面影像分配给3D模型，此时的模型拥有内部结构和外部图像，已经形成了初步的3D模型
至此帶有材質覆面的點線面三維模型已在Photoscan中呈現出來，軟件能夠導出多種格式的文件，將Photoscan導出點雲文件，並加載到AutoCAD中，則可在CAD三維視圖中轉變爲具有高程性質的線模型，即得到帶有高程點的三維CAD模型。
③ BIM模型得出土方工程量
1. 把三维CAD模型导入Revit软件，会在三维视图中生成一个模型，即“原始地貌模型”。
2. 如何在“原始地貌模型”的基础上得到土石方的挖填方量，下面有两种方法：
“建築地坪“命令
a. 把“原始地貌”的创建阶段设置为“现有”。
b. 选择体量和场地选项卡中的“平整區域”命令，弹出的对话框点击“创建与现有地形表面完全相同的新地形表面”，点选原有地形打勾确认。
c. 选择体量和场地选项卡中的“建筑地坪”命令，我们参照已有的基坑沟槽二维图纸，运用绘制轮廓与设置标高、坡度的方式自行绘制地坪草图并打勾确认，此时新建地形为“新构造”。
d. 点选“新构造”的地形，软件会自动选择“新构造”与“现有”之间的土方体量，并且左侧属性栏会显示“净剪切/填充”、“填充”、“截面”的值，这些值即为“挖填方净值”、“填方”、“挖方”的量，则土石方的挖方、填方与挖填方净值直接显示出来。
e. 最后需要提出的是，这一方法有一个缺陷：不能在新构造的“建筑地坪”的基础上继续编辑地形，即我们的地形需要在同一区域一次性编辑到位。
“平整區域”命令
a. 把“原始地貌”的创建阶段设置为“现有”。
b. 选择体量和场地选项卡中的“平整區域”命令，弹出的对话框点击“创建与现有地形表面完全相同的新地形表面”或“仅基于周界点新建地形表面”。这时我们参照已有的基坑沟槽二维图纸，运用消除原地形的高程点与创建开挖后的高程点的方式，自行创建想要开挖到的地形表面，并打勾确认。
c. 点选“新构造”的地形，软件会自动选择“新构造”与“现有”之间的土方体量，并且左侧属性栏会显示“净剪切/填充”、“填充”、“截面”的值，这些值即为“挖填方净值”、“填方”、“挖方”的量，则土石方的挖方、填方与挖填方净值直接显示出来。
d. 在这个方法的基础上，则能继续编辑地形。如果要继续开挖并计算，将原先“现有”的地形删除，将编辑过的“新构造”地形创建阶段设置为“现有”，后续方法如上。
BIM土石方算量技術優勢
傳統的土方計算方法存在著計算量大、計算精度不高、數據量大等缺點，而利用“根據地形特征進行區域劃分-近似簡化-采取合適的測量方法取得地形三維特征數據-最後通過三維重構的方法得出計算結果”思維的BIM方法能夠實現快捷精確的計算方法，並且能做到“實際與模型的精確對應”和“所見即所得”。隨著攝影成像的技術迅速崛起，大量國內外優秀的攝影成像軟件已具備了一定的模型分析和計算的能力，未來從地形測量到土方計算結果的獲得，人工成本和時間成本都將大大降低，同時測量的精度也會比傳統測量方法要高上許多。
BIM在土石方平衡中的應用展望
土石方挖填方量的造價分析：運用BIM建模的方法模擬土石方開挖與回填，在直觀有效地開展土石方的挖運分析與運算基礎上，做到土方平衡計算的精確化與精細化，節約解決爭議的時間，對項目成本管控發揮重要作用。土方工程施工仿真模擬：在REVIT之中演算好土方模型後，同時建立土方機械模型（挖掘機、運土車），用內建體量模型模擬單位運土車的土方倒序鋪設，把模型全導入Navisworks或者Lumion中制作演示動畫。制作土方施工方案：運用Microsoftproject結合施工動畫制作初始施工進度表，運用Navisworks演示（盡可能考慮到現場每一個實際情況），得出現場車輛運行路線、路線碰撞等預知信息，並在此信息上不斷優化施工方案。
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