建筑工程規(guī)劃竣工測量技術(shù)與方法剖析

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上海中房測繪有限公司

1 引言

現(xiàn)階段，我國的城市化建設(shè)事業(yè)正處在穩(wěn)中有升的階段，逐步加大力度在城市化建設(shè)領(lǐng)域是當(dāng)前我國政府主要的工作任務(wù)之一，所以如何制定更為嚴(yán)謹(jǐn)且科學(xué)城市規(guī)劃方案就顯得尤為重要。嚴(yán)謹(jǐn)且科學(xué)的城市建設(shè)規(guī)劃內(nèi)容不僅可以確保各類資源的有效利用，還能保證城市空間的合理性與美觀性，從而得以確保提升經(jīng)濟(jì)效益、社會效益以及可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的最終實現(xiàn)。因此，如何保證城市建筑工程的質(zhì)量已成為廣大建筑領(lǐng)域從業(yè)者的首要工作任務(wù)。作為建筑工程主要構(gòu)成之一的竣工測量環(huán)節(jié)，是整個建筑工程的重要質(zhì)量屏障，所以本文將對竣工測量技術(shù)與方法進(jìn)行簡單的剖析，供大家借鑒。

2 建筑工程規(guī)劃竣工測量技術(shù)與方法的內(nèi)容

建筑工程規(guī)劃竣工主要包括兩個環(huán)節(jié)，其一是建筑工程規(guī)劃竣工驗收，其二是建筑工程規(guī)劃竣工測量。建筑工程規(guī)劃竣工驗收指的是在城市開展建設(shè)工程的過程中將已確定的城市規(guī)劃意圖準(zhǔn)確地落到實處的一種記錄。建筑工程規(guī)劃竣工驗收的主要對象有工業(yè)類建筑、民用類建筑以及建筑工程包含的其他設(shè)施，如管線、地下建筑物的紅線范圍、高度等。而建筑工程竣工測量是建筑工程規(guī)劃竣工驗收的主要環(huán)節(jié)，通常在整體工程項目完成后即可開展工程竣工驗收，所以說建筑工程規(guī)劃竣工測量即是工程竣工驗收的前提條件，又是建筑工程項目落實規(guī)劃意圖的實際體現(xiàn)。

3 傳統(tǒng)建筑工程規(guī)劃竣工測量的技術(shù)與方法

通常情況下，建筑工程規(guī)劃竣工測量主要包括兩個環(huán)節(jié)。其一是需要對控制點的坐標(biāo)高程進(jìn)行準(zhǔn)確測量。其二是對細(xì)部點的坐標(biāo)高程進(jìn)行準(zhǔn)確測量。建筑工程規(guī)劃竣工測量主要包含以下內(nèi)容。首先，測量內(nèi)容包含對項目建筑物與其附屬建筑的水平投影面積，如建筑物的基底面積、功能性建筑的基底面積、陽臺面積等。其次，測量建筑物在鉛垂面的高程時，應(yīng)包含建筑物外立面的高度、層高、附屬建筑物的高度以及功能性建筑物的高度等。需要注意的一點是在進(jìn)行測量工作時，相關(guān)人員需要謹(jǐn)遵優(yōu)先控制測量，而后進(jìn)行后細(xì)部點測量的原則。

3.1 控制測量內(nèi)容

控制測量主要指的是對那些已經(jīng)完成的建筑工程項目的控制點開展測量工作，如民用型建筑、工業(yè)性建筑以及配套建筑等工程項目。目前較為常用且效果較好的平面測量方式主要有三種，即導(dǎo)線測量、靜態(tài)GPS測量以及單基站RTK測量。首先，導(dǎo)線測量法通常需要許多的測繪人員參與，并且需要使用到較多的測量設(shè)備，如平板儀、經(jīng)緯儀等。同時，對于測站間的距離也有一定的要求，如間距不宜過大、測站點總數(shù)不宜過多等。其次，靜態(tài)GPS測量法與導(dǎo)線測量雷同，一般也需要較多作業(yè)人員、測量設(shè)備等，且具有測量時間較長、結(jié)果偏差較大、投入成本較多等缺點，所以很多采用傳統(tǒng)測量方式的企業(yè)一般會采用單基站RTK測量法。RTK全稱為Real-time kinematic，即實時動態(tài)。從本質(zhì)上看，RTK指的是載波相位差分技術(shù)，利用GPS或是北斗等衛(wèi)星技術(shù)，可以得到實時且精準(zhǔn)度較高的定位結(jié)果，使測量結(jié)果更加準(zhǔn)確和真實。利用單基站RTK測量法，可以避免導(dǎo)線測量和靜態(tài)GPS測量具有的費時費力、成本較高以及結(jié)果誤差較大等缺點，且優(yōu)勢更加突出。比如，使用單基站RTK測量法，不需要在各測量站點間的通視，測量點位具有較強的流動性和靈活性，無須架設(shè)任何設(shè)備就可以準(zhǔn)確地知道某一測量點的坐標(biāo)點位，尤其適合城市建筑工程較為開闊地帶的測量工作，且準(zhǔn)確度不僅能保證在厘米級精度之內(nèi)，還能確保測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。此外，RTK測量法又可以分為單基站RTK測量法和網(wǎng)絡(luò)RTK測量法兩種。

3.2 高度測量內(nèi)容

建筑工程的高度測量主要包括建筑物的層高、門和窗的高度、主體建筑物和周邊建筑物間的關(guān)系等。一般情況下，測量建筑物高度的方法有兩種，分別為三角測量法與前方交會法。需要用到的設(shè)備有鋼卷尺、測距儀以及全站儀等。在進(jìn)行建筑物室內(nèi)測量時，如門窗的高度以及層高等，一般會使用到鋼卷尺和激光測距儀等設(shè)備，因為這類設(shè)備通常具有操作方便、快捷等特點。在測量工程建筑的高度、主體建筑與周圍建筑的位置關(guān)系時，通常會選擇全站儀，因為全站儀具有測量結(jié)果精度較好和效率較高等特征。在進(jìn)行建筑工程高度測量工作時，相關(guān)人員需要注意以下幾個方面。首先，每次的測量工作需兩組測量結(jié)果，且結(jié)果需要進(jìn)行平均求值。其次，在進(jìn)行測量工作時，需要在每個測點開展重復(fù)測量，消除可能出現(xiàn)的偶然誤差或系統(tǒng)誤差對最終測量結(jié)果的影響。

3.3 面積測量內(nèi)容

房屋建筑面積包括建筑陽臺、走廊、地下室以及室外樓梯等面積。同時，對一些建筑外部的附屬建筑物也應(yīng)開展測量工作，如停車場、功能房、綠地以及其他公共設(shè)施等。在開展面積測量工作時會使用到幾何測量法，其內(nèi)容為使用鋼卷尺或是測距儀等設(shè)備測量建筑投影集合圖的邊長，而后通過計算得出面積。但是由于幾何測量法具有精度較差、效率偏低等缺點，所以現(xiàn)代測量工作基本不會選擇該種方法。目前，較為常用且廣受各方好評的測量方法有坐標(biāo)測量法。坐標(biāo)測量法的內(nèi)容為：應(yīng)用RTK或者全站儀等設(shè)備測量出建筑的一些點位，如建筑物和附屬建筑的邊界、拐點等。在通過特殊的計算方式，得出測量的結(jié)果。

4 現(xiàn)代建筑工程規(guī)劃竣工測量的技術(shù)與方法

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市化建設(shè)的腳步也隨之加快，各地區(qū)、各城市紛紛涌現(xiàn)出風(fēng)格迥異的地標(biāo)性建筑，比如上海市的東方明珠、深圳市的地王大廈等。這些結(jié)構(gòu)復(fù)雜且非常規(guī)的建筑形式，是在傳統(tǒng)建筑技術(shù)基礎(chǔ)上的一種突破，所以在開展竣工測量工作時，測量的最終結(jié)果理應(yīng)更加準(zhǔn)確。因此，如若僅僅使用傳統(tǒng)的測量方法難以快速且準(zhǔn)確地完成竣工測量內(nèi)容，也會給整個的測量工作造成巨大的阻礙。另外，先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的不斷完善與創(chuàng)新，使得測繪、測量的方法也變得更加智能與準(zhǔn)確，所以新時期的建筑工程規(guī)劃竣工測量工作也應(yīng)努力地創(chuàng)新測量的方式與內(nèi)容，使得竣工測量工作變得更加精準(zhǔn)、便捷和安全。下文將簡要介紹三種現(xiàn)代測量技術(shù)與方法，分別為CORS技術(shù)、三維激光掃描技術(shù)以及無人機傾斜攝影測量技術(shù)。

4.1 建筑工程規(guī)劃竣工測量中CORS技術(shù)的應(yīng)用

CORS全稱為Cross-Origin Resource Sharing，中文翻譯為連續(xù)運行參考站。CORS系統(tǒng)是由衛(wèi)星定位技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及數(shù)字信息通信技術(shù)等多種高新科學(xué)技術(shù)結(jié)合而成的。通常情況下，CORS系統(tǒng)包括基準(zhǔn)站網(wǎng)、數(shù)據(jù)處理中心、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、定位導(dǎo)航數(shù)據(jù)播發(fā)系統(tǒng)以及用戶應(yīng)用等五個系統(tǒng)，每個基準(zhǔn)站與監(jiān)控分析中心之間利用數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)連接成為一個整體，并形成專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)體系。CORS技術(shù)具有實時化、規(guī)模化以及動態(tài)化的特點，利用CORS基站代替測量標(biāo)志的方式，可以減少后續(xù)標(biāo)志的維保工作。此外，CORS系統(tǒng)的搭建在一定程度上改變了傳統(tǒng)RTK測量法的工作模式，利用單機作業(yè)、作業(yè)范圍較大、操作簡單靈活以及數(shù)據(jù)誤差較小等優(yōu)勢，為城市化建設(shè)提供強有力的幫助。

4.2 建筑工程規(guī)劃竣工測量中三維激光掃描技術(shù)的應(yīng)用

三維激光掃描技術(shù)又叫實景復(fù)制技術(shù)，是一種20世紀(jì)90年代中期發(fā)明的高新技術(shù)，也是測繪測量領(lǐng)域的一次技術(shù)變革。該技術(shù)利用高速激光掃描測量的方式，廣泛且高分辨率的快速獲取建筑表面多個點的坐標(biāo)、反射率以及顏色等信息，而后將這些點的信息復(fù)建出一比一的真彩色三維點云模型，并為后續(xù)的處理以及數(shù)據(jù)分析等環(huán)節(jié)提供準(zhǔn)確且詳細(xì)的依據(jù)。建筑工程規(guī)劃竣工測量中三維激光掃描技術(shù)的應(yīng)用原理為激光測距原理。三維激光掃描儀的缺點也同樣明顯，每臺激光掃描儀的激光發(fā)射方式、內(nèi)置棱鏡的個數(shù)、計時的模式以及數(shù)據(jù)處理軟件等方面存在的差異，會對最終結(jié)果造成一定的影響。應(yīng)用三維激光掃描儀開展地形測量工作，可以為相關(guān)測量人員提供被測建筑物的三維真彩點云信息與實時數(shù)據(jù)。應(yīng)用該技術(shù)無論是從測量信息，還是測量數(shù)據(jù)處理，乃至后續(xù)的繪制地形圖的過程，測量工作的效率與質(zhì)量都有著十分顯著地提升。現(xiàn)如今，三維激光掃描技術(shù)的發(fā)展趨勢良好，其在建筑工程規(guī)劃竣工測量以及其他領(lǐng)域中也將得到更多的應(yīng)用。

4.3 建筑工程規(guī)劃測量中無人機傾斜攝影測量技術(shù)的應(yīng)用

首先，無人機傾斜攝影技術(shù)是一種全新的測量技術(shù)，其主要是通過與無人機飛行平臺搭載的GPS系統(tǒng)或是IM系統(tǒng)相結(jié)合的方式，采集地面建筑物各種信息，如SPO數(shù)據(jù)以及像控點數(shù)據(jù)等，且能保證采集信息的準(zhǔn)確性與實時性。而后再利用有關(guān)軟件對采集到的建筑物信息進(jìn)行快速處理，得到包括點云數(shù)據(jù)、數(shù)字正射影像以及三維模型等工程信息。其次，利用無人機預(yù)設(shè)航線的功能，在需要進(jìn)行采集作業(yè)的區(qū)域上空自動完成采集任務(wù)，并將采集到的信息立即上傳至GIS系統(tǒng)中，便可在計算機上自動生成點云和三維模型數(shù)據(jù)。最后，測量人員在根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，如空間距離、體積以及斜面等進(jìn)行建筑工程的測量工作。

無人機傾斜攝影測量技術(shù)相比于其他測量而言，優(yōu)勢還是十分明顯的。其一是無人機傾斜攝影測量技術(shù)具有體積較小、重量偏輕、易于攜帶和操作等特點，且我國一直以來都是無人機生產(chǎn)和銷售的大國，各種無人機的配件和維保工作皆處于世界領(lǐng)先位置。其二是無人機本身具有飛行預(yù)設(shè)功能，且測量過程實現(xiàn)基本實現(xiàn)了自動化，可以顯著地減少操作人員方面的投入。其三是經(jīng)過多年的發(fā)展與完善，我國的現(xiàn)代無人機攝影技術(shù)具有拍攝分辨率較高、精度較好、效率較高等優(yōu)點，在保證節(jié)約成本投入的基礎(chǔ)上，顯著地提高了測量工作的效率與質(zhì)量。

5 結(jié)束語

綜上所述，對于新時期背景下的建筑工程而言，竣工驗收環(huán)節(jié)有著十分重要的意義與作用，并且作為驗收工作主要的組成之一，規(guī)劃竣工測量的最終結(jié)果將直接決定著建筑工程的驗收結(jié)論。因此，如何高效且精準(zhǔn)的采集工程項目的各種真實信息和數(shù)據(jù)就顯得尤為關(guān)鍵。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與創(chuàng)新，建筑工程測量的技術(shù)與方法也應(yīng)在傳統(tǒng)的基礎(chǔ)上，及時、合理地進(jìn)行創(chuàng)新和完善，上文簡要介紹的RTK測量技術(shù)、三維激光掃描技術(shù)以及無人機傾斜攝影技術(shù)等，勢必會在今后的建筑工程領(lǐng)域中發(fā)揮更為重要的作用。