數(shù)字測繪技術(shù)在建筑工程測量中的應(yīng)用

蘇凱

（山西國測新圖信息技術(shù)有限公司，山西晉城 048000）

0 引言

建筑工程測量中對測繪技術(shù)產(chǎn)生了較大的依賴，前期所采取的傳統(tǒng)測繪技術(shù)不僅測量效率偏低，測量結(jié)果的準(zhǔn)確性也難以保障。而工程測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性又會對工程施工效果產(chǎn)生直接影響。為此，相關(guān)技術(shù)人員加大了對測繪技術(shù)的研發(fā)力度，在測繪技術(shù)中融合了多種先進(jìn)的數(shù)字化技術(shù)，使測繪技術(shù)趨于自動化和智能化發(fā)展。相對于傳統(tǒng)測繪技術(shù)而言，測繪結(jié)果的準(zhǔn)確性也明顯提升，這為建筑施工奠定了良好的基礎(chǔ)。尤其是數(shù)字化測繪技術(shù)的應(yīng)用使建筑工程測量結(jié)果的準(zhǔn)確性得到了本質(zhì)上的提升，這可有效促進(jìn)建筑工程的順利施工。因此，研究數(shù)字測繪技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用具有重要的意義。

1 數(shù)字測繪技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢與特點(diǎn)

1.1 主要應(yīng)用優(yōu)勢

1.1.1 測繪地圖數(shù)字化

數(shù)字測繪技術(shù)應(yīng)用過程中，可以將地圖掃描成數(shù)字地圖，并且借助特定的軟件進(jìn)行矢量傳輸。在實(shí)際測繪過程中，可直接利用GIS系統(tǒng)對地圖中的相關(guān)信息進(jìn)行完善，將其形成一個(gè)可視化、數(shù)字化的測量矢量圖。對于部分手繪地圖來說，也可通過掃描的方式使其形成矢量圖，并對其比例進(jìn)行有效調(diào)整，使其滿足工程測量的基本要求。

1.1.2 制圖過程數(shù)字化

在傳統(tǒng)的工程測量工作中，往往需要進(jìn)行大量的野外測繪，在信息同步過程中需要消耗大量的時(shí)間，并且由于涉及的測量數(shù)據(jù)眾多，制圖難度也隨之提升。相對來說，制圖效率和測繪效率偏低，很難滿足建筑工程的預(yù)期測量需求。而數(shù)字測繪技術(shù)中的數(shù)字化成圖技術(shù)可以借助數(shù)字化技術(shù)實(shí)現(xiàn)對工程的測繪和制圖工作，不僅減少了人工成本，也能有效提升測繪效率，測繪數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性也可得到保障。與傳統(tǒng)的測繪技術(shù)相比，不僅具備操作簡便的特性，還具備測量精度高的優(yōu)勢[1]。

1.2 主要特點(diǎn)

1.2.1 測繪誤差小

從前期的應(yīng)用中來看，數(shù)字測繪技術(shù)表現(xiàn)出了測繪誤差小的特性，其測繪數(shù)據(jù)與實(shí)際數(shù)據(jù)的誤差基本可以控制在2mm以內(nèi)，且在測繪之后，可直接將測繪結(jié)果存儲在系統(tǒng)中，并通過相關(guān)的軟件進(jìn)行成圖處理，處理后得到可視化的測繪圖是對原始測繪數(shù)據(jù)的還原，很少產(chǎn)生誤差。

1.2.2 測繪操作自動化

在數(shù)字測繪技術(shù)中，應(yīng)用了多種數(shù)字化技術(shù)和測繪化技術(shù)。在實(shí)際應(yīng)用中，相關(guān)的計(jì)算機(jī)軟件可以自行進(jìn)行計(jì)算和運(yùn)算，并且從中調(diào)取圖示符號，得出測量結(jié)果后也可通過相關(guān)的制圖軟件直接輸出可視化的測繪圖，為建筑施工提供可靠的參考依據(jù)。由于大部分操作均由測繪系統(tǒng)自主完成，很少出現(xiàn)操作出錯的現(xiàn)象，相對來說，測繪過程和測繪結(jié)果較為可靠。

1.2.3 圖形編輯便捷化

數(shù)字測繪所獲得的測繪結(jié)果會集中顯示，但分層存放，此種存放方法有助于對測繪結(jié)果進(jìn)行有效編輯，顯著提升了圖形編輯的便捷性。尤其是在進(jìn)行房屋擴(kuò)建和改建的情況下，可以改善由于大比例尺測圖對測繪信息準(zhǔn)確性的影響。在數(shù)字測繪系統(tǒng)中，只需輸入改變信息，便可在系統(tǒng)中自動完成數(shù)據(jù)處理，生成新的測繪圖形[2]。

2 數(shù)字測繪技術(shù)的具體應(yīng)用

2.1 測繪流程

首先，明確信息采集點(diǎn)。在針對建筑工程進(jìn)行測量時(shí)，可通過對采集點(diǎn)的有效設(shè)置來測量建筑主體結(jié)構(gòu)形式，并輸出三維模型，為后期的工程測量和工程施工奠定良好的基礎(chǔ)。在確定信息采集點(diǎn)時(shí)，可根據(jù)建筑主體結(jié)構(gòu)的特性，利用三維坐標(biāo)對其平面圖、立面圖和軸面圖等進(jìn)行分別分析，形成相應(yīng)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。為了明確工程測量的主體，需要對三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行分別分析。在針對一些混合型結(jié)構(gòu)進(jìn)行測量時(shí)?？梢詫⑵湫畔⒉杉c(diǎn)設(shè)置在結(jié)構(gòu)柱或者墻體上，在測量承重墻時(shí)，可優(yōu)先選擇內(nèi)承重墻作為采集點(diǎn)。而在針對其整體的框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行測量時(shí)，則可將信息采集點(diǎn)設(shè)置在結(jié)構(gòu)柱和外墻部位。對于天花板的測量，主要是測量其吊板標(biāo)高，只需要收集其標(biāo)高數(shù)據(jù)即可。測量樓梯時(shí)，則需對欄桿長度、高度以及階梯長度與高度等數(shù)據(jù)進(jìn)行分別采集[3]。

其次，進(jìn)行測繪數(shù)據(jù)采集。數(shù)據(jù)采集工作是保障工程測量準(zhǔn)確的關(guān)鍵工作內(nèi)容。在進(jìn)行測繪數(shù)據(jù)采集時(shí)，通常是依托于全站儀數(shù)據(jù)，通過對其數(shù)據(jù)的分析來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集目標(biāo)。同時(shí)，為了保障數(shù)據(jù)采集工作的有效性，加大數(shù)據(jù)采集的力度，可以通過在工程測量中布置采集網(wǎng)的方式，實(shí)現(xiàn)對各類測量數(shù)據(jù)的全面采集。主要操作方法為，以建筑工程主體結(jié)構(gòu)為中心，構(gòu)建起一個(gè)控制網(wǎng)絡(luò)，并且沿著網(wǎng)絡(luò)形成閉合導(dǎo)線，依次設(shè)置控制點(diǎn)，分別對各控制點(diǎn)展開測量，形成三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)，對建筑工程測量數(shù)據(jù)進(jìn)行全方位的收集。在對所獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密處理后，通過編碼設(shè)置，使數(shù)據(jù)形成對應(yīng)的矢量圖，將與建筑工程相關(guān)的數(shù)據(jù)全面地呈現(xiàn)在施工人員面前。

再次，進(jìn)行三維建模。先是利用CAD軟件對測繪點(diǎn)進(jìn)行連線，先將其形成二維的結(jié)構(gòu)平面圖和軸線圖，可以根據(jù)建筑軸線的分布狀況以及前期所獲取的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)對劃線圖進(jìn)行完善。通過數(shù)據(jù)修正的方式，提升二維結(jié)構(gòu)圖的嚴(yán)謹(jǐn)性，檢驗(yàn)合格后進(jìn)行三維建模。主要是將前期所形成的CAD二維圖形導(dǎo)入建模軟件中，通過虛擬建模技術(shù)生成三維立體的建筑結(jié)構(gòu)。最后進(jìn)行土層繪制，在確定土層結(jié)構(gòu)無異后，便可完成實(shí)體建模。通過渲染處理后使其形成可視化的三維結(jié)構(gòu)。模型建立完成后，可以根據(jù)圖形符號來表示各結(jié)構(gòu)的工程測量，使其能夠?yàn)槭┕と藛T提供較為可靠的參考依據(jù)，保障建筑工程施工作業(yè)的順利實(shí)施。

最后，利用遙感測繪技術(shù)檢驗(yàn)測繪結(jié)果的準(zhǔn)確性。在完成整體測繪和三維建模后，可以使用遙感測繪技術(shù)通過對電磁波信息的分析對既有的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與對比，查看有無測繪出錯的現(xiàn)象，及時(shí)發(fā)現(xiàn)測繪信息中可能存在的問題。核實(shí)之后，及時(shí)修正測繪信息，為今后的建筑施工提供可靠的數(shù)據(jù)支持。

2.2 在建筑工測量中的具體應(yīng)用

2.2.1 在地基斷面測量中的應(yīng)用

斷面測量中的常用測量技術(shù)包括計(jì)算機(jī)技術(shù)，全站儀技術(shù)以及數(shù)據(jù)采集器，三者可以形成一個(gè)較為完整的斷面測量系統(tǒng)。在具體進(jìn)行地基斷面測量時(shí)，由全站儀技術(shù)測量地基斷面信息，由數(shù)據(jù)采集器對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，計(jì)算機(jī)完成對數(shù)據(jù)的分析與處理。相關(guān)作業(yè)人員可根據(jù)斷面測量結(jié)果對地基結(jié)構(gòu)進(jìn)行開挖。由于斷面測量的數(shù)據(jù)相對準(zhǔn)確，很少出現(xiàn)超挖和欠挖的問題，可有效提升地基施工效果和地基施工效率?？梢哉J(rèn)為，斷面測量可為建筑施工提供較為可靠的數(shù)據(jù)信息支持，是保障地基施工可靠的關(guān)鍵技術(shù)[4]。

2.2.2 在建筑施工測量中的應(yīng)用

在借助測量機(jī)器人完成對建筑物主體結(jié)構(gòu)的測量后，可以借助建模技術(shù)將建筑主體結(jié)構(gòu)形成三維立體圖形，并且通過放樣的方式將設(shè)計(jì)圖中的構(gòu)筑物安放在建筑結(jié)構(gòu)中，形成一個(gè)較為完整的建筑整體結(jié)構(gòu)，可為施工作業(yè)人員提供較為可靠的參考。除此之外，施工過程中，一旦發(fā)生設(shè)計(jì)變更問題，相關(guān)施工人員也可通過對三維模型數(shù)據(jù)的修改對三維模型進(jìn)行調(diào)控，使建筑施工數(shù)據(jù)得到快速更新。另外，可以將建筑工程的相關(guān)數(shù)據(jù)制成數(shù)據(jù)表格，并標(biāo)注出臨界值，依據(jù)該表格可對建筑施工過程進(jìn)行全面監(jiān)測，保障建筑施工的有序開展。

2.2.3 在施工鋪設(shè)中的應(yīng)用

數(shù)字測繪的過程中，可實(shí)現(xiàn)對測量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸，并在系統(tǒng)內(nèi)完成對設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和測量數(shù)據(jù)的對比。此時(shí)，借助數(shù)據(jù)測繪技術(shù)便可對施工鋪設(shè)精度進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)督，一旦發(fā)現(xiàn)施工鋪設(shè)與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)不符的現(xiàn)象，可以指導(dǎo)施工人員及時(shí)調(diào)整鋪設(shè)方法。此種測繪工作可在一定程度上提高施工鋪設(shè)質(zhì)量和效率，可保障對施工鋪設(shè)設(shè)計(jì)方案的真實(shí)還原。同時(shí)，通過三維圖形以及數(shù)據(jù)變化的趨勢圖能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工過程中存在的異常問題，可以及時(shí)洞察施工隱患，對具體的施工作業(yè)給出較為明確的指導(dǎo)。

2.2.4 在竣工測量中的應(yīng)用

在竣工階段的測量主要目的是為竣工驗(yàn)收提供較為可靠的依據(jù)，并且會直接作為工程檔案長期保存。因此，要求竣工測量階段應(yīng)積極引入數(shù)字化測繪技術(shù)，對建筑結(jié)構(gòu)的平面構(gòu)成，斷面結(jié)構(gòu)和高程等數(shù)據(jù)進(jìn)行分別測量。通過對工程數(shù)據(jù)的測量與收集，明確建筑物的尺寸大小以及相關(guān)的空間數(shù)據(jù)。

3 結(jié)語

當(dāng)前的建筑規(guī)模不斷增大，建設(shè)難度也隨之提升，為了保障建筑工程的建設(shè)效果，需要在整個(gè)工程建設(shè)過程貫穿測量工作，做到對框架數(shù)據(jù)和結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的全面了解，在此基礎(chǔ)上方能保障建筑施工的效果。上文中提出數(shù)字測繪技術(shù)具有測繪誤差小、測繪操作自動化、圖形編輯便捷化的特點(diǎn)以及測繪地圖數(shù)字化和制圖過程數(shù)字化的技術(shù)優(yōu)勢，在建筑工程測量中的應(yīng)用可以有效提升測繪結(jié)果的準(zhǔn)確性，為建筑施工提供較為可靠的參考數(shù)據(jù)，是保障建筑施工效果的關(guān)鍵性技術(shù)，在今后的行業(yè)發(fā)展中，也應(yīng)加強(qiáng)對工程測量的重視，利用先進(jìn)的測繪技術(shù)提升測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。