一種快速簡(jiǎn)便的街道立面圖測(cè)繪方法

殷邵剛 官國(guó)柱

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2.國(guó)家測(cè)繪地理信息局海南基礎(chǔ)地理信息中心海南?？?570203）

一種快速簡(jiǎn)便的街道立面圖測(cè)繪方法

殷邵剛1官國(guó)柱2

（1.海南鑫?？睖y(cè)信息咨詢有限公司海南海口 570208；

2.國(guó)家測(cè)繪地理信息局海南基礎(chǔ)地理信息中心海南?？?570203）

文章簡(jiǎn)要介紹街道立面測(cè)繪的常用方法，作者提出采用數(shù)碼相機(jī)、手持激光測(cè)距儀加全站儀快速進(jìn)行外業(yè)數(shù)據(jù)采集，并在ACAD中采用圖解方法，實(shí)現(xiàn)街道立面圖測(cè)繪。同時(shí)，在應(yīng)用此方法時(shí)要減小量測(cè)誤差，并提出注意事項(xiàng)，給出實(shí)際案例。

街道立面測(cè)繪；數(shù)碼相機(jī)；手持激光測(cè)距儀；圖解

1 前言

每個(gè)城市都有自己的地域、歷史和時(shí)代特征。隨著城市的快速發(fā)展，不同時(shí)期的臨街建筑及街頭景觀的格調(diào)就有可能顯得極為不協(xié)調(diào)。為了使城市的整體或某一區(qū)域的風(fēng)格統(tǒng)一，形成自己鮮明的特點(diǎn)，給人以美的感受，就得進(jìn)行街道立面改造，此時(shí)需要對(duì)街道立面進(jìn)行測(cè)繪，并進(jìn)行立面面積量算，為設(shè)計(jì)人員提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

2 常用的街道立面測(cè)繪方法

建筑立面測(cè)繪方法較多，目前采用的有多基線數(shù)字近景攝影測(cè)量、三維激光掃描儀（或車載三維激光掃描系統(tǒng)）測(cè)量、傳統(tǒng)的全站儀測(cè)量等方法進(jìn)行街道立面測(cè)量。最為常用的是傳統(tǒng)的全站儀測(cè)繪。這些方法，有的獲取的數(shù)據(jù)多，能較為完整地反映建筑物的特征，但儀器設(shè)備價(jià)格昂貴，作業(yè)成本高；有的能快速獲取數(shù)據(jù)，但處理較為麻煩，可操作性較差；有的操作簡(jiǎn)便，但受各種自然條件限制較大，各有利弊。

3 街道立面測(cè)繪的要求及特點(diǎn)

街道立面測(cè)繪實(shí)際上是要求測(cè)繪臨街建筑向著街道的一面，主要反映的是建筑臨街一面的長(zhǎng)、高幾何關(guān)系（正立面），以及建筑物間距較寬、可從街道上看清、構(gòu)成街道景觀的側(cè)面的寬、高幾何關(guān)系（側(cè)立面），以及建筑物的屋面、門窗、陽(yáng)臺(tái)、臺(tái)階、勒腳，室外樓梯、墻、柱、墻面分割線等建筑外貌形狀和特征。建筑物在普通地形圖上的表達(dá)是其長(zhǎng)、寬在平面上的投影。建筑物在街道立面圖上的表達(dá)是其長(zhǎng)、高或?qū)?、高在平面上的投影，基本特征是“高相等、長(zhǎng)對(duì)齊”?，F(xiàn)在一般采用的繪圖軟件是ACAD。

4 數(shù)碼相機(jī)、手持激光測(cè)距儀和全站儀街道立面測(cè)繪

目前最為常用的方法是采用全站儀進(jìn)行街道立面測(cè)繪。如同普通地形測(cè)繪一樣，采用坐標(biāo)法，測(cè)量建筑物各個(gè)特征點(diǎn)的坐標(biāo)，大多采用免棱鏡全站儀，對(duì)不宜放置棱鏡的建筑物特征點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量。在ACAD中，以街道走向?yàn)閅軸，高程值表達(dá)為X軸坐標(biāo)，展點(diǎn)繪制即可。但測(cè)繪時(shí)易受街道上的樹木、臨時(shí)構(gòu)筑物、車輛、人流的遮蔽干擾，往往需要其他測(cè)量手段進(jìn)行補(bǔ)救。

建筑物一旦建成，其各部位的幾何關(guān)系是固定的，但建筑物的許多部位一般情況下是無(wú)法到達(dá)的；基于此，我們采用的是手持激光測(cè)距儀、數(shù)碼相機(jī)及全站儀的方法進(jìn)行街道立面測(cè)繪。

首先，采用全站儀對(duì)街道臨街建筑物進(jìn)行簡(jiǎn)單的采集。主要是確定其平面間距及高程位置相互關(guān)系，每棟建筑物只需采集落地面的一兩個(gè)特征點(diǎn)即可；其次，采用手持激光測(cè)距儀，對(duì)每棟建筑物外輪廓進(jìn)行量測(cè)，對(duì)能采集到的建筑物中各部件（如門、窗等等）的幾何尺寸及相互關(guān)系也進(jìn)行量測(cè)，這時(shí)需繪制較為詳盡的各棟建筑物的草圖，以及各棟建筑物間的相對(duì)位置關(guān)系尺寸，然后用數(shù)碼相機(jī)對(duì)需表達(dá)的建筑物外型（正面、側(cè)面）進(jìn)行拍照。

將這些資料統(tǒng)一轉(zhuǎn)入ACAD中，以特征點(diǎn)為基點(diǎn)對(duì)齊，先將全站儀及手持測(cè)距儀測(cè)量的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確地繪制出來(lái)，然后將數(shù)碼相機(jī)拍攝的照片，按特征點(diǎn)以已繪制的建筑物對(duì)其，再逐一對(duì)需要的建筑物特征進(jìn)行圖解繪制。

這里需注意的是，相機(jī)拍攝的照片是中心投影的，離像主點(diǎn)越遠(yuǎn)其變形越大，且拍攝時(shí)像主點(diǎn)不可能與建筑物的幾何中心重合，而立面圖是正射投影的，每點(diǎn)是沒(méi)有變形的。因此，繪制時(shí)，相片不能一次對(duì)齊，而是以局部的特征點(diǎn)為準(zhǔn)多次對(duì)齊，相當(dāng)于進(jìn)行局部逐格網(wǎng)糾正，以減小變形誤差，達(dá)到量測(cè)精度。

另外，數(shù)碼相機(jī)的分辨率、拍攝建筑物的角度、位置以及手持激光測(cè)距儀量取建筑物的準(zhǔn)確程度，是量測(cè)精度的關(guān)鍵問(wèn)題。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)比較發(fā)現(xiàn)，采用600萬(wàn)像素的相機(jī)拍攝的照片進(jìn)行量測(cè)，3層樓以下的量測(cè)誤差可達(dá)10cm，3～6層樓的量測(cè)誤差可達(dá)20cm，樓層越高誤差越大。為此，我們采用1200萬(wàn)像素的數(shù)碼相機(jī)，盡量使拍攝的照片中心與建筑物的中心一致，手持激光測(cè)距儀量測(cè)時(shí)注意對(duì)建筑物的裝飾性部分進(jìn)行區(qū)別，在半夜車輛人流稀少的時(shí)候進(jìn)行進(jìn)行測(cè)量，精度大為提高。

在繪制完成后，即可對(duì)建筑物進(jìn)行立面面積量算統(tǒng)計(jì)。

5 測(cè)繪實(shí)例

我們采用此方法，對(duì)某城鎮(zhèn)的街道進(jìn)行了立面測(cè)繪，投入技術(shù)人員4人，對(duì)總長(zhǎng)約10公里（街道兩側(cè)的總和），面積達(dá)15.5萬(wàn)平方米，14天即全部完成任務(wù)。

采用全站儀，對(duì)已量測(cè)的建筑物尺寸進(jìn)行檢查，外尺寸準(zhǔn)確程度高，誤差一般為±3cm～±5cm；誤差主要存在于單體建筑物內(nèi)部個(gè)部件，最大誤差為± 20cm,一般為±10cm，這樣的精度，并不影響設(shè)計(jì)部門對(duì)街道立面的整體設(shè)計(jì)，達(dá)到了的要求。

局部成圖如下圖。

街道正立面圖（局部）

建筑物側(cè)立面圖

6 結(jié)束語(yǔ)

采用數(shù)碼相機(jī)、手持激光測(cè)距儀和全站儀的方法進(jìn)行街道立面測(cè)繪，實(shí)際上是一種實(shí)測(cè)與圖解結(jié)合的方法，避免了純粹采用全站儀進(jìn)行街道立面測(cè)繪時(shí)易受建筑物本身各部位限制無(wú)法測(cè)量，避免街道車輛人流的干擾，以及繁瑣的操作，也擯棄了三維激光掃描、多基線數(shù)字近景攝影測(cè)量等方法儀器昂貴、操作復(fù)雜的缺點(diǎn)，外業(yè)采集室內(nèi)成圖易操作，且精度也有保證，作業(yè)成本低，不失為一種簡(jiǎn)便、快速的方法。至于精度的控制，還有待于實(shí)踐進(jìn)一步進(jìn)行提高。

對(duì)于街道立面測(cè)繪，目前并無(wú)統(tǒng)一的測(cè)繪規(guī)范，對(duì)測(cè)繪精度的要求也沒(méi)有強(qiáng)制性的規(guī)定，方法也是多樣的，這方面值得進(jìn)一步進(jìn)行深入的探討。

［1］別曉健.建筑物立面測(cè)量的研究［J］.城市勘測(cè)，2011，03.

［2］胡開全.沈高鈺.多基線數(shù)字近景攝影測(cè)量在街道立面測(cè)量中的應(yīng)用探討［J］.城市勘測(cè)，2012，02.

［3］謝武強(qiáng)，宋楊，王峰，羅峰.三維激光掃描儀在建筑物立面測(cè)量中的應(yīng)用［J］.城市勘測(cè)，2013，01.