建筑工程測(cè)量中數(shù)字測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用

張雪蓮

(棗莊科技職業(yè)學(xué)院， 滕州 277500)

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展與城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的逐步完善，各類現(xiàn)代化住宅與商業(yè)區(qū)開始大規(guī)模建設(shè)并投入使用，建筑工程及其具體施工過程再次受到廣泛關(guān)注。為滿足社會(huì)嚴(yán)格的建筑工程施工質(zhì)量要求和提高建筑施工的科學(xué)技術(shù)水平，建筑施工企業(yè)需借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家經(jīng)驗(yàn)，探索并落實(shí)新型施工工藝，嚴(yán)格把控建筑工程施工建設(shè)的各個(gè)階段。工程測(cè)量是建筑工程施工過程中的必要環(huán)節(jié)，也是確保精準(zhǔn)施工與施工效果的重要基礎(chǔ)。信息社會(huì)中計(jì)算機(jī)技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的規(guī)模發(fā)展給建筑工程測(cè)量工作提供了更多可能。該文以新興的數(shù)字化測(cè)量技術(shù)為基礎(chǔ)，系統(tǒng)性地分析了其在建筑測(cè)量中的應(yīng)用。

1 理論基礎(chǔ)

1.1 數(shù)字測(cè)量技術(shù)的涵義

數(shù)字測(cè)量技術(shù)是基于一系列新興信息技術(shù)發(fā)展而形成的，是時(shí)代發(fā)展的產(chǎn)物[1]。具體來說，數(shù)字測(cè)量技術(shù)主要是指通過計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息控制技術(shù)等，把具有連續(xù)變化性的被測(cè)模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字化的形式，然后經(jīng)過一系列的信息數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計(jì)、編碼、傳送與儲(chǔ)存等工作，達(dá)到對(duì)被測(cè)模擬量的系統(tǒng)性分析、計(jì)算以及圖像處理等。數(shù)字測(cè)量技術(shù)的產(chǎn)生與應(yīng)用能夠在較大程度上取代傳統(tǒng)的測(cè)量方法，同時(shí)滿足現(xiàn)代社會(huì)各類工程項(xiàng)目中測(cè)量工作的高精度、高效率以及自動(dòng)化的要求。

1.2 數(shù)字測(cè)量技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

與我國(guó)此前廣泛使用的傳統(tǒng)測(cè)量方法相比，數(shù)字測(cè)量技術(shù)的科學(xué)技術(shù)含量更高，且具有以下突出優(yōu)勢(shì)：一，直觀性強(qiáng)。具體來說，即數(shù)字測(cè)量技術(shù)能夠憑借其中的計(jì)算機(jī)科學(xué)，將被測(cè)量對(duì)象進(jìn)行客觀真實(shí)的模擬，通過三維建筑模型，能夠更加直觀的反映出建筑工程施工過程中可能出現(xiàn)的諸多問題，從而促使技術(shù)人員能及時(shí)規(guī)避或制定恰當(dāng)有效的防治對(duì)策。這變革了以往采用線條或其他符號(hào)開展信息記錄的缺陷。二，測(cè)量工作靈活而便捷。數(shù)字測(cè)量技術(shù)具有較強(qiáng)的自動(dòng)化水平，能夠提高其測(cè)量速度與效率，同時(shí)在發(fā)現(xiàn)測(cè)量問題的時(shí)候進(jìn)行及時(shí)反饋，以做好設(shè)備的維護(hù)檢修工作。這也使得數(shù)字測(cè)量能夠緊跟工程需求而靈活調(diào)整。三，可操作性強(qiáng)。數(shù)字測(cè)量技術(shù)的可操作性強(qiáng)主要依賴于其中的計(jì)算機(jī)科學(xué)，數(shù)字測(cè)量技術(shù)能夠根據(jù)待測(cè)量對(duì)象的多種需求并針對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行恰當(dāng)?shù)脑偌庸?，同時(shí)能夠根據(jù)要求自主拼接或縮放獲得的信息數(shù)據(jù)。四，可進(jìn)行多套方案的對(duì)比分析。設(shè)計(jì)人員能夠綜合利用測(cè)量工作所獲得的信息數(shù)據(jù)，在計(jì)算機(jī)程序上根據(jù)不同目的和需求設(shè)計(jì)出不同的施工方案，通過針對(duì)性的對(duì)比分析，最終篩選出最恰當(dāng)?shù)墓こ探ㄔO(shè)規(guī)劃方案。五，不受時(shí)間與空間的限制。對(duì)于形狀復(fù)雜、結(jié)構(gòu)新型且體積龐大的工程項(xiàng)目，以往的測(cè)量技術(shù)很難達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)的全面測(cè)量，而數(shù)字測(cè)量技術(shù)則彌補(bǔ)了這一缺陷[2]。

1.3 建筑工程測(cè)量的重要性

做好建筑工程的測(cè)量工作是保證建筑工程施工質(zhì)量的前提。首先，精準(zhǔn)而完善的測(cè)量工作能夠?yàn)榻ㄖこ叹唧w施工奠定基礎(chǔ)。數(shù)字測(cè)量技術(shù)不僅能夠輔助設(shè)計(jì)出科學(xué)有效的施工方案，并能夠?yàn)閷?shí)際施工進(jìn)行地點(diǎn)定位。其次，精準(zhǔn)而完善的測(cè)量工作能夠?qū)唧w施工過程起到良好的輔助作用。每一項(xiàng)施工步驟應(yīng)如何開展均有賴于測(cè)量數(shù)據(jù)，如在建筑墻面建設(shè)環(huán)節(jié)，為確保墻面是否垂直，必須通過墻柱平面放線測(cè)量法來確定。最后，測(cè)量工作有益于建筑工程竣工后的質(zhì)量檢測(cè)。只有通過竣工檢測(cè)，才能確保整個(gè)建筑工程的建設(shè)質(zhì)量達(dá)標(biāo)[3]。

2 建筑工程測(cè)量中數(shù)字測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用

2.1 現(xiàn)代數(shù)字測(cè)量技術(shù)的發(fā)展與方向

隨著近年來建筑工程施工工藝的不斷發(fā)展與測(cè)量技術(shù)的逐步精進(jìn)，測(cè)量工作中所需收集的數(shù)據(jù)信息也有所不同，基本已經(jīng)完成了由施工現(xiàn)場(chǎng)交互式的測(cè)量形式向脫離施工現(xiàn)場(chǎng)的遠(yuǎn)程制約式的轉(zhuǎn)變。隨著社會(huì)的發(fā)展，建筑工程測(cè)量工作得以實(shí)施的平臺(tái)也更具靈活性和多樣性，能夠依據(jù)建筑工程的施工現(xiàn)場(chǎng)情況，逐步突破空間限制，構(gòu)建出包含施工現(xiàn)場(chǎng)地面、航空飛機(jī)、無人機(jī)以及衛(wèi)星制約等多種形式在內(nèi)的測(cè)量平臺(tái)體系。同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了由靜態(tài)測(cè)量向?qū)崟r(shí)性的動(dòng)態(tài)測(cè)量的跨越，這顯著增強(qiáng)了整個(gè)建筑工程測(cè)量工作的簡(jiǎn)便性與靈活性。數(shù)字測(cè)量技術(shù)具有高精度、易調(diào)整等優(yōu)勢(shì)，可逐步由建筑工程的測(cè)量拓展至人體科學(xué)等領(lǐng)域，具有廣泛的應(yīng)用前景和空間[4]。

2.2 建筑工程測(cè)量定位中數(shù)字測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用

測(cè)量定位是現(xiàn)代化數(shù)字測(cè)量技術(shù)在建筑工程施工過程中的關(guān)鍵性應(yīng)用層面，其典型的測(cè)量方法是CPS(Cyber Physical System)信息物理測(cè)量技術(shù)。與其他數(shù)字測(cè)量方式相比，CPS能夠?qū)崿F(xiàn)全過程的不間斷測(cè)量，同時(shí)具有極高的測(cè)量精度，可獲得有關(guān)建筑工程施工地點(diǎn)的精準(zhǔn)三維坐標(biāo)，這對(duì)于促進(jìn)工程施工的順利進(jìn)行與增強(qiáng)施工效率等均具有至關(guān)重要的作用。CPS是一個(gè)包含諸多要素與設(shè)備在內(nèi)的復(fù)雜系統(tǒng)，其中，最核心的構(gòu)成要素是空間衛(wèi)星群與地面監(jiān)控系統(tǒng)。技術(shù)人員在選定CPS測(cè)量站點(diǎn)時(shí)，對(duì)于全部站點(diǎn)的透視性并不做嚴(yán)格要求，能夠顯著增強(qiáng)圖像結(jié)構(gòu)的靈敏性與定位速度。這是CPS在建筑工程測(cè)量工作中應(yīng)用的突出優(yōu)勢(shì)，但也具有其需嚴(yán)格注意的事項(xiàng)。

一、技術(shù)人員在選定站點(diǎn)的時(shí)候雖不要求每個(gè)站點(diǎn)間均能夠通視，但需保證每?jī)蓚€(gè)相鄰的站點(diǎn)間能夠通視，才能確保后期測(cè)量工作的順利進(jìn)行。二、技術(shù)人員在進(jìn)行障礙設(shè)置時(shí)，應(yīng)恰當(dāng)遠(yuǎn)離已經(jīng)選定的站點(diǎn)，嚴(yán)格避免在其周圍高度角15°之上的位置，才能夠有效防止CPS系統(tǒng)發(fā)出的信號(hào)被障礙物遮擋或被吸收。三、定點(diǎn)的選擇還需在最大程度上遠(yuǎn)離無線電發(fā)射源和高壓電線，因?yàn)殡娫椿螂娏魉驮O(shè)施會(huì)發(fā)射出電磁，從而給CPS信號(hào)形成干擾，最終影響建筑測(cè)量數(shù)據(jù)的真實(shí)性和可靠性。與此同時(shí)，站點(diǎn)設(shè)置的位置最好具有廣闊的視野范圍，周圍并不存在較突出的遮擋物，同時(shí)要求地質(zhì)環(huán)境情況穩(wěn)定，易于保存。四、測(cè)量人員在確定各個(gè)測(cè)量站點(diǎn)后，需開展針對(duì)性的標(biāo)石埋設(shè)施工，并準(zhǔn)確記錄下相關(guān)數(shù)據(jù)，隨后即可依據(jù)時(shí)間順序進(jìn)行數(shù)據(jù)觀測(cè)工作。通常情況下，應(yīng)設(shè)置數(shù)據(jù)采樣時(shí)間為10 s。換言之，測(cè)量人員應(yīng)每間隔10 s進(jìn)行測(cè)量并記錄下獲得的數(shù)據(jù)，從而為建筑工程的后期施工提供堅(jiān)實(shí)可靠的數(shù)據(jù)參數(shù)。

2.3 建筑工程測(cè)繪中數(shù)字測(cè)量技術(shù)的運(yùn)用

工程測(cè)繪是現(xiàn)代建筑工程施工中的必要環(huán)節(jié)之一，在城市規(guī)劃設(shè)計(jì)與建筑工程具體施工中都具有至關(guān)重要的價(jià)值。目前，數(shù)字測(cè)量技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于建筑工程的測(cè)繪工作中，其中，典型的技術(shù)方法包含數(shù)字化測(cè)繪、3S技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)等，這能夠幫助建筑工程在正式施工之前明確其施工現(xiàn)場(chǎng)的地形地貌，從而仔細(xì)勘察其地質(zhì)水文情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)可能存在的問題或風(fēng)險(xiǎn)因素，從而在建筑工程施工方案設(shè)計(jì)時(shí)能夠有效規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)或針對(duì)性地設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)措施和防范對(duì)策。數(shù)字測(cè)量技術(shù)的自動(dòng)化水平還能夠大幅度減少測(cè)繪工作人員的工作量，在確保測(cè)繪精度的同時(shí)提高測(cè)繪工作速度[5]。

2.4 建筑工程位移變形中數(shù)字測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用

施工企業(yè)在建筑工程建設(shè)過程中應(yīng)嚴(yán)格落實(shí)位移變形的測(cè)量工作，以在最大程度上保障建筑工程施工在安全范圍之內(nèi)。目前，我國(guó)在對(duì)建筑工程位移變形的測(cè)量中多涉及到兩種類型，即連續(xù)性測(cè)量與周期性測(cè)量。測(cè)量方式不同，其中所需的工藝技術(shù)自然也不一致。連續(xù)性測(cè)量是指測(cè)量人員堅(jiān)持在限定的一段時(shí)間內(nèi)連續(xù)不斷的開展測(cè)量工作，嚴(yán)格禁止過程中發(fā)生暫?；蛲Ｖ宫F(xiàn)象，它能夠獲得全過程的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，從而形成數(shù)據(jù)變化的連續(xù)曲線，有助于更精準(zhǔn)地判斷建筑工程是否發(fā)生位移以及位移發(fā)生的速度。周期性測(cè)量是指測(cè)量人員根據(jù)工程實(shí)際，設(shè)置出一定的時(shí)間間隔，每隔一段時(shí)間即完成一次測(cè)量，這種方法所獲得的數(shù)據(jù)能夠連接成為一條折線。

3 數(shù)字測(cè)量技術(shù)在建筑工程中的發(fā)展策略與前景

3.1 數(shù)字測(cè)量技術(shù)在建筑工程中的發(fā)展策略

與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)建筑工程測(cè)量工作仍有待進(jìn)一步的發(fā)展，因此，施工單位應(yīng)重視數(shù)字測(cè)量技術(shù)并拓展其更深入的應(yīng)用。首先，加強(qiáng)宣傳、增強(qiáng)數(shù)字測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用意識(shí)。任何新興技術(shù)的大范圍應(yīng)用都需經(jīng)過一定的發(fā)展過程，建筑工程施工企業(yè)應(yīng)做好數(shù)字測(cè)量技術(shù)的宣傳與推廣。其次，加強(qiáng)對(duì)于測(cè)繪人員的專業(yè)培訓(xùn)。面對(duì)各類新興測(cè)量技術(shù)的產(chǎn)生與使用，許多測(cè)繪人員的專業(yè)背景已經(jīng)無法完全滿足需求，建筑工程施工企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)于測(cè)繪人員的專業(yè)培訓(xùn)，尤其是關(guān)于數(shù)字化測(cè)量技術(shù)的原理、使用方式以及注意事項(xiàng)等。

3.2 數(shù)字測(cè)量技術(shù)在建筑工程中的發(fā)展前景

數(shù)字測(cè)量技術(shù)在工程建筑中具有著優(yōu)質(zhì)的發(fā)展前景，主要可歸結(jié)為兩個(gè)方面。一，社會(huì)生產(chǎn)生活對(duì)于建筑工程質(zhì)量的嚴(yán)格要求，推動(dòng)了施工企業(yè)對(duì)于建筑工程測(cè)量工作的重視，相應(yīng)施工技術(shù)的不斷創(chuàng)新發(fā)展也對(duì)測(cè)量工作的精度提出了更加嚴(yán)格的要求。二，與傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)相比，數(shù)字化測(cè)量技術(shù)能夠?yàn)榻ㄖI(yè)提供節(jié)約成本、提高效益、保證質(zhì)量和安全等多方面的優(yōu)勢(shì)，這使得數(shù)字測(cè)量技術(shù)將成為未來一段時(shí)間我國(guó)建筑工程測(cè)量工作中的主要測(cè)量方法，其在現(xiàn)代化的建筑業(yè)中所占的比重也會(huì)逐漸增加。但是，數(shù)字測(cè)量技術(shù)也存在著一定的缺陷和不足，需要在未來發(fā)展中不斷被攻克，如測(cè)繪系統(tǒng)的數(shù)據(jù)規(guī)格和標(biāo)準(zhǔn)缺乏統(tǒng)一而科學(xué)的格式，無法準(zhǔn)確滿足GIS需求，同時(shí)當(dāng)前的數(shù)字測(cè)量技術(shù)也無法實(shí)現(xiàn)隨機(jī)的數(shù)據(jù)交換等。

4 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，建筑工程的測(cè)量工作對(duì)于工程施工和工程質(zhì)量建設(shè)均具有重要影響，其既是建筑工程具體施工的關(guān)鍵性準(zhǔn)備工作，也是貫穿于整個(gè)施工過程的系統(tǒng)性項(xiàng)目。施工企業(yè)務(wù)必保障測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和精密度。傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)具有工程量大、周期長(zhǎng)、環(huán)節(jié)復(fù)雜以及精度不高等問題，數(shù)字測(cè)量技術(shù)的產(chǎn)生與引入則剛好彌補(bǔ)了傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)的不足，能夠從更大范圍內(nèi)滿足建筑工程的質(zhì)量要求，同時(shí)提高了測(cè)量數(shù)據(jù)的精度，為我國(guó)建筑事業(yè)的再發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

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[2] 任曉芳.現(xiàn)代工程測(cè)量技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)及其應(yīng)用[J].華北國(guó)土資源,2016(3):105.

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