|
Drony pomagają budować drogi
Bezzałogowce coraz śmielej poczynają sobie na placach budowy. Pozyskują informacje o aktualnym zaawansowaniu prac oraz służą do kontroli podwykonawców. Rosnąca liczba zleceń dowodzi, że decydenci uznali tę technologię za na tyle dojrzałą, aby mogła wspierać tak duże inwestycje, jak budowy dróg czy kolei.
Proces inwestycyjny to skomplikowana operacja, która wymaga dobrego zarządzania i optymalizacji zadań. Według raportu McKinsey większość dużych projektów budowlanych kończy się z 20-procentowym opóźnieniem, a 80% inwestycji jest droższych, niż zakładano. Przyczyn tych trudności jest sporo, jednak często zapobiegłoby im wykorzystanie nowych technologii, które m.in. usprawniają przepływ informacji w czasie inwestycji.
Projektowanie i przygotowanie inwestycji
Dane z powietrza są przydatne na wielu etapach budowy dróg, poczynając od przygotowania mapy do celów projektowych oraz samego projektu. Coraz częściej mówi się o wykorzystaniu technologii BIM w budownictwie infrastrukturalnym, co będzie wymagało pozyskania wiarygodnych i aktualnych danych 3D. Takie dane mogą dostarczyć bezzałogowce. W początkowym etapie inwestycji produkty fotogrametryczne pomogą wykryć kolizje czy wycenić prace, które należy zrealizować przed przystąpieniem do właściwych robót, jak wycinka drzew czy wyburzenia.
Warto podkreślić, że wynik prac w postaci ortofotomapy lub chmury punktów jest kompatybilny z aplikacjami typu CAD czy GIS, co ułatwia ich stosowanie. Modele 3D mesh zintegrowane z wizualizacją planowanej inwestycji są świetnym narzędziem do działań związanych z promocją budowy. Ponadto mogą zostać wykorzystane w konsultacjach społecznych, gdzie dyskutowane są różne warianty zagospodarowania terenu.
Pełnię swoich możliwości drony ujawniają jednak dopiero podczas robót bodowlanych. Na tym etapie zarówno koszty, jak i wyzwania związane z zarządzaniem podwykonawcami oraz kontrolą harmonogramu są największe.
Rys. 1. Zdjęcie wykonane w ramach inwentaryzacji dróg lokalnych przed rozpoczęciem inwestycji
Zarządzanie budową
Firma SkySnap na budowie Południowej Obwodnicy Warszawy pojawiła się jeszcze przed rozpoczęciem właściwych prac budowlanych. Na zlecenie wykonawcy – chcącego zadbać o drogi dojazdowe, którymi będzie przemieszczał się ciężki sprzęt – wykonała inwentaryzację dróg na zdjęciach z drona. Dzięki opcji geotagowania w oprogramowaniu QGIS stworzono warstwę punktową, przedstawiającą miejsca wykonania fotografii. W ten sposób można łatwo zweryfikować stan danego fragmentu drogi na dzień wykonywania nalotów (rys. 1).
Drony mogą być również wykorzystywane w cyklicznych nalotach nad miejscem inwestycji. W przypadku budowy dróg dane po raz pierwszy pozyskuje się najczęściej bezpośrednio po wycince drzew, a następnie po odhumusowaniu placu budowy. W ten sposób rejestrowany jest tzw. stan zerowy, do którego odnoszone są kolejne pomiary obrazujące etapy budowy w postaci wykopów i nasypów. Na tej podstawie generowane są raporty o postępach prac, które informują o aktualnym stanie budowy w stosunku do założonego harmonogramu.
Rys. 2. Przykładowy raport dla rozliczanego odcinka drogi
Raporty zmian z drona
Firma SkySnap realizuje teraz wyżej wymienione zadania z zastosowaniem płatowca eBee na budowie Południowej Obwodnicy Warszawy, gdzie głównym wykonawcą jest firma Warbud. Nie jest to jednak pierwsza inwestycja, podczas której drony pozyskują dane o postępie robót. Bezzałogowce obecne były m.in. na budowie odcinków dróg S7, S8 i S17. Włoska firma Astaldi wykorzystała raporty opracowane na podstawie nalotów BSL do pomiarów i nadzorowania budowy obwodnicy Marek. Podczas jednej z misji płatowiec Trimble UX5 w 3 godziny wykonywał zdjęcia dla 150 ha obszaru inwestycji. W kilka dni powstał model końcowy całej budowy wraz z dokładnymi obliczeniami oraz raportami wykonanych prac. Modele charakteryzowały się rozdzielczością przestrzenną na poziomie 3 cm, a błędy na punktach kontrolnych nie przekraczały 5 cm.
Zasadniczym czynnikiem wpływającym na wydajność tej technologii jest stopień automatyzacji, dzięki któremu można szybko uzyskać efekt końcowy w postaci raportu z przyrostem mas ziemnych. Po wygenerowaniu ze zdjęć chmury punktów jest ona poddawana automatycznemu czyszczeniu w programie CloudCompare w celu wyeliminowania wpływu szumu pomiarowego. Następnie w aplikacji Civil 3D chmura punktów przekształcana jest do modelu w postaci siatki trójkątów. Posiadając warstwę odniesienia – w tym przypadku model z poprzedniego cyklicznego nalotu lub stanu zerowego – generuje się raport dla poszczególnych obiektów (rys. 2). Tymi obiektami mogą być np. hałdy zlokalizowane na placu budowy, odcinki wykopów i nasypów czy składowiska kruszyw. Za pomocą algorytmów detekcji zmian firma SkySnap tworzy raporty w postaci rastrów różnicowych, gdzie z wykorzystaniem barwnej prezentacji wykazuje postęp budowy (rys. 3).
Rys. 3. Podstawowy raport z analizą zmian mas ziemnych dla kadry zarządzającej Rys. 1. Zdjęcie wykonane w ramach inwentaryzacji dróg lokalnych przed rozpoczęciem inwestycji placem budowy
Potencjał dronów
Ortofotomapa, numeryczny model pokrycia terenu czy chmura punktów pozyskane z drona mogą znacznie uprościć i przyspieszyć proces inwestycyjny. Należy jednak pamiętać, że bezzałogowiec to jedynie narzędzie do pozyskiwania informacji o terenie, choć bardziej efektywne od klasycznych instrumentów geodezyjnych, a najważniejszy jest końcowy raport przekazywany zleceniodawcy. Dlatego tak istotne jest umiejętne opracowanie i analiza danych.
Paweł Wójcik
kierownik ds. geodezji
SkySnap
Więcej o wykorzystaniu dronów w budownictwie można przeczytać w darmowym raporcie dostępnym na stronie www.dronywbudownictwie.pl
| 
