用于基建工程的无人机影像自动化进度与物资统计方法及系统与流程

本发明属于基建工程管理及无人机遥感技术交叉领域，具体涉及一种用于基建工程的无人机影像自动化进度与物资统计方法及系统。

背景技术：

1、基建工程（如道路、桥梁、隧道、大坝、建筑工地等）的施工进度管理与物资统计是工程管理的核心环节。传统方式主要依赖人工现场巡查、手工记录及二维图纸比对，存在以下技术缺陷：

2、（1）效率低下且周期长：人工巡查需要投入大量人力，对于大规模或复杂地形的工地，难以实现高频次、全覆盖的监测，进度统计周期通常以周或月为单位，无法及时发现问题。

3、（2）精度不足且主观性强：人工目测估算进度和物资堆体体积存在较大误差，尤其是对于不规则形状的砂石、土方等材料堆体，传统测量方法难以精确计算其体积和存量。

4、（3）进度与物资数据割裂：现有技术中，进度管理和物资管理往往由不同部门采用不同工具分别进行，缺乏统一的时空基准和关联分析机制，无法判断进度滞后的根本原因是施工效率问题还是物资供应短缺问题。

5、（4）安全风险高：人工进入施工区域进行巡查和测量存在高空坠落、机械伤害等安全隐患。

6、近年来，无人机航拍技术开始应用于工程监测，但现有方案多停留在影像采集和简单拼接层面，缺乏对多期影像的自动比对、物资三维体量计算及进度-物资联动分析的一体化流程。部分方案虽能单独输出进度比对结果或物资存量估算，但未能建立二者之间的空间映射关系，无法实现分区级的精准归因预警。

7、因此，亟需一种能够自动化、高精度地同步获取工程进度与物资数据，并建立两者关联分析机制的技术方案。

技术实现思路

1、本发明旨在提供一种用于基建工程的无人机影像自动化进度与物资统计方法及系统，以解决现有技术中施工进度与物资数据割裂、无法实现分区级联动预警以及空间映射关系缺失的技术问题。

2、第一方面，本申请实施例提供一种用于基建工程的无人机影像自动化进度与物资统计方法，所述方法包括：

3、控制无人机按规划航线定时采集施工区域的多角度影像，并基于所述影像生成三维实景模型；

4、将当前周期的三维实景模型与上一周期的三维实景模型进行配准，通过深度学习语义分割识别各施工分区的实际施工轮廓，并与计划施工面比对，输出各分区的进度偏差值；

5、在同一三维实景模型中，识别并提取材料堆体边界，通过空间三角网法计算每个堆体相对于基准地面的体积，并根据材料密度参数将体积转换为物资存量；

6、基于空间距离最近原则，将每个施工分区与其在三维实景模型中空间距离最近的至少一个物资堆体建立关联，生成空间归属关系表，所述关系表记录每个施工分区所关联的物资堆体标识；

7、查询所述空间归属关系表，获取每个施工分区所关联的物资堆体，基于连续两期物资存量的差值除以时间间隔，计算该施工分区所关联物资堆体的实际消耗速率；

8、查询所述空间归属关系表，将每个施工分区的进度偏差值与该分区所关联物资堆体的实际消耗速率进行对齐，当同一施工分区同时满足进度偏差值超过第一阈值且所关联物资堆体的实际消耗速率低于第二阈值时，自动发出针对该分区的预警信号；

9、当所述三维实景模型中检测到新增或消失的施工分区或物资堆体时，重新执行基于空间距离最近原则建立关联的步骤，自动更新所述空间归属关系表。

10、第二方面，本申请实施例提供一种用于基建工程的无人机影像自动化进度与物资统计系统，应用于如第一方面所述的用于基建工程的无人机影像自动化进度与物资统计方法，所述系统包括：

11、数据采集与建模模块，用于控制无人机按规划航线定时采集施工区域的多角度影像，并基于所述影像生成三维实景模型；

12、进度识别模块，用于将当前周期的三维实景模型与上一周期的三维实景模型进行配准，通过深度学习语义分割识别各施工分区的实际施工轮廓，并与计划施工面比对，输出各分区的进度偏差值；

13、物资统计模块，用于在同一三维实景模型中，识别并提取材料堆体边界，通过空间三角网法计算每个堆体相对于基准地面的体积，并根据材料密度参数将体积转换为物资存量；

14、关系表生成模块，用于基于空间距离最近原则，将每个施工分区与其在三维实景模型中空间距离最近的至少一个物资堆体建立关联，生成空间归属关系表，所述关系表记录每个施工分区所关联的物资堆体标识；

15、消耗速率计算模块，用于查询所述空间归属关系表，获取每个施工分区所关联的物资堆体，基于连续两期物资存量的差值除以时间间隔，计算该施工分区所关联物资堆体的实际消耗速率；

16、预警模块，用于查询所述空间归属关系表，将每个施工分区的进度偏差值与该分区所关联物资堆体的实际消耗速率进行对齐，当同一施工分区同时满足进度偏差值超过第一阈值且所关联物资堆体的实际消耗速率低于第二阈值时，自动发出针对该分区的预警信号；

17、关系表更新模块，用于当所述三维实景模型中检测到新增或消失的施工分区或物资堆体时，重新执行基于空间距离最近原则建立关联的步骤，自动更新所述空间归属关系表。

18、第三方面，本申请实施例提供一种电子设备，包括：

19、处理器；

20、用于存储处理器可执行指令的存储器；

21、其中，所述处理器被配置为执行所述指令时实现如第一方面所述的用于基建工程的无人机影像自动化进度与物资统计方法。

22、第四方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有程序，所述程序指示设备执行如第一方面所述的用于基建工程的无人机影像自动化进度与物资统计方法。

23、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：通过构建空间归属关系表，首次在统一的三维实景模型中建立了施工分区与物资堆体的空间映射关系，使进度偏差与物资消耗能够在同一时空基准下进行关联分析，填补了现有技术中进度与物资金字塔式管理的空白。采用“进度滞后+物资消耗异常”双条件判断逻辑，能够自动区分进度滞后的根本原因（施工效率问题或物资供应短缺问题），并针对具体施工分区发出预警，避免了笼统的整体报警，提高了预警的精准度和可操作性。当施工分区或物资堆体发生变化时，系统能够自动检测变化并重新建立空间归属关系，无需人工干预，适应基建工程动态变化的实际需求。采用无人机自动化采集与ai智能分析，替代了传统人工巡查和手工测量，大幅降低了人力成本和安全风险，同时实现了高频次、高精度的连续监测。生成的进度偏差值和物资消耗速率可关联至数字孪生场景或时序数据库，支持趋势预测、物料采购决策及施工调度优化，助力基建工程管理的数字化转型。

1.一种用于基建工程的无人机影像自动化进度与物资统计方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制无人机按规划航线定时采集施工区域的多角度影像，并基于所述影像生成三维实景模型的步骤具体包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述进度偏差值通过以下方式计算：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述进度偏差值进一步按以下方式集成至数字孪生场景中：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述识别并提取材料堆体边界，通过空间三角网法计算每个堆体相对于基准地面的体积，并根据材料密度参数将体积转换为物资存量的步骤具体包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于空间距离最近原则，将每个施工分区与其在三维实景模型中空间距离最近的至少一个物资堆体建立关联，生成空间归属关系表的步骤具体包括：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于连续两期物资存量的差值除以时间间隔，计算该施工分区所关联物资堆体的实际消耗速率的步骤具体包括：

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将每个施工分区的进度偏差值与该分区所关联物资堆体的实际消耗速率进行对齐，当同一施工分区同时满足进度偏差值超过第一阈值且所关联物资堆体的实际消耗速率低于第二阈值时，自动发出针对该分区的预警信号的步骤具体包括：

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当所述三维实景模型中检测到新增或消失的施工分区或物资堆体时，重新执行基于空间距离最近原则建立关联的步骤，自动更新所述空间归属关系表的步骤具体包括：

10.一种用于基建工程的无人机影像自动化进度与物资统计系统，应用于如权利要求1至9任一项所述的方法，其特征在于，所述系统包括：