利用无人机图像和GIS构建数字化工地管理
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建筑公司如何通过简单的方式引入新技术，以优化他们工地上的工作流程
过去的五年，建筑行业经历了巨大的变革，积极采纳新技术和新方法。建筑业规模庞大、对整个世界产生深远影响，人们逐渐认识到，这个行业的效率远未达到其应有水平。近年来，该行业发生了迅速而显著的变化。几年前，许多工地上使用的技术还只是理论上的概念，而现在已经成为普遍的现实。该行业仍有很大的进步空间，建筑公司及其员工对适应新技术的兴趣高昂。
巴士菲尔德与戈里 是美国最大的建筑公司之一，总部位于美国东南部，负责承揽各类项目，涵盖娱乐场馆、医疗、教育等多个领域，他们积极采用新技术，以确保他们能够尽可能高效地完成项目。
最近，刘明和张丽 ，他们都在巴士菲尔德与戈里的创新部门工作，与《地理周刊新闻》进行了交流。在这次对话中，他们讨论了如何将新技术，特别是无人机图像和GIS辅助的“数字化工地管理板”引入他们的项目，这些技术为他们的工作增添了什么价值，以及他们为未来正在研发的一些其他工具。
“数字化工地管理板”是一种工程项目管理工具，用于数字化记录和跟踪施工现场的各种信息，如地下设施、资产、材料和其他相关数据。这种工具可以提供准确的实时信息，帮助施工团队更好地协调和管理工地上的各种任务和资源。
现代建筑工作流程一瞥
刘明和张丽分别负责无人机和GIS项目，他们的工作相辅相成，为工地上的人提供了关键的、准确的、易于使用的信息。刘明描述了使用无人机测绘的传统工作流程，这一流程已经发展多年，从2017年公司只有一架无人机到今年底在不同工地上已拥有38架无人机。传统上，他说，他们会将无人机飞越工地，然后将地下资产的地图叠加到无人机地图上。
然而，随着数据的不断积累，出现了一些新的挑战。他说：“一开始效果很好，直到我们意识到我们获取了更多的数据，每周地图都在发生变化。这堆木材在这里，但在这个管理板上却没有，所以我们不得不每周打印一个新的管理板，但这不仅费用高昂，而且在逻辑上也不太可行，每周都打印一个六乘六英尺的管理板。”
这就是张丽在GIS方面的工作发挥作用的地方，他使用了Esri工具来解决这个问题。他说：“我们引入了Esri作为GIS平台，以能够从项目中删除纸张，比如使用Site Scan。”
利用Site Scan，他们能够将无人机图像与合同文件或现场工程师收集的CAD文件叠加在一起，并确保它们正确定位，以获取准确的工地描述。张丽将这与使用卫星图像进行比较，后者可能要老得多，因此不太准确，甚至可能存在问题，比如云层遮挡，而无人机图像则没有这些问题。
使一切尽可能简单
在谈论将新技术引入建筑工作流程时，公司可以从宏观层面讨论如何引入这些工具以及它们如何改进项目。然而，当涉及将这些技术实际应用于现场工作人员时，情况就变得完全不同且更为复杂。有人认为建筑行业通常不太愿意接受和采用新的技术和方法，尽管这种看法有时不太公平。但至少在某些情况下，这个行业对于引入新技术的改变可能较为保守，可能需要一些时间和努力来适应。巴士菲尔德与戈里意识到了这一点，刘明和张丽都强调了在使“数字化工地管理板”技术运作时的简单性。
具体而言，他们确保现场工作人员能够使用他们已经熟悉的技术和设备来访问和使用信息。在工地周围的各个地方都放置了二维码，以便随时查看这些数字化工地管理板。尽管二维码在过去对于不熟悉的人可能会引起一些混淆，但自从COVID-19大流行以来，二维码已经变得非常普遍。
他们还确保ArcGIS Online门户的界面尽可能简单，只包含他们所需的少量按钮。张丽指出，他们花了大约一年的时间来开发这些解决方案，经过多次试验和错误最终确保一切对现场工作人员来说尽可能容易使用。使用技术固然很好，但只有当现场工作人员能够并愿意利用它时，您才能获得好处。
在谈到这一点时，刘明说：“我们在名片大小的贴纸上贴有二维码，操作员可以将其粘贴在驾驶室的窗户上，每天都有更新的数字化工地管理板。或者，工地主管可以将其贴在头盔上，甚至可以贴在铁锹上。您可以把它放在工地的任何地方，所以我们确实没有给人们选择的机会，不能说我不懂，或者我觉得太难理解。您有手机，每天都用，只要拿出来，平台就在那里。”
收获的好处
要确定新技术项目对一个大公司的确切好处是多少，特别是像这样的公司，特别是今年才广泛实施这些技术，可能有些困难。不过，刘明和张丽都举了一些例子，说明这些数字化工地管理板为项目带来了什么好处。
例如，刘明谈到了该公司在圣安东尼奥进行的一个项目，该项目的电力分包商正在测量从电线杆到临时电源线的距离。为了这样做，他正在测量步数来测量距离。当无人机驾驶员看到这一幕时，他告诉分包商他们在前一天已经飞过工地，可以通过数字化方式测量距离。刘明说，他只需要“在屏幕上轻点两下，就发现距离是150英尺”，他还补充说，分包商“对工地已经被测绘出来，他们可以立即进行测量感到很吃惊”。
张丽还谈到了在数字模型中工作以查找这些距离的能力，他提到他们正在建设的一个教育设施。他说，工地上已经有一块起重机垫，他们能够使用无人机图像与他们的合同文件或现场工程师收集的CAD文件来测量起重机臂长度周围的区域，以确定是否可以使用现有的起重机垫。结果他们确实需要重新浇筑一个，但他指出他们能够迅速收集这些信息，而在传统情况下，他们可能会从一开始就重新浇筑一个。
持续展望未来
在巴士菲尔德与戈里的创新部门工作，刘明和张丽在将上述工作流程引入现场之前一直在进行这项工作，尽管他们仍在进行这项工作，但他们还讨论了一些可以引入建筑工作流程的未来技术。例如，刘明谈到了无人机测绘辅助的自主施工设备。
他说：“在绿地工地或交接工地上，我们可以飞行一架激光雷达无人机，仅在几小时内就能获得非常准确的地形图。然后，我们有新的自主平整设备，推土机和挖掘机，我们可以将表面文件发送到设备上，然后告诉它：‘你从这里开始。’ 它使用GPS来定位自己，设计团队说：‘它应该是这样的，’ 设备可以自动工作，直到达到设计表面。”
虽然这项技术尚未完全实现自动化，但自主操作正在迅速发展。未来，将不需要人类在驾驶室里推动设备前进和后退，而是可以通过这项技术实现自动化操作。就像五到十年前，工地上的无人机还只是理论上的概念一样，现在自主平整设备已经越来越接近成为现实。
他们还讨论了新兴技术，如增强现实和高级可视化，以及更多的GNSS功能的利用。张丽说：“关于数字孪生访问，特别是GPS数据，我们正在与全球导航卫星系统 (GNSS) 合作，试图将其添加到一个实时更新的数字化工地管理板中，不必使用全站仪的技术手段，而是由项目经理、主管，甚至是实习生能够拿起手机和GNSS测量仪，收集数据并进行实时更新，以便每个人都能看到。”
