民用建筑房屋竣工測(cè)量技術(shù)研究

【摘要】為提高民用建筑竣工測(cè)量的準(zhǔn)確性，文章介紹了民用建筑房屋竣工測(cè)量的重要性，分析了傳統(tǒng)民用建筑房屋竣工測(cè)量的局限性，包括測(cè)量精度、效率方面。為彌補(bǔ)這些局限性，提出一系列民用建筑房屋竣工測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用策略，包括三維激光掃描技術(shù)、基于BIM的竣工測(cè)量技術(shù)以及無人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)等。通過上述措施，實(shí)現(xiàn)民用建筑房屋竣工測(cè)量的自動(dòng)化、數(shù)字化和高效化，提升其數(shù)據(jù)質(zhì)量和精度。

【關(guān)鍵詞】民用建筑；房屋竣工測(cè)量；三維激光技術(shù)；BIM技術(shù)；無人機(jī)

【中圖分類號(hào)】TU198" " " "【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A" " " "【文章編號(hào)】1673-6028（2024）03-0095-03

0 引言

建筑測(cè)量是指在房屋建設(shè)過程中，對(duì)房屋進(jìn)行各種尺寸、高度、面積等方面的計(jì)算和測(cè)量。建筑測(cè)量作為建筑工程中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，其結(jié)果將直接影響到整個(gè)房屋建設(shè)過程以及最終使用效果。民用建筑房屋竣工測(cè)量技術(shù)主要是指在建筑工程竣工時(shí)，通過測(cè)量一系列參數(shù)來判斷建筑物是否符合規(guī)范、是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。隨著科技的不斷發(fā)展，民用建筑房屋竣工測(cè)量技術(shù)也得到了很大提升。目前，建筑測(cè)量技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入了數(shù)字化時(shí)代，采用先進(jìn)的測(cè)量?jī)x器和設(shè)備，可以更加準(zhǔn)確地測(cè)量出建筑物的各項(xiàng)參數(shù)。同時(shí)，數(shù)字化技術(shù)也讓建筑測(cè)量數(shù)據(jù)的處理變得更加方便快捷，在保證準(zhǔn)確性的同時(shí)，還能大幅提高效率。

1 民用建筑房屋竣工測(cè)量的重要性

民用建筑房屋竣工測(cè)量是指在建筑工程完成后，對(duì)建筑物各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行精確測(cè)量的過程。這個(gè)過程不僅是檢驗(yàn)建筑物是否符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的必要環(huán)節(jié)，也是保證建筑物使用效果并維護(hù)公共安全的重要手段。

（1）保障建筑質(zhì)量。民用建筑房屋竣工測(cè)量是保障建筑質(zhì)量的關(guān)鍵步驟。通過精確的測(cè)量和分析過程，可以及時(shí)解決建筑過程中的問題以及發(fā)現(xiàn)潛在隱患。同時(shí)，竣工測(cè)量還可以確保建筑物結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，材料符合規(guī)范，建筑面積和房間高度等參數(shù)符合設(shè)計(jì)方案，保證建筑物的正常使用壽命和安全性能[1]。

（2）維護(hù)公共安全。民用建筑房屋竣工測(cè)量還有助于維護(hù)公共安全。在測(cè)量過程中，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)建筑內(nèi)部的結(jié)構(gòu)缺陷、設(shè)備故障或其他危險(xiǎn)因素，進(jìn)而采取相應(yīng)措施修復(fù)或排除隱患。這樣可以最大限度地避免建筑物出現(xiàn)事故，保證公眾人員在建筑內(nèi)部的安全。

（3）促進(jìn)工程管理。民用建筑房屋竣工測(cè)量還有助于促進(jìn)工程管理。通過對(duì)建筑物各項(xiàng)參數(shù)的測(cè)量和分析，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并采取相應(yīng)措施協(xié)調(diào)解決，從而提高施工效率和質(zhì)量?？⒐y(cè)量還可以為后續(xù)的房產(chǎn)交易、維護(hù)和管理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為相關(guān)管理者制定合理的規(guī)劃和方案提供依據(jù)[2]。

2 傳統(tǒng)民用建筑房屋竣工測(cè)量的局限性

2.1 測(cè)量精度不足

傳統(tǒng)的測(cè)量方法通常依賴于人工測(cè)量操作，例如使用測(cè)量?jī)x器和工具進(jìn)行線性測(cè)量、角度測(cè)量等。然而，操作中不可避免地會(huì)誤差，包括讀數(shù)誤差、手眼協(xié)調(diào)誤差以及操作不精準(zhǔn)帶來的誤差。這些人為誤差對(duì)于房屋竣工測(cè)量精度產(chǎn)生了潛在的影響，而且使用的測(cè)量?jī)x器具有一定的測(cè)量范圍和精度限制。例如，在測(cè)量長(zhǎng)距離時(shí)，使用的測(cè)量?jī)x器可能具有一定的誤差范圍，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果的精度下降。此外，測(cè)量?jī)x器的精度也受到環(huán)境條件、儀器磨損等因素的影響，進(jìn)一步限制了測(cè)量精度的提高。此外，民用建筑房屋通常由多個(gè)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)組成，包括墻壁、樓梯、天花板等。測(cè)量這些結(jié)構(gòu)的幾何形狀和尺寸需要考慮到復(fù)雜性，并且常常需要進(jìn)行多次測(cè)量才能獲得準(zhǔn)確的結(jié)果。然而，由于結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，很難在傳統(tǒng)測(cè)量中完全消除測(cè)量誤差，從而影響了測(cè)量精度。

2.2 測(cè)量效率較低

傳統(tǒng)的房屋竣工測(cè)量通常需要大量的人力投入。測(cè)量員需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘察、數(shù)據(jù)采集和記錄等工作，這通常需要耗費(fèi)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間和人力資源。由于民用建筑房屋的復(fù)雜性和尺寸的巨大范圍，測(cè)量員可能需要花費(fèi)很多時(shí)間才能完成所有必要的測(cè)量任務(wù)，從而導(dǎo)致測(cè)量效率較低。測(cè)量員在測(cè)量過程中需要攜帶多種測(cè)量設(shè)備和工具，例如測(cè)距儀、水平儀、經(jīng)緯儀等。這些設(shè)備的設(shè)置和準(zhǔn)備可能需要一定的時(shí)間，特別是在一個(gè)大型建筑項(xiàng)目中，需要反復(fù)移動(dòng)和調(diào)整設(shè)備的位置，以滿足不同測(cè)量點(diǎn)的需求。這些步驟會(huì)增加整個(gè)測(cè)量過程的時(shí)間成本，降低了測(cè)量效率。

此外，傳統(tǒng)測(cè)量方法中的數(shù)據(jù)處理和分析通常需要手動(dòng)操作，包括數(shù)據(jù)錄入、計(jì)算和結(jié)果整理等。這些步驟需要測(cè)量員花費(fèi)大量的時(shí)間和精力，特別是當(dāng)測(cè)量數(shù)據(jù)數(shù)量龐大時(shí)。此外，由于傳統(tǒng)方法中缺乏自動(dòng)化和智能化的數(shù)據(jù)處理工具，測(cè)量員可能需要進(jìn)行繁瑣的手動(dòng)計(jì)算和比對(duì)，進(jìn)一步降低了測(cè)量效率[3]。

3 民用建筑房屋竣工測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用策略

3.1 應(yīng)用三維激光掃描技術(shù)

三維激光掃描技術(shù)是一種高效、精確、自動(dòng)化的測(cè)量方法，廣泛應(yīng)用于民用建筑房屋竣工測(cè)量領(lǐng)域。三維激光掃描的核心設(shè)備是激光掃描儀，根據(jù)不同的測(cè)量需求和場(chǎng)景，可以選擇合適的掃描儀進(jìn)行測(cè)量。通常情況下，使用定位精度高、掃描速度快、數(shù)據(jù)采集精度高的掃描儀可以提高測(cè)量效率和精度。在進(jìn)行三維激光掃描之前，需要制定詳細(xì)的測(cè)量方案。測(cè)量方案包括測(cè)量區(qū)域、掃描路徑、掃描密度等參數(shù)，以及測(cè)量目標(biāo)和測(cè)量要求等內(nèi)容。通過詳細(xì)的測(cè)量方案，可以使得整個(gè)測(cè)量過程更加規(guī)范化和有條理化。將掃描儀放置在測(cè)量區(qū)域中，對(duì)測(cè)量區(qū)域進(jìn)行掃描。激光掃描儀通過發(fā)射激光束并接收反射回來的激光信號(hào)，可以構(gòu)建出測(cè)量區(qū)域的三維模型。再將采集到的數(shù)據(jù)需要經(jīng)過處理和分析，以此得到最終的測(cè)量結(jié)果。常見的數(shù)據(jù)處理方法包括點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理、網(wǎng)格化處理和模型重建。同時(shí)，為了提高數(shù)據(jù)的精度和質(zhì)量，還需要進(jìn)行數(shù)據(jù)校正和糾偏等操作。最后，將測(cè)量結(jié)果整理成報(bào)告和圖表形式，以便于管理人員進(jìn)行查看和分析。在報(bào)告和圖表中，通常會(huì)包括測(cè)量區(qū)域的三維模型、二維平面圖、剖面圖、立體圖等內(nèi)容，以及相關(guān)參數(shù)和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等信息[4]。

3.2 基于BIM的竣工測(cè)量技術(shù)

基于BIM的竣工測(cè)量技術(shù)是近年來快速發(fā)展的一種新型建筑測(cè)量方法，其具有高效、精確、全面等優(yōu)點(diǎn)，并且廣泛應(yīng)用于民用建筑房屋竣工測(cè)量領(lǐng)域。在應(yīng)用基于BIM的竣工測(cè)量技術(shù)之前，需要準(zhǔn)備相應(yīng)的設(shè)備與軟件。其中，三維掃描儀和相關(guān)軟件是必不可少的設(shè)備。掃描儀類型根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，包括激光掃描儀、相機(jī)掃描儀等。軟件可以選擇Revit、AutoCAD等常用的BIM建模軟件。在進(jìn)行基于BIM的竣工測(cè)量之前，需要制定詳細(xì)的測(cè)量方案。測(cè)量方案應(yīng)該包括測(cè)量區(qū)域的范圍、數(shù)據(jù)采集方式、數(shù)據(jù)處理方法等信息。通過合理的測(cè)量方案，可以提高測(cè)量效率和數(shù)據(jù)質(zhì)量。在測(cè)量過程中，使用三維掃描儀對(duì)測(cè)量區(qū)域進(jìn)行掃描。測(cè)量過程中可以使用多個(gè)掃描儀，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。需要注意的是，掃描儀的擺放位置和掃描方向?qū)?shù)據(jù)質(zhì)量有很大影響，因此應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行合理地安排。測(cè)量完成后，需要將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。首先，使用三維建模軟件將掃描數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為BIM。其次，對(duì)BIM進(jìn)行檢查和修正，確保BIM的準(zhǔn)確性和完整性。最后，將BIM與原始設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行比對(duì)，確認(rèn)竣工情況是否符合設(shè)計(jì)要求。在完成基于BIM的竣工測(cè)量之后，需要編制竣工報(bào)告?？⒐?bào)告應(yīng)包括測(cè)量方案、測(cè)量結(jié)果、數(shù)據(jù)處理方法等內(nèi)容，并且應(yīng)該符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求[5]。

3.3 應(yīng)用無人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)

無人機(jī)航空攝影測(cè)量的核心設(shè)備是無人機(jī)，根據(jù)不同的需求可以選擇不同類型、不同載荷的無人機(jī)。通常民用建筑房屋竣工測(cè)量需要用到的無人機(jī)為多旋翼或固定翼的垂直起降無人機(jī)，其能夠搭載高分辨率相機(jī)或激光掃描儀等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)高精度三維測(cè)量。在使用無人機(jī)進(jìn)行航空攝影測(cè)量之前，需要進(jìn)行飛行路徑規(guī)劃。飛行路徑規(guī)劃要考慮到建筑物的形狀、大小、高度等因素，以及無人機(jī)的性能參數(shù)和遙控距離等因素。通過對(duì)建筑物的幾何特征進(jìn)行分析，確定最佳的拍攝位置和角度，并制定相應(yīng)的飛行計(jì)劃，以確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和完整性。在無人機(jī)完成飛行后，需要對(duì)房屋建筑進(jìn)行拍攝數(shù)據(jù)采集。對(duì)于航空攝影測(cè)量來說，拍攝數(shù)據(jù)采集是最重要的環(huán)節(jié)之一。通過高分辨率相機(jī)或激光掃描儀等設(shè)備，可以獲取大量建筑物的圖像數(shù)據(jù)和三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)采集過程中，還需要注意拍攝參數(shù)的設(shè)置，例如曝光時(shí)間、焦距、ISO等參數(shù)的調(diào)整，以及避免遮擋和重疊度不足等問題。經(jīng)過拍攝數(shù)據(jù)采集后，需要進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析。數(shù)據(jù)處理包括圖像拼接、建模、質(zhì)量控制等步驟，通常使用專業(yè)的軟件進(jìn)行處理，例如Photoscan、Inpho等軟件。數(shù)據(jù)分析則包括建筑物的尺寸、形狀、高度等參數(shù)的計(jì)算與分析，以及地形變化、建筑物變形等問題的識(shí)別和分析。

3.4 應(yīng)用可編程測(cè)量?jī)x器

目前，可編程測(cè)量?jī)x器品牌很多，根據(jù)不同的測(cè)量需求和場(chǎng)景，可以選擇合適的儀器進(jìn)行測(cè)量。比較常見的有全站儀、自動(dòng)水平儀、激光測(cè)距儀等。根據(jù)建筑物形狀、大小、測(cè)量精度要求等因素，選擇合適的儀器進(jìn)行測(cè)量。在使用可編程測(cè)量?jī)x器進(jìn)行建筑測(cè)量之前，需要先設(shè)定好測(cè)量參數(shù)。根據(jù)建筑物的形狀、大小和測(cè)量精度要求，設(shè)定相應(yīng)的角度、距離、高差等參數(shù)。一般來說，在測(cè)量前需要對(duì)儀器進(jìn)行精密調(diào)整，以確保測(cè)量精度。在設(shè)定好測(cè)量參數(shù)后，就可以進(jìn)行實(shí)地測(cè)量。進(jìn)行測(cè)量前，需要對(duì)建筑物進(jìn)行周邊環(huán)境分析，確定好測(cè)量的起點(diǎn)和終點(diǎn)。然后，根據(jù)設(shè)定的參數(shù)，使用可編程測(cè)量?jī)x器進(jìn)行角度、距離、高差等測(cè)量。測(cè)量完成后，需要對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與分析。一般來說，可以使用CAD等建筑設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，生成建筑物的三維模型。同時(shí)，也可以利用其他數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析，以便更好地理解建筑物的結(jié)構(gòu)和特征。

3.5 加強(qiáng)質(zhì)量控制，整合多源數(shù)據(jù)

在進(jìn)行民用建筑房屋竣工測(cè)量時(shí)，加強(qiáng)質(zhì)量控制是確保測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和完整性的關(guān)鍵。首先可制定標(biāo)準(zhǔn)化的操作流程，對(duì)每一個(gè)測(cè)量過程進(jìn)行明確的規(guī)范，確保每一步操作都可以被重復(fù)執(zhí)行，并且能夠快速排除異常情況。并增加控制點(diǎn)，以此提高測(cè)量精度，使得測(cè)量結(jié)果更加準(zhǔn)確?？刂泣c(diǎn)的數(shù)量、分布和位置需要針對(duì)不同的測(cè)量任務(wù)而定，同時(shí)也需要規(guī)避影響因素如遮擋等。通過進(jìn)行多次測(cè)量，可以減少誤差和異常點(diǎn)的出現(xiàn)，提高測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。此外，在測(cè)量過程中需要進(jìn)行檢查和驗(yàn)證，以確保測(cè)量數(shù)據(jù)符合標(biāo)準(zhǔn)和要求。例如，通過驗(yàn)算、人工檢查等方式來驗(yàn)證測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

在進(jìn)行民用建筑房屋竣工測(cè)量時(shí)，常常需要整合多源數(shù)據(jù)，例如BIM、CAD圖紙、GIS數(shù)據(jù)等。以下是一些整合多源數(shù)據(jù)的具體方法。①采用標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)格式：為了方便數(shù)據(jù)整合和處理，可以采用標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)格式，例如IGES、STEP、XML等格式，以確保不同數(shù)據(jù)源之間的兼容性。②數(shù)據(jù)融合技術(shù)：通過數(shù)據(jù)融合技術(shù)，將不同來源的數(shù)據(jù)整合在一起，實(shí)現(xiàn)全面、深入地測(cè)量分析。例如，采用傳感器融合技術(shù)將激光掃描數(shù)據(jù)、相機(jī)圖像數(shù)據(jù)以及GPS定位數(shù)據(jù)融合成一個(gè)完整的三維模型。③利用數(shù)字化管理平臺(tái)：利用數(shù)字化管理平臺(tái)，將測(cè)量數(shù)據(jù)與項(xiàng)目管理相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化管理。例如，在BIM平臺(tái)上可以將測(cè)量數(shù)據(jù)與建筑模型進(jìn)行綁定，實(shí)現(xiàn)建筑物的真實(shí)測(cè)量和仿真。④人工智能技術(shù)：應(yīng)用人工智能技術(shù)對(duì)多源數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，識(shí)別、分類、提取數(shù)據(jù)中的關(guān)鍵信息，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)挖掘。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，民用建筑房屋竣工測(cè)量技術(shù)是建筑工程中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，在建筑工程竣工時(shí)具有不可替代的作用。目前，數(shù)字化技術(shù)的快速發(fā)展為建筑測(cè)量帶來了更多新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，可以利用先進(jìn)的測(cè)量?jī)x器和設(shè)備，借助數(shù)字化技術(shù)的支持，提升民用建筑房屋竣工測(cè)量技術(shù)的精度和效率。在未來，還需要不斷探索創(chuàng)新，尋找更加高效、科學(xué)的測(cè)量方法，以適應(yīng)建筑工程不斷增長(zhǎng)的需求，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。

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[作者簡(jiǎn)介]張志（1991—），男，安徽宿州人，本科，工程師，研究方向：測(cè)繪工程。