房建工程的信息化技術(shù)運用發(fā)展淺析

詹濤　周楊

[摘要]從第一次工業(yè)革命認識到機械化對于工作效率和成型結(jié)果的飛躍式提升，經(jīng)歷三次工業(yè)革命到如今一一信息化的新世界。信息化的操作、機械化的推進也滲透到了勞動力集中型的建筑行業(yè)，隱約將對建筑行業(yè)的原本運行方式產(chǎn)生大的變革。特別是對于房建工程，從地基的地形信息圖繪制，到主體結(jié)構(gòu)的坐標信息錄入及糾正，更有AR的立體三維圖形繪制和呈現(xiàn)，這些代表著未來科技感的信息化發(fā)展將全面加速，本文簡單分析在房建工程中，現(xiàn)在和即將可能出現(xiàn)的信息化應用發(fā)展，對促進房建工程的發(fā)展提出自己的看法。

[關(guān)鍵詞]房建工程；信息化；新技術(shù)機械的應用

1、引言

21世紀的新紀元，全面進入信息化革命的高速階段，對各行業(yè)都充滿著顛覆性，對于房屋建筑工程亦不例外。目前房建工程依靠的還是勞動力密集型和樣板呈現(xiàn)型，地形圖的繪制、主體結(jié)構(gòu)的花費大量的時間，到后期裝修的修修改改，無法預見性的查看裝修成型效果等等一些常見問題，都制約著房屋建筑的高速推進，以及容易出現(xiàn)質(zhì)量通病等小缺陷。

針對這類制約問題，每年住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部工程質(zhì)量安全監(jiān)管司都將組織發(fā)布“建筑業(yè)十項新技術(shù)”，其中最后一項便是信息化技術(shù)。

2、信息化在工程的運用的現(xiàn)狀

2.1地形圖繪制

地形圖是前期進行工程方案設(shè)計的一個重點參考標準，為概算和投入預估提供重要的參考，特別是貴州等山地較多的區(qū)域，很多時候的房建工程都是開山越嶺，對山體進行全面開挖，達到合適的高度和面積時才能進行后續(xù)工序施工，而目前新型的全站儀可以完成工業(yè)目標的高精度測量，GPS可以全天候、一天24小時精確定位全球任何位置的三維坐標，但它們多用于稀疏目標點的高精度測量。

面對貴州山區(qū)縱橫、野林遍布的情況，而目前主流應用的兩種測量方式一全站儀和GPS，全站儀必須要求通視，視野光線條件受限很多。每次轉(zhuǎn)點都需要重新建站對后視，且轉(zhuǎn)點有累計誤差，作業(yè)效率不高。而GPS受衛(wèi)星信號影響很大，必須茌相對空曠無遮擋的地域作業(yè)。均在面對貴州的地質(zhì)情況時，都將受大限制，情況嚴重時更無法完成測量任務(wù)。即使面對平原丘陵地區(qū)，也需耗費大量人力和時間，才能取得該位置較為精確的數(shù)據(jù)。

2.2裝飾的樣板、效果圖及3Dmax

“這是一個看臉的世界”對于這句頗有玩笑意味的話也精確的表現(xiàn)了房建工程中裝飾裝修的重要性。房建裝修不同于其他一次性成品的試驗性，可以提前給客戶看到成品。目前的房建成品展示效果有兩類一樣板房和效果圖。

首先樣板房時針對于較大型的酒店、商住樓等高層建筑，投資較大，利潤空間豐厚，能提取部分投資用于樣板房的搭建，樣板房是對外展示的窗口，供各方領(lǐng)導和各位業(yè)主進行觀看的標準；也是施工方面進行調(diào)整的參考，可以根據(jù)樣板房的觀察，調(diào)整其不滿意和不適合的地方，具有相對的直觀性和全面性。但同樣的就是造價高昂，僅對于大型工程適用，且樣板房后期的處理方式容易造成浪費，無法全面推廣。

而效果圖則是一種妥協(xié)的解決方式，以skech uD或者3Dmax等軟件進行繪制立體三維圖，在電腦屏幕前呈現(xiàn)。目前優(yōu)秀的效果圖繪制設(shè)計師就可以完全還原房屋的整體效果，和光線、水面和各類反射效果，達到實景照片的效果。而且僅在電腦軟件中操作，對設(shè)計工程師有較高要求外，不需要花費額外的物質(zhì)資源，成本降低，對于個人房屋的裝修是目前的最佳解決方案。但缺點便是無法感知空間，客戶無法對其房屋感受到三維的空間和對實體性修改的直接性，簡單的說便是無法體會沉浸式的裝修系統(tǒng)。

3、信息化的發(fā)展前景

針對上段中的兩個例子，便可以找到目前房建工程在信息化方面的應用前景，下面便是針對以上兩個例子的簡單分析

3.1地形圖的掃描自動繪制，無人機

三維激光掃描和三維圖形呈現(xiàn)，再加上如今商用無人機全面應用，便是房建工程后對于地形圖繪制的新方向。

三維激光掃描便是對于測量準確性和多地形的適用性的解決之道。三維激光掃描技術(shù)是通過高速激光掃描測量的方法，高分辨率地獲取被測對象表面的三維坐標數(shù)據(jù)，以逐點掃描的方式，真實再現(xiàn)所測物體的三維立體景觀。在逐步數(shù)字信息化的今天，三維已經(jīng)逐漸的代替二維，因為其直觀是二維無法表示的，三維激光掃描儀每次測量的數(shù)據(jù)不僅僅包含X，Y，Z點的信息，還包括R，G.B顏色信息，同時還有物體反色率的信息，這樣全面的信息能給人一種物體在電腦里真實再現(xiàn)的感覺，是一般測量手段無法做到的。

而無人機的推行便是針對測量便利性和惡劣地形的可行性。此處無人機并非指的式無人戰(zhàn)斗機，而是DJI等商業(yè)公司開發(fā)的商用、民用無人機。此類無人機機身小巧，重量較輕，攜帶方便，配有攝像頭，可懸掛載重。對于山地區(qū)域的測量，便是適用無人機配合三維激光掃描，并配合骯拍，進行全面直觀的地形圖繪制。無人機實現(xiàn)了電子化、信息化、智能化巡檢，提高了地形測量的工作效率、圖形的可靠率。而在高山野林等地形復雜的區(qū)域，絲毫不受地面狀況影響，既免去攀爬開路之苦，又能勘測到人眼的視覺死角，對于地形圖繪制很有幫助。

3.2 AR、MR技術(shù)應用，混合現(xiàn)實的現(xiàn)場效果

目前科技界最火爆的莫過于VR（VirtualReal_tv虛擬現(xiàn)實），便是對于沉浸式體驗的一次技術(shù)革新，而同樣的AR（AugmentedReality增強現(xiàn)實）以及MR（Mix reality混合現(xiàn)實）也開始進入大眾視野。而AR和MR的技術(shù)便是對于裝修樣板房和效果圖的結(jié)合，解決直觀性和實用性難題的解決之道。

AR系統(tǒng)是一種將真實世界信息和虛擬世界信息“無縫”集成的新技術(shù)，是把原本在現(xiàn)實世界的一定時間空間范圍內(nèi)很難體驗到的實體信息（視覺信息，聲音，味道，觸覺等），通過電腦等科學技術(shù)，模擬仿真后再疊加，將虛擬的信息應用到真實世界，被人類感官所感知，從而達到超越現(xiàn)實的感官體驗。真實的環(huán)境和虛擬的物體實時地疊加到了同一個畫面或空間同時存在。

因此可以看出它具有三個突出的特點：①真實世界和虛擬的信息集成②具有實時交互性；③是在三維尺度空間中增添定位虛擬物體。而在房建工程中便能用于將規(guī)劃效果疊加真實場景中，以直接獲得規(guī)劃的效果。

4、信息化發(fā)展的阻礙與困難

信息化的發(fā)展前景很好，但真正落實到商業(yè)用途還存在著諸多困難。

4.1科技轉(zhuǎn)化為商用的限制

目前AR和MR的技術(shù)并不成熟，僅微軟推出了hololens的開發(fā)者版本，并未能正式進入市場，在進行虛擬與現(xiàn)實結(jié)合的圖像中，角度和可視范圍均有局限性，無法如同其宣傳片中的360。全景。而后設(shè)備的高昂費用，還無法正式對大多數(shù)場景運用，需要等待技術(shù)進一步的更新與推進。

還有一個就是技術(shù)本身的瓶頸。無人機要配合三維掃描，則必須附帶掃描儀器，對于無人機的載重量和穩(wěn)定性提出要求，且掃描儀在進行工作測量期間保持穩(wěn)定和可調(diào)節(jié)性，并且需要一定的飛行懸停時間來保證工作的不間斷。都將是后續(xù)需要解決的問題

412專業(yè)性的提升，人員更新

新的技術(shù)，便會造成新的人員更替。在房建工程便會需要大量的專業(yè)性操作人員，對無人機的操作、AR的技術(shù)性運用、三維掃描的繪制操控等都具有強烈的專業(yè)性，而在全新的技術(shù)面前，專業(yè)人才的積累必定是薄弱的，無法滿足整體行業(yè)性的全局追求。

總結(jié)：

隨著信息化建設(shè)的全面推進和科技的高速發(fā)展，原有的效率底下的勞動力密集型方式將會迎來一次大的變革，房建工程是關(guān)系著每個人的生活，信息化是不可避免的，且是前景光明的。本文僅從地形圖繪制和裝修呈現(xiàn)兩個小方面提出簡單的分析，無論從便利性、實用性和全面性，新的信息化發(fā)展將有助于房建工程更好的開拓，我們都對未來的信息化充滿希望和憧憬。