手持GPS和戶(hù)外助手App在“樹(shù)頂漫步”規(guī)劃設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

鄧天明

陜西星光工程設(shè)計(jì)有限公司 陜西 西安 716000

“樹(shù)頂漫步”青少年生態(tài)文明科普教育基地，該項(xiàng)目集互動(dòng)、體驗(yàn)、科普為一體。在建的項(xiàng)目有森林科普創(chuàng)意觀(guān)光教學(xué)點(diǎn)、互動(dòng)體驗(yàn)棧道、叢林穿梭體驗(yàn)滑道、森林特色樹(shù)屋、滑雪場(chǎng)、迷宮玉米、青少年森林運(yùn)動(dòng)基地、兒童青少年森林拓展中心、殘障人士拓展訓(xùn)練中心、自然科學(xué)課外實(shí)踐基地[1]。

2015年初，“樹(shù)頂漫步”青少年生態(tài)文明科普教育基地，開(kāi)始實(shí)地規(guī)劃設(shè)計(jì)工作。我?guī)ьI(lǐng)團(tuán)隊(duì)人員進(jìn)入“樹(shù)頂漫步”擬建規(guī)劃營(yíng)地，開(kāi)始最初的規(guī)劃設(shè)計(jì)和場(chǎng)地建設(shè)。在手機(jī)沒(méi)有信號(hào)，山高林密的原始森林里，進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)和方案的落實(shí)是有相當(dāng)大的難度的。由于項(xiàng)目的實(shí)施地在戶(hù)外，原始森林。團(tuán)隊(duì)中位置多以停車(chē)場(chǎng)、幾公里、大榆樹(shù)、鷹嘴崖等來(lái)闡述。為了解決場(chǎng)地定位的難題，通過(guò)適用智能手機(jī)的戶(hù)外App軟件，找到最適合的戶(hù)外助手App。由于該軟件地圖需要網(wǎng)絡(luò)支持，有時(shí)山高林密的地方?jīng)]有辦法正常使用。為解決這個(gè)問(wèn)題，采用Garmin手持GPS機(jī)[2]。

手持GPS具備專(zhuān)業(yè)面積測(cè)量功能（航跡、航線(xiàn)、等寬測(cè)量模式）。

戶(hù)外助手App是一個(gè)戶(hù)外運(yùn)動(dòng)必備手機(jī)軟件，包含了測(cè)距、軌跡、指南針等。

手持GPS和戶(hù)外助手App兩個(gè)相互結(jié)合，相互驗(yàn)證比較，為項(xiàng)目精確的采集和定位提供了可靠的數(shù)據(jù)來(lái)源。

1 營(yíng)地規(guī)劃用地占地量測(cè)的應(yīng)用

根據(jù)擬建項(xiàng)目的規(guī)劃用地，在同林場(chǎng)和當(dāng)?shù)卣M(jìn)行土地征遷量測(cè)工作中。最初的幾個(gè)地塊采用皮尺量、手持手持GPS、戶(hù)外助手App、全站儀測(cè)量共同量測(cè)[3]。土地丈量工作效率方面：數(shù)據(jù)最快，用人最少的是手持手持GPS、戶(hù)外助手App；接下來(lái)是全站儀；最慢，用人最多的是人工皮尺丈量。數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性方面：計(jì)算出來(lái)的數(shù)據(jù)在0.5%左右，其中尺子量測(cè)面積最大，全站儀測(cè)量最小，手持手持GPS和戶(hù)外助手App數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)誤差在0.2%。其中坡地和平地誤差最大?，F(xiàn)在土地確權(quán)都采用RTK進(jìn)行測(cè)量定位，采用國(guó)家規(guī)定坐標(biāo)系。占地上村民和林場(chǎng)能夠接受平面投影面積的取用。村民能夠接受 手持手持GPS和戶(hù)外助手App現(xiàn)場(chǎng)采集的占地面積。經(jīng)過(guò)實(shí)地檢驗(yàn)測(cè)量誤差后，后續(xù)的土地量測(cè)全部采用手持GPS和戶(hù)外助手App共同量測(cè)。并且將數(shù)據(jù)庫(kù)文件整理后，形成了準(zhǔn)確完善的項(xiàng)目規(guī)劃占地文件。對(duì)地塊進(jìn)行編號(hào)后，規(guī)劃設(shè)計(jì)在各地塊完成規(guī)劃設(shè)計(jì)工作后，實(shí)時(shí)將規(guī)劃方案及構(gòu)筑物控制點(diǎn)發(fā)到戶(hù)外助手App內(nèi)，便于后續(xù)工作的開(kāi)展。

2 營(yíng)地規(guī)劃現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和場(chǎng)地平整

根據(jù)1:10000地形圖，在圖上找出平緩寬闊的地域，將現(xiàn)實(shí)的網(wǎng)格控制坐標(biāo)和手持GPS定到同一坐標(biāo)系后，將準(zhǔn)備調(diào)查的大概范圍控制點(diǎn)記錄下來(lái)，再根據(jù)手持GPS的點(diǎn)位導(dǎo)航功能尋找擬規(guī)劃地塊。

找到擬建場(chǎng)地后，運(yùn)用手持GPS的面積記錄功能，沿項(xiàng)目范圍走一周后，記錄下行走軌跡和地塊面積[4]。在內(nèi)業(yè)處理數(shù)據(jù)的時(shí)候能夠?qū)⒃摂?shù)據(jù)直接導(dǎo)入到谷地圖上看，也可以在CAD圖上布置。

運(yùn)用手持GPS的點(diǎn)位標(biāo)記功能，將圖上定好的位置在實(shí)地現(xiàn)場(chǎng)放出后，施工機(jī)械進(jìn)行場(chǎng)地清表，場(chǎng)地平整后，用鋼尺進(jìn)行構(gòu)造物基礎(chǔ)測(cè)量放樣。

在這個(gè)工程實(shí)例中對(duì)于占地較大的構(gòu)筑物場(chǎng)地規(guī)劃設(shè)計(jì)、場(chǎng)地平整等工作可以直接采用手持GPS定位。清完表后，在平整好的場(chǎng)地上能夠方便準(zhǔn)確的進(jìn)行下階段的工作。

3 “樹(shù)頂漫步”觀(guān)光塔棧道的初步設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)采集

觀(guān)光塔棧道采用無(wú)障礙通道設(shè)計(jì)，全線(xiàn)采用最大縱坡6%控制。

根據(jù)塔的建設(shè)特點(diǎn)，在擬建棧道的坡面現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行選線(xiàn)拉坡，記錄每一處變化點(diǎn)。記錄手持GPS高程數(shù)據(jù)。

將數(shù)據(jù)導(dǎo)入計(jì)算計(jì)后，及時(shí)進(jìn)行拉坡處理，根據(jù)數(shù)據(jù)計(jì)算坡度是否滿(mǎn)足無(wú)障礙通道縱坡6%要求。合格后，在現(xiàn)場(chǎng)采用皮尺加水準(zhǔn)儀的方案進(jìn)行擬建棧道基礎(chǔ)放樣處理，根據(jù)棧道頂數(shù)據(jù)高程反算：棧道支柱高度、地埋基礎(chǔ)深度。

在這個(gè)工程實(shí)例中方案可行性調(diào)查是核心，手持GPS的平面誤差可以滿(mǎn)足要求，縱斷面高程以坡度控制。根據(jù)爬升高度計(jì)算出最短長(zhǎng)度后，根據(jù)內(nèi)業(yè)設(shè)計(jì)，直接以施工高度現(xiàn)場(chǎng)反推支柱高度、地埋基礎(chǔ)深度。整個(gè)工作和工序快速有效的完成，保證使用功能的前提下，手持GPS做為輔助手段和數(shù)據(jù)采集工具，為施工放樣提供建設(shè)性控制數(shù)據(jù)。由于手持GPS平面位置的誤差，在實(shí)際施工放樣過(guò)程中，將該部分誤差設(shè)置休息平臺(tái)，以平坡來(lái)消化平面誤差。戶(hù)外助手App的數(shù)據(jù)采集和控制功能比手持GPS更好用，由于手持GPS記錄路線(xiàn)數(shù)據(jù)時(shí)無(wú)法有效斷開(kāi)，會(huì)存在往返線(xiàn)，在內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理時(shí)會(huì)增加工作量。

手持GPS的優(yōu)勢(shì)在沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)信號(hào)時(shí)也能正常工作，戶(hù)外助手APP地圖的下載和數(shù)據(jù)的傳輸則依賴(lài)于網(wǎng)絡(luò)。

4 “樹(shù)頂漫步”滑道初步設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)采集

在滑道實(shí)施過(guò)程中，設(shè)計(jì)師根據(jù)1：10000地形圖初步方案出來(lái)后，將路線(xiàn)數(shù)據(jù)導(dǎo)出后傳至戶(hù)外助手App。在現(xiàn)場(chǎng)沿滑道設(shè)置路線(xiàn)行進(jìn)，記錄節(jié)點(diǎn)控制位置數(shù)據(jù)，及沿線(xiàn)地質(zhì)不適宜實(shí)施路段后，反饋給設(shè)計(jì)師。調(diào)整后的數(shù)據(jù)重復(fù)現(xiàn)場(chǎng)踏勘，滿(mǎn)足實(shí)施要求后。組織測(cè)量隊(duì)對(duì)擬建項(xiàng)目路線(xiàn)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，并打控制定位樁，反饋數(shù)據(jù)至設(shè)計(jì)師，設(shè)計(jì)師根據(jù)實(shí)地地面數(shù)據(jù)完成最終施工圖設(shè)計(jì)。給現(xiàn)場(chǎng)提交貝殼基礎(chǔ)設(shè)計(jì)圖紙，給生產(chǎn)廠(chǎng)家提供逐樁立柱、支柱長(zhǎng)度?，F(xiàn)場(chǎng)完成貝殼基礎(chǔ)施工后即可進(jìn)行安裝施工?；缹?shí)施過(guò)程中戶(hù)外助手App充當(dāng)方案放樣測(cè)量，初步設(shè)計(jì)復(fù)核測(cè)量的工作。減少測(cè)量隊(duì)動(dòng)用全站儀或者RTK次數(shù)。在山高林密的環(huán)境中減少了前期的投入人數(shù)和測(cè)量設(shè)備的使用。提高了效率，減少成本。在滑道施工中，前期踏勘可以使用手持GPS，在二次方案復(fù)核的時(shí)候就要用到戶(hù)外助手App，因?yàn)閼?hù)外助手App能夠快速的將CAD設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的導(dǎo)入軟件，并馬上就能夠進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)放線(xiàn)。手持GPS要將CAD數(shù)據(jù)導(dǎo)入就比較復(fù)雜，一組數(shù)據(jù)處理到導(dǎo)入需要半小時(shí)，且必須經(jīng)過(guò)電腦數(shù)據(jù)線(xiàn)導(dǎo)出、導(dǎo)入數(shù)據(jù)。因此在項(xiàng)目中戶(hù)外助手App的使用率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于手持GPS，且智能手機(jī)普及率高，使用方便，戶(hù)外助手App的使用在施工現(xiàn)場(chǎng)很好的解決了位置定位的難題，項(xiàng)目中多以擬建項(xiàng)目的名稱(chēng)命名地塊，如：森林旅館、觀(guān)星樓、卡丁車(chē)展館、卡丁車(chē)賽道等。

5 “樹(shù)頂漫步”卡丁車(chē)賽道初步設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)采集

在卡丁車(chē)賽道實(shí)施過(guò)程中，“樹(shù)頂漫步”請(qǐng)省內(nèi)資深賽車(chē)手，現(xiàn)場(chǎng)選線(xiàn)定線(xiàn)。溝通和實(shí)施過(guò)程中，專(zhuān)業(yè)選手的體量感和根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況因地制宜的設(shè)計(jì)出最會(huì)理趣味性最高的賽道。在現(xiàn)場(chǎng)放線(xiàn)是采用塑料繩單邊布線(xiàn)的方式。在這個(gè)專(zhuān)業(yè)車(chē)手設(shè)計(jì)的賽車(chē)道的現(xiàn)場(chǎng)，我通過(guò)戶(hù)外助手App的記錄路線(xiàn)定位功能將路線(xiàn)完美的記錄下來(lái)。內(nèi)業(yè)時(shí)在圖上還原后，發(fā)現(xiàn)整個(gè)卡丁車(chē)賽道完美的詮釋了設(shè)計(jì)來(lái)源于生活，通過(guò)恢復(fù)路線(xiàn)中線(xiàn)后，彎道加寬，豎曲線(xiàn)順應(yīng)地形地貌。實(shí)際施工中并沒(méi)有完全按照最初設(shè)計(jì)來(lái)，減少測(cè)量隊(duì)動(dòng)用全站儀或者RTK次數(shù)。在山高林密的環(huán)境中減少了前期的投入人數(shù)和測(cè)量設(shè)備的使用。提高了效率，減少成本。在滑道施工中，前期踏勘可以使用手持GPS，在二次方案復(fù)核的時(shí)候就要用到戶(hù)外助手App，因?yàn)閼?hù)外助手App能夠快速的將CAD設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的導(dǎo)入軟件，并馬上就能夠進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)放線(xiàn)。手持GPS要將CAD數(shù)據(jù)導(dǎo)入就比較復(fù)雜，一組數(shù)據(jù)處理到導(dǎo)入需要半小時(shí)，且必須經(jīng)過(guò)電腦數(shù)據(jù)線(xiàn)導(dǎo)出、導(dǎo)入數(shù)據(jù)。因此在項(xiàng)目中戶(hù)外助手App的使用率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于手持GPS，且智能手機(jī)普及率高，使用方便，戶(hù)外助手App的使用在施工現(xiàn)場(chǎng)很好的解決了位置定位的難題，項(xiàng)目中多以擬建項(xiàng)目的名稱(chēng)命名地塊，如：森林旅館、觀(guān)星樓、卡丁車(chē)展館、卡丁車(chē)賽道等。

總結(jié)

由“實(shí)時(shí)樁號(hào)系統(tǒng)”的組合（電腦軟件：AutoCAD、谷地地理信息系統(tǒng)（GoodyGIS）；智能手機(jī)軟件：戶(hù)外助手App）。路線(xiàn)kml文件導(dǎo)出，在項(xiàng)目實(shí)際使用中，從CAD數(shù)據(jù)到谷地樁號(hào)kml文件生成也就是3-5分鐘。戶(hù)外助手app能夠直觀(guān)的提供現(xiàn)場(chǎng)樁號(hào)位置，方便施工管理、技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)施工控制。隨身攜帶的樁號(hào)顯示，方便的為施工現(xiàn)場(chǎng)提供統(tǒng)一的控制體系。在實(shí)際使用中大大減少了施工現(xiàn)場(chǎng)樁號(hào)標(biāo)識(shí)丟失，無(wú)法進(jìn)行施工指導(dǎo)的尷尬；大型的場(chǎng)地平整中通過(guò)戶(hù)外助手App提供的樁號(hào)位置，有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)員能夠完成場(chǎng)地初步平整、清表等施工作業(yè)，減少因?yàn)闊o(wú)樁號(hào)，不能開(kāi)始工作的機(jī)械人員窩工。

曾經(jīng)最優(yōu)秀的公路工程技術(shù)人員能夠一口報(bào)出所處位置的樁號(hào)（誤差在20m-50m之間）；現(xiàn)在我公司普遍使用“實(shí)時(shí)樁號(hào)系統(tǒng)”的施工現(xiàn)場(chǎng)具有準(zhǔn)確的樁號(hào)標(biāo)識(shí)（誤差在2m-5m之間），準(zhǔn)確的應(yīng)用于場(chǎng)地的平整、原材料的堆放；軟基、滑坡等病害上報(bào)樁號(hào)、位置的準(zhǔn)確性，極大的提高了公路工程施工現(xiàn)場(chǎng)的管理控制準(zhǔn)確性和統(tǒng)一性。施工事件樁號(hào)匯報(bào)制度的落實(shí)（如：沒(méi)有使用系統(tǒng)前以三道窯子……十道窯子；大榆樹(shù)、石崖畔等地形特征點(diǎn)作為參照物），避免了因位置理解錯(cuò)誤給施工管理造成損失。極大的提高了企業(yè)形象和管理水平。

對(duì)“實(shí)時(shí)樁號(hào)系統(tǒng)”在施工中能夠指導(dǎo)施工生產(chǎn)，提高工作效率的應(yīng)用，應(yīng)該積極的推廣！