結(jié)合實際工程談街道立面圖測量方法

董　升

(北京三友宇天測繪有限公司，北京　100041)

隨著社會發(fā)展，人們對城市形象的要求不斷提高，功能性城市逐步向功能性與景觀性城市融合發(fā)展，打造美觀、和諧、宜居、舒適的街面及綠地景觀成為各城市的需要。為配合城市景觀改造，需對城市進行建筑立面粉飾美化、圍墻改造、違建拆除、商鋪牌匾門頭統(tǒng)一整治及地面鋪裝美化、市政設(shè)施美化、綠地改擴建、道路拓寬等工程，因此街道立面測量，成為工程前期需要，也是改造工程量預(yù)、結(jié)算的依據(jù)。

1　工程概況

石景山區(qū)精品街立面測量測區(qū)位于北京市石景山區(qū)，測區(qū)主要為城市道路或老舊街區(qū)，地形平坦、沿路方向通視良好，但道路兩側(cè)有行道樹，且停放機動車輛較多，對立面測量有較大影響。街道兩側(cè)樓體形狀各異，底商牌匾密布且大小不同、高低、凹凸、縱橫排列，立面測量所測內(nèi)容細節(jié)多、難度大。立面測量內(nèi)容主要包括：測繪沿街巷分布建筑物和構(gòu)筑物立面承載內(nèi)容的尺寸、空間位置關(guān)系、文字信息等，生成街道(巷)立面圖。

2　精度要求

根據(jù)后續(xù)立面粉飾美化、圍墻改造、違建拆除、商鋪牌匾門頭統(tǒng)一整治等工作的需要，結(jié)合設(shè)計人員工作需求，本次立面測量精度參照房產(chǎn)測繪要求，房產(chǎn)面積精度為三級，界址點精度為二級。具體要求見表1。

表1　房產(chǎn)面積精度及界址點精度要求

3　技術(shù)準備

3.1　資料準備

1)石景山區(qū)遙感影像圖。2)1∶500 CAD圖：平面圖。

3.2　編制作業(yè)草圖

1)根據(jù)甲方及設(shè)計要求的測繪四至范圍進行作業(yè)片區(qū)劃分，以便提高分組作業(yè)效率；2)按測區(qū)打印工作底圖并進行編號；3)根據(jù)片區(qū)實際情況，調(diào)整作業(yè)草圖尺寸，打印作業(yè)草圖。

4　立面外業(yè)數(shù)據(jù)采集

外業(yè)數(shù)據(jù)采集主要采用全站儀、激光測距儀配合鋼卷尺的全野外數(shù)據(jù)采集方式，對于測距不通視或者難于測量的部分區(qū)域、位置嘗試采用先進的測繪科學(xué)技術(shù)如激光三維掃描方式采集數(shù)據(jù)。

4.1　激光測距儀配合鋼卷尺方式

基于房產(chǎn)測量的外業(yè)采集經(jīng)驗，利用激光測距儀(鋼卷尺)對外立面各部位寬高尺寸進行測量，主要步驟如下：

1)沿街道自東向西、由南自北、自下向上順序測量、記錄、編號；2)按照實際街景情況繪制草圖，注意各房屋立面中的廊柱、門窗形狀等細節(jié)，做到拓撲關(guān)系正確、無丟漏；3)各類建筑物、構(gòu)筑物及其主要附屬設(shè)施如廣告牌匾、燈箱、門廊、臺階、梁柱、檐、角、女兒墻、門墩、門窗框均要進行測繪幾何位置和相關(guān)數(shù)據(jù)；4)依據(jù)草圖中表示的內(nèi)容，采用激光測距儀測量立面各細部要素的長度和高度，精確到0.01 m；測量過程中，注意檢查激光測距儀的復(fù)位和起算距離，避免發(fā)生系統(tǒng)誤差；5)測距儀不能通視的可用鋼卷尺掛桿測量法進行量測，部分無法施測的可采用全站儀對邊測量；6)各細部尺寸按順序測量不能遺漏，在整棟建筑測量后進行尺寸閉合性檢查，差值超過0.05 m時應(yīng)重測；每邊長度應(yīng)至少測量2次，以避免粗差；7)記錄員在繪制草圖時一律按照規(guī)范填寫：街道名稱、建筑名稱(樓號)、順序編號、測量時間、測量員、記錄員等，記錄時應(yīng)進行測量數(shù)據(jù)復(fù)誦，與測量員核對無誤進行記錄；8)原始記錄應(yīng)做到：圖面清晰、字跡工整、清楚、無涂改，記錄一律字頭向北向西，靠墻注記，特殊情況記錄時應(yīng)加以備注。繪制外業(yè)記錄草圖見圖1，內(nèi)業(yè)成果見圖2。

4.2　全站儀免棱鏡測量方式

對于樓頂過高和過于復(fù)雜的建筑物立面，激光測距儀無法準確測量立面尺寸，這些建筑應(yīng)采用全站儀免棱鏡方法進行測量。具體方法如下：

1)采用與激光測距儀配合鋼卷尺測量相同的方式繪制草圖，注意繪制過程中不能丟漏細節(jié)部位。

2)根據(jù)現(xiàn)場實際情況選擇全站儀設(shè)站位置，以能夠照準建筑物一側(cè)立面全貌為原則，如果因樹木等遮擋，無法全部照準建筑物的，應(yīng)能夠盡量多的量測到建筑立面部位，如圖3所示。

3)如圖3所示，需測量該樓A-B一側(cè)立面時，應(yīng)假定通過A，B兩點的豎直面為本側(cè)立面的投影面；量測AB線段長度，并通過地形圖上A，B兩點距離進行核查，確認AB線段的長度d；假定A點坐標(biāo)(X,Y，Z1)、B點坐標(biāo)(X,Y+d，Z2)。

4)在C點架設(shè)全站儀，采用全站儀設(shè)站模式中的后方交會方法，求得C點坐標(biāo)(具體設(shè)站步驟參照各型號全站儀說明書)(m，n，z)。

5)采用免棱鏡模式逐個特征點編號并測量樓角、廊柱、門窗框等細部點坐標(biāo)，以(Xn,Yn，Zn)表示；準確記錄點號并標(biāo)于草圖。

6)因最終繪制的為本側(cè)立面在A,B兩點豎直面的投影，所以需將所測得的本側(cè)立面所有坐標(biāo)成果改化為(Yn，Zn，0)，并利用CASS進行坐標(biāo)展點，依據(jù)草圖記錄成果，進行連線，將立面、門窗框、牌匾等連成封閉曲線,如圖3所示。

7)依據(jù)上述步驟可測得建筑物其他立面圖。

全站儀免棱鏡測量方式可以準確測得“激光測距儀配合鋼卷尺方式”難以施測的部分建筑物部位坐標(biāo)，并可以利用CASS等測繪軟件進行展繪成圖，方式較為便捷。由于城市地區(qū)綠化樹木等遮擋，此方法很難全部測繪建筑物立面信息，應(yīng)結(jié)合激光測距儀方法，取長補短。

8)注意事項。全站儀利用棱鏡設(shè)站測量后視與利用免棱鏡模式測量立面碎部點時，應(yīng)注意棱鏡常數(shù)的轉(zhuǎn)換，避免因棱鏡常數(shù)不同帶來誤差。免棱鏡測量過程中，應(yīng)確保十字絲準確到位，并擰緊制動螺旋，避免按鍵時偏離照準位置。

4.3　三維激光掃描方式

隨著測繪科技先進技術(shù)的迅猛發(fā)展，三維激光掃描測繪技術(shù)水平不斷提升，其空間位置測量準確性也得到不斷提高，加之三維激光掃描速度快、能夠與照片結(jié)合的優(yōu)勢，為建筑物立面數(shù)據(jù)信息采集提供了更多的方式。本項目中我公司嘗試使用激光三維掃描方式進行了部分區(qū)域立面測繪工作，可解決某些復(fù)雜立面的測繪問題。

三維激光掃描點云數(shù)據(jù)如圖4所示，描繪的立面圖見圖5。

三維激光掃描儀可利用靶球?qū)Χ嗾緬呙璧狞c云數(shù)據(jù)進行拼接，形成整條街道連續(xù)的激光點云數(shù)據(jù)，能夠反映整個街道立面圖細節(jié)，具有位置準確、信息全面的優(yōu)點，但是，城市主城區(qū)內(nèi)行道樹等綠化繁多，對掃描激光產(chǎn)生遮擋，會造成建筑物某些部位信息缺失，需在后續(xù)過程中進行補測，另外，由于隨機贈送軟件數(shù)量及操作人員技術(shù)水平、熟練程度的限制，全面使用三維激光掃描方式進行實測，還有一定困難。

5　CAD圖裝繪

1)按照外業(yè)草圖及測量記錄順序進行圖形繪制；2)圖形進行閉合檢查，根據(jù)各建筑物情況，對于差值在0.03 m～0.05 m以內(nèi)的進行簡單平差配賦，以保證繪制的規(guī)整建筑物及門窗框等立面形狀為矩形；超差的需現(xiàn)場復(fù)核，然后再進行繪制；3)對比野外測繪過程中拍攝的立面照片進行立面形狀、位置關(guān)系等檢查；4)內(nèi)業(yè)成圖后，進行打印，并到現(xiàn)場進行檢查核實，確保細節(jié)及精度準確。成果見圖6。

6　結(jié)語

本文提及的工程中所用的三種立面測量方式各有優(yōu)缺點，實際工作中應(yīng)根據(jù)各條街道、各個建構(gòu)筑物的特點，選擇不同的測量方式，取長補短。立面測量和其他的測繪工作中，往往有不止一種數(shù)據(jù)獲取方法，都需要技術(shù)人員靈活運用，以達到提高測繪精度和作業(yè)效率的目的，希望能以本文淺見，拋磚引玉。