全站儀在園林施工放線中的應(yīng)用

鄧泗汀

摘要：園林綠化施工的結(jié)果經(jīng)常與園林設(shè)計(jì)之間存在相當(dāng)大的偏差，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是多種多樣的，但園林施工放線過(guò)程中存在的問(wèn)題是引起這些偏差存在的主要原因之一。施工放線作為園林施工的第一道實(shí)施步驟，它對(duì)園林設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確物化，其重要性可謂舉足輕重。

關(guān)鍵詞：園林綠化；施工；全站儀

1 傳統(tǒng)的園林施工放線方式

傳統(tǒng)的園林施工放線多以方格網(wǎng)（現(xiàn)在仍在施工現(xiàn)場(chǎng)廣為采用）和平板儀聯(lián)合經(jīng)緯儀或皮尺（以下簡(jiǎn)稱平板儀聯(lián)合法）方式進(jìn)行，在放線過(guò)程中，同時(shí)再參考圖紙上的現(xiàn)有地物進(jìn)行放線。

1.1 方格網(wǎng)放線法

在圖紙上以一定的尺寸畫好方格網(wǎng)，然后在實(shí)地依相應(yīng)的比例劃出實(shí)地方格（通常為10m×10m），再參照現(xiàn)有的地物進(jìn)行放線。

方格網(wǎng)法放線本身就不是一種嚴(yán)謹(jǐn)、精確的方法，而是一種粗略的估算法，它的運(yùn)用一方面受到地域地形條件的限制，另一方面又與放線的實(shí)施人的判斷力有很大的關(guān)系，因此結(jié)果存在著一定差異。當(dāng)?shù)匦屋^為復(fù)雜或施工地域較大時(shí)，這種方法只能作為參考，更多地要依靠現(xiàn)有地物進(jìn)行放線。對(duì)于地域范圍大，又缺少地物時(shí)，這種方法就難以進(jìn)行正常工作，即便是能將線放出來(lái)，其結(jié)果也是偏差很大。

但方格網(wǎng)對(duì)放線設(shè)備沒(méi)有更多的要求，在缺乏相應(yīng)設(shè)備的條件下，能完成小范圍的園林施工放線工作。由于它是估算型放線，所以這種方法只能作為一種參考放線方法，不能成為真正意義上的施工放線。

1.2平板儀聯(lián)合法

平板儀聯(lián)合法比單純用方格網(wǎng)法進(jìn)行放線，在理論上更為精確。平板儀聯(lián)合法的用法在于，用平板儀定出目標(biāo)點(diǎn)的方向，用測(cè)量工具在這個(gè)方向上定出距離，從而確定這個(gè)目標(biāo)點(diǎn)的位置。這種方式對(duì)于平面園林的布局放線有一定的優(yōu)勢(shì)。但平板儀聯(lián)合法放線也會(huì)受到很多條件的限制：因?yàn)槠桨鍍x放線時(shí)，要把設(shè)計(jì)圖紙展在平板上，所以對(duì)其影響首先是天氣條件，刮大風(fēng)可能影響平板儀的穩(wěn)定，下雨則會(huì)淋壞圖紙從而不能正常開展工作；其次是受地形限制較大，由于平板儀自身的結(jié)構(gòu)，在地形塑造過(guò)程中或者原始地形復(fù)雜的地塊則不能正常展開工作；又如在放線過(guò)程中，由于操作者必須與平板儀上的圖紙接觸，可能會(huì)引起定向的移位，從而帶來(lái)方向上的偏差。當(dāng)圖面上的目標(biāo)點(diǎn)太多時(shí)，需要多次換站點(diǎn)，所以其工作效率較低。

1.3不論是方格網(wǎng)法還是平板儀聯(lián)合法，它們?cè)诘匦嗡茉斓姆啪€過(guò)程中從理論上就存在誤差。因?yàn)檫@兩種方式都是平面數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，不具備立體數(shù)據(jù)處理能力。

從圖紙上測(cè)到的圖上距離都是這些點(diǎn)在水平面上投影的距離，通過(guò)比例尺換算OA，OB，OC得到的實(shí)際距離其實(shí)是地形斷面圖中水準(zhǔn)面上的的OA，OB，OC等距離，并不是空間中OA，OB，OC的距離，即 OA≠OA， OB≠OB， OC≠OC，但在放線過(guò)程中則認(rèn)為成：OA=OA， OB=OB， OC=OC，所以從這個(gè)層次上講，這兩種方式放線的結(jié)果與實(shí)際都是有偏差的。此外，這兩種方法在進(jìn)行地形塑造時(shí)，都需要再配合水準(zhǔn)儀等儀器，才能進(jìn)行高程控制。這樣更增加了偏差的可能性。

總之，方格網(wǎng)法和平板儀聯(lián)合法放線都不能精確地進(jìn)行園林施工放線。那么，如何才能做到園林施工的精確放線呢？

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是GPS和全站儀技術(shù)及計(jì)算機(jī)輔助制圖（Autocad）的發(fā)展，使園林施工精確放線成為可能。GPS系統(tǒng)較為昂貴，目前園林施工實(shí)踐中較少使用，而全站儀不僅相對(duì)便宜且能夠解決這些問(wèn)題，下面就全站儀（拓普康GTS-311）進(jìn)行園林施工精確放線作一介紹。

2 全站儀（拓普康GTS-311）在園林施工精確放線中的應(yīng)用

2.1全站儀簡(jiǎn)介

全站儀是全站型電子速測(cè)儀的簡(jiǎn)稱，又被稱為“電子全站儀”，是指由電子經(jīng)緯儀、光電測(cè)距儀和電子記錄器組成的，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)角、自動(dòng)測(cè)距、自動(dòng)計(jì)算和自動(dòng)記錄的一種多功能高效率的地面測(cè)量?jī)x器。電子全站儀進(jìn)行空間數(shù)據(jù)采集與更新，實(shí)現(xiàn)測(cè)繪的數(shù)字化。

拓普康（GTS-311）相關(guān)參數(shù)：測(cè)角精度：±2“/5”，絕對(duì)法測(cè)角，無(wú)須過(guò)零檢驗(yàn)；測(cè)距精度：±（2mm+2×10-6.D）；測(cè)程：3km/一塊棱鏡；高速測(cè)量：精測(cè)1.2s，粗測(cè)0.7s，跟蹤0.45s；可存貯8000個(gè)觀測(cè)點(diǎn)或16000個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)；裝有雙軸補(bǔ)償器，可提供電子氣泡用于整平，并可自動(dòng)改正由于整平誤差對(duì)水平角和豎直角觀測(cè)的影響。

2.2全站儀的優(yōu)勢(shì)

①數(shù)據(jù)處理的快速與準(zhǔn)確性。全站儀自身帶有數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，可以快速而準(zhǔn)確地對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，計(jì)算出放樣點(diǎn)的方位角與該點(diǎn)到測(cè)站點(diǎn)的距離。我們可以在Autocad中方便地查出OA、OB、OC等各點(diǎn)的X、Y坐標(biāo)，同時(shí)也可以查出相應(yīng)點(diǎn)的設(shè)計(jì)高程（Z坐標(biāo)值），只要把這些數(shù)據(jù)從電腦中通過(guò)數(shù)據(jù)線傳輸?shù)饺緝x中（一次最多可輸入16000個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)值），全站儀便能快速而準(zhǔn)確地計(jì)算出O、A、B、C等的實(shí)際距離（而不是OA、OB、OC等的值）及相應(yīng)的A、B、C等點(diǎn)的方位角。由于測(cè)距和測(cè)角的精度很高，所以完全可以做到精確定點(diǎn)放線。

②定方位角的快捷性。全站儀能根據(jù)輸入點(diǎn)的坐標(biāo)值計(jì)算出放樣點(diǎn)的方位角，并能顯示目前鏡頭方向與計(jì)算方位角的差值，只要將這個(gè)差值調(diào)為0，就定下了要放樣點(diǎn)的方向，然后就可進(jìn)行測(cè)距定位。

③測(cè)距的自動(dòng)與快速性。全站儀能夠自動(dòng)讀出距離數(shù)值，只要將棱鏡對(duì)準(zhǔn)全站儀的鏡頭，全站儀便可很快讀出實(shí)測(cè)的距離，同時(shí)比較它自動(dòng)計(jì)算出的理論上的數(shù)據(jù)，并在屏幕上顯示出兩者的差值，從而可以判斷棱鏡應(yīng)向哪個(gè)方向再移動(dòng)多少距離。到顯示的距離差值為0時(shí)，表明那時(shí)棱鏡所在的位置就是要放樣點(diǎn)的實(shí)際位置。

④定完一個(gè)點(diǎn)后，可按“下一個(gè)（next）”鍵調(diào)出下一個(gè)要放樣的點(diǎn)，重復(fù)②～③步驟，便可依次放出其它各點(diǎn)。

⑤由于全站儀體積小重量輕（只有4.9kg）且靈活方便，較少受到地形限制（除非全站儀無(wú)法看到棱鏡），且不易受處界因素的影響（只要三角架扎穩(wěn)，一般不會(huì)引起儀器的偏移），只要合理保護(hù)全站儀，即使在復(fù)雜的自然條件下也可以照常工作。

⑥由于所有的計(jì)算是由全站儀自動(dòng)完成，所以放線過(guò)程中不會(huì)受到參與者個(gè)人的主觀影響。

2.3 全站儀（拓普康GTS-311）在園林施工放線中應(yīng)用實(shí)例

本次綠化施工放線工作的任務(wù)是把綠化設(shè)計(jì)圖上共10000多棵樹的種植點(diǎn)位放樣到現(xiàn)實(shí)地域中，樹木種類多達(dá)60余種，呈自然式布局方式。由于該區(qū)域及緊臨的大堤呈現(xiàn)不規(guī)則的S形，且地面參照物較少，定位樹木數(shù)量大，種類多，投資單位要求要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行施工，因而最終決定用全站儀進(jìn)行施工放線。

在運(yùn)用全站儀進(jìn)行放線前，我們作了一些必要的準(zhǔn)備工作，首先是對(duì)種植設(shè)計(jì)施工圖紙上的樹木按就近同類的原則進(jìn)行編號(hào)，比如把位置相近的幾棵銀杏編號(hào)為1，把旁邊的幾棵白臘編號(hào)為2等，同類樹木由于位置不同可以有不同的編號(hào)（主要以位置作為編號(hào)的參考依據(jù)），再在這個(gè)編號(hào)下分別標(biāo)出這些個(gè)體的代號(hào)，比如：1.1，1.2，1.3……；2.1，2.2，2.3，2.4……再?gòu)腁utocad中命令“List”查出每一個(gè)編號(hào)的樹木群體中個(gè)體的X、Y、Z值，最后找到現(xiàn)有地物在圖紙上的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的坐標(biāo)值（至少有兩個(gè)這樣的點(diǎn)位），后再編號(hào)，最終將這些數(shù)據(jù)通過(guò)格式轉(zhuǎn)換工具轉(zhuǎn)換成全站儀（拓普康GTS-311）能識(shí)別的格式，用數(shù)據(jù)線將這些數(shù)據(jù)輸入全站儀中。

下一步即可以進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)放線。架儀器前，準(zhǔn)備好大量的木樁作為標(biāo)記物，根據(jù)圖上編號(hào)及同一編號(hào)中樹木的數(shù)量對(duì)木樁進(jìn)行編號(hào)（用油漆在木樁上寫相應(yīng)的號(hào)碼），完成后，在工作區(qū)域找到圖紙上標(biāo)明的實(shí)際地物點(diǎn)，一個(gè)作為站點(diǎn)，一個(gè)作為后視點(diǎn)，在站點(diǎn)上安放全站儀，調(diào)平儀器，調(diào)出相應(yīng)的放樣程序，輸入站點(diǎn)點(diǎn)號(hào)（已在查其坐標(biāo)時(shí)進(jìn)行編號(hào)），再輸入后視點(diǎn)點(diǎn)號(hào)（已在查其坐標(biāo)時(shí)進(jìn)行編號(hào)），將全站儀目鏡對(duì)準(zhǔn)那個(gè)后視點(diǎn)，點(diǎn)選“ok”，再調(diào)用“放樣”程序，然后依次調(diào)用各點(diǎn)號(hào)，按②～④的方法分別定出各個(gè)點(diǎn)位，拿相應(yīng)點(diǎn)的木樁進(jìn)行標(biāo)記。通過(guò)用全站儀放線的方式，我們精確而快速地把圖紙上的設(shè)計(jì)符號(hào)變成了現(xiàn)實(shí)中的種植點(diǎn)位。

從實(shí)踐中，我們感到全站儀能夠?qū)崿F(xiàn)園林施工的精確放線，提高工作效率，用全站儀進(jìn)行園林施工放線能最大限度地減小園林施工的結(jié)果與園林設(shè)計(jì)的偏差。

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