數(shù)字化測繪技術(shù)在建筑工程測量中的應(yīng)用探討

尹海濤

（甘肅第四建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，甘肅 蘭州 730060）

建筑工程中的測量工作是建筑工程設(shè)計、施工的重要數(shù)據(jù)保障，通過測量能夠使設(shè)計人員和施工人員掌握施工現(xiàn)場的場地平整度、中心線、高程等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，保證建筑工程的設(shè)計圖紙與施工方案規(guī)劃無誤。為進(jìn)一步提升數(shù)字化測繪技術(shù)在建筑工程測量工作中的應(yīng)用效果，測量工作人員應(yīng)積極提升自身技術(shù)能力，掌握數(shù)字化測繪技術(shù)的使用特點，為建筑工程整體施工提供保障。

1 數(shù)字化測繪技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

將數(shù)字化測繪技術(shù)應(yīng)用在建筑工程中的優(yōu)勢主要包括以下三點。①精度高。數(shù)字化測繪技術(shù)所使用的測量設(shè)備區(qū)別于傳統(tǒng)測量設(shè)備，通過全站儀、GPS、數(shù)字測量攝影儀等設(shè)備，數(shù)字化測量所得出的數(shù)據(jù)結(jié)果與施工現(xiàn)場的實際數(shù)據(jù)誤差可以控制在毫米級，為建筑工程的設(shè)計與施工提供數(shù)據(jù)保障。②自動化。數(shù)字化測繪技術(shù)尤其是繪制過程，通過計算機(jī)繪圖軟件的支持，能夠自動完成對數(shù)據(jù)的計算處理以及自動成圖，通過數(shù)字化測繪技術(shù)的應(yīng)用，能夠節(jié)約大量建筑工程測量工作所需要的人力、物力，且趨于全自動化的繪圖過程能夠縮減大量手繪時間，提高建筑工程的測繪工作效率。③包含海量信息。數(shù)字化測繪技術(shù)所形成的電子地圖幾乎不受測圖比例尺的限制，因此，在電子地圖中包含地形地貌、周邊水系、建筑物等多種信息，甚至能夠精確到某株綠色植物，其中包含的海量信息能夠使建筑工程的設(shè)計與施工以更精細(xì)化的標(biāo)準(zhǔn)開展。

2 傳統(tǒng)測繪技術(shù)的局限性

傳統(tǒng)測繪技術(shù)的局限性可以歸納為以下三點。①工作效率慢。在建筑工程傳統(tǒng)測量工作中，為保證測量數(shù)據(jù)的可靠性，需要多為測量技術(shù)人員組成測量小組，對施工現(xiàn)場展開全面測量，根據(jù)建筑工程的規(guī)模不同，測量工作的周期介于一周至兩個月，較慢的工作效率會使建筑工程整體設(shè)計與施工進(jìn)度受到影響。②測量結(jié)果可靠性不足。首先，傳統(tǒng)測繪技術(shù)在測量時以觀測測量為主，若觀測點與觀測目標(biāo)物之間存在阻礙，會導(dǎo)致觀測效果受到影響，并最終影響觀測結(jié)果。其次，傳統(tǒng)測繪技術(shù)所繪制的地圖精度較低，由于使用平板儀的對中都采用錘球?qū)χ?，這也是傳統(tǒng)測繪技術(shù)繪地圖對中精度不高的主要因素。③便攜性較差。傳統(tǒng)測繪技術(shù)所使用的測繪設(shè)備普遍較大，若建筑工程施工現(xiàn)場處在交通不便的場所，僅搬運(yùn)測量設(shè)備便需要耗費(fèi)大量人力和時間，而數(shù)字化測繪技術(shù)所需的手持設(shè)備經(jīng)多次優(yōu)化后，普遍具備小巧、便攜的特點。使用數(shù)字化測繪技術(shù)進(jìn)行建筑工程測量，能夠有效避免因持設(shè)備趕路而浪費(fèi)時間。

3 數(shù)字化測繪技術(shù)在建筑工程測量中的應(yīng)用

3.1 收集工程數(shù)據(jù)信息

數(shù)字化測繪技術(shù)在建筑工程測量工作中收集數(shù)據(jù)的方式主要包括以下三種：①航拍測量。航拍測量是通過飛機(jī)或無人機(jī)在空中對測量目的地進(jìn)行拍攝（圖1 為無人機(jī)航拍測繪示意圖），而后通過拍攝所得的影像數(shù)據(jù)與實際地形的對比，能夠準(zhǔn)確得出關(guān)于施工現(xiàn)場的實際測量數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)測繪技術(shù)以工作人員的觀測為主要測量方式，這種觀測方式效率較慢，且需要工作人員具備較強(qiáng)的技術(shù)能力和工作經(jīng)驗，才能夠保證測量所得數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。航拍測量效率極快，以無人機(jī)、航空器的速度，僅需以秒為單位的時間便能夠完成對施工現(xiàn)場的拍攝工作，能夠極大提升測繪工作效率，且航拍所得影像數(shù)據(jù)能夠全面呈現(xiàn)施工現(xiàn)場的地貌特點，進(jìn)而保證數(shù)字測繪技術(shù)所得數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。②遙感技術(shù)。根據(jù)電磁波理論的實際應(yīng)用，通過對遠(yuǎn)距離目標(biāo)的輻射及反射產(chǎn)生的電磁波信息，能夠在較遠(yuǎn)距離便準(zhǔn)確測量建筑工程的施工現(xiàn)場，但受電磁波的傳播特性影響，無論在橫向還是縱向測量中，都必須保持測量設(shè)備與測量目標(biāo)之間不存在阻礙物，否則會嚴(yán)重影響測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。③GPS 全球定位。全球定位系統(tǒng)能夠通過衛(wèi)星與地面設(shè)備之間的空間計算，準(zhǔn)確提供測量目標(biāo)的所在坐標(biāo)、實際海拔等各種建筑工程測量工作所需要的數(shù)據(jù)，從而保證建筑工程順利施工。相較于航拍測量與遙感技術(shù)測量而言，GPS 全球定位測量所得出的測量數(shù)據(jù)更加可靠，通過4 個以上衛(wèi)星參與定位并得出的測量結(jié)果，經(jīng)技術(shù)人員修正后，所得出的數(shù)據(jù)與實際數(shù)據(jù)誤差可以控制在毫米級，能夠有效保證建筑工程數(shù)據(jù)測量所得數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，進(jìn)而為建筑工程順利施工提供保障。

圖1 無人機(jī)航拍測繪示意圖

3.2 地面測繪

地面測繪需要根據(jù)建筑工程施工現(xiàn)場實際地形、地貌并以施工現(xiàn)場實際數(shù)據(jù)為依據(jù)繪制大比例地形圖，是建筑工程設(shè)計、施工中的主要輔助工具之一，通過測繪工作人員的地圖測繪，能夠使設(shè)計人員和施工人員更全面掌握施工現(xiàn)場的特性和特點，完善設(shè)計圖紙和施工方案，為后續(xù)的正式施工提供保障。但在傳統(tǒng)的建筑工程地面測繪中，需要大量測繪人員在施工現(xiàn)場中進(jìn)行測量、勘察地形地貌，并將收集到的數(shù)據(jù)繪制成地形圖，復(fù)雜且繁瑣的工作流程導(dǎo)致地面測繪工作的效率始終不高。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)前已經(jīng)有大量電子地圖供測繪人員使用，通過放大施工現(xiàn)場的電子地圖比例，然后以數(shù)字化測量技術(shù)所收集的數(shù)據(jù)作為修正依據(jù)，能夠有效控制地形圖的誤差，進(jìn)而保證地面測繪在建筑工程施工中的保障作用。

3.3 測量結(jié)構(gòu)變形

結(jié)構(gòu)變形是建筑工程施工過程中與施工后期承載性能監(jiān)測的重要工作之一（圖2 為建筑物結(jié)構(gòu)變形實物圖），若建筑工程設(shè)計不合理或后期管理不合理，都會導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)變形，影響建筑物的整體承載性能，甚至誘發(fā)安全事故發(fā)生。

圖2 建筑物結(jié)構(gòu)變形實物圖

傳統(tǒng)測繪技術(shù)在建筑物結(jié)構(gòu)變形檢測中的應(yīng)用效果有限，需要定期以人力對建筑物進(jìn)行現(xiàn)場檢測，才能夠確保當(dāng)前建筑物的變形情況，并采取針對性措施，若建筑物因外力而發(fā)生突發(fā)性形變，定期開展的檢測工作顯然無法及時為處理措施提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

在數(shù)字化測繪技術(shù)中，對建筑物的結(jié)構(gòu)變形問題能夠通過數(shù)字化設(shè)備實現(xiàn)對建筑物的全天候監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)建筑物的形變問題。同時，利用數(shù)字化測繪技術(shù)能夠?qū)⒔ㄖ锏臄?shù)據(jù)信息輸入計算機(jī)形成二維模型，并通過對建筑物的周期性觀測、對比，發(fā)現(xiàn)建筑工程在施工過程中及使用過程中的結(jié)構(gòu)變形問題，并進(jìn)行針對性處理，保證建筑工程的整體功能性完整。

3.4 建筑物沉降監(jiān)測

建筑物沉降是大型建筑物不可避免的問題，即使針對建筑工程中的基礎(chǔ)施工進(jìn)行高度強(qiáng)化，也難以避免建筑物在使用過程中的沉降。建筑物的合理沉降并不會對其功能造成過多影響，但若基礎(chǔ)施工不合理，會導(dǎo)致建筑的不可控沉降或不規(guī)則沉降，最終影響建筑物的整體性能，威脅建筑物使用人員的生命財產(chǎn)安全。

建筑物的沉降是不可避免的，根據(jù)建筑工程現(xiàn)場的地質(zhì)情況、建筑物的整體質(zhì)量、基礎(chǔ)的設(shè)計與施工效果，能夠有效減少建筑的沉降，但并不能完全避免沉降問題的發(fā)生，但沉降問題作為影響建筑物功能，甚至誘發(fā)安全問題發(fā)生的重要因素，必須對建筑物進(jìn)行有效監(jiān)測，才能夠保證建筑物的使用安全。

建筑物的沉降有可能發(fā)生在瞬間，也有可能發(fā)生在建筑物長久使用中，建筑物的沉降監(jiān)測在傳統(tǒng)測繪技術(shù)中需要以技術(shù)人員的主觀判斷作為監(jiān)測工作開展的依據(jù)，監(jiān)測結(jié)果準(zhǔn)確性難以保證且過程十分繁瑣。傳統(tǒng)測繪技術(shù)對建筑物的沉降問題并不具備全天候檢測條件，會影響建筑物的使用安全和功能保障。通過數(shù)字化測繪技術(shù)開展建筑物的沉降監(jiān)測工作，只需以建筑物為監(jiān)測目標(biāo)，以周邊建筑物或其他構(gòu)造物作為沉降衡量標(biāo)準(zhǔn)，通過高精度成像對比，便能夠準(zhǔn)確分析當(dāng)前建筑物的沉降量，進(jìn)而保證建筑工程的使用安全。

3.5 原圖處理

若建筑工程施工區(qū)域缺少高精度電子地圖，卻具備大比例高精度的實物地圖時，為保證建筑工程的設(shè)計與施工順利進(jìn)行，但此時建筑工程的施工工作迫切需要高精度電子地圖時，為保證建筑工程的設(shè)計與施工順利進(jìn)行，便可以通過計算機(jī)、數(shù)字化儀、掃描儀、繪圖儀等數(shù)字化測繪設(shè)備，將實物地圖數(shù)字化。

掃描數(shù)字化以及繪圖儀等數(shù)字設(shè)備，通過對原地圖的掃描便能夠快速生成數(shù)字化地圖，相較于傳統(tǒng)測繪技術(shù)中的原圖處理方式，數(shù)字化測繪技術(shù)的原圖處理效率快且質(zhì)量高，能夠快速將原圖數(shù)據(jù)化，從而保證建筑工程施工順利進(jìn)行。

在掃描過程中因?qū)嵨锏貓D包含信息較多，若全部交由掃描儀自動掃描，會丟失部分信息，導(dǎo)致最終所得的電子地圖缺少部分信息，影響電子地圖的實際應(yīng)用效果。為避免類似問題出現(xiàn)，測量人員應(yīng)配合矢量掃描EBL 系統(tǒng)，保證實物地圖中的信息能夠全部體現(xiàn)在電子地圖中，為建筑工程設(shè)計與施工提供保障條件。

3.6 建筑工程數(shù)據(jù)處理

建筑工程數(shù)據(jù)處理主要包括存儲與使用兩部分。首先，傳統(tǒng)工程測繪以紙質(zhì)文件記載數(shù)據(jù)，在存儲過程中極易發(fā)生數(shù)據(jù)丟失問題，會嚴(yán)重影響建筑工程的施工，對建筑工程后期維護(hù)管理也會造成阻礙。而數(shù)字化測繪技術(shù)依托計算機(jī)進(jìn)行使用，通過計算機(jī)龐大的數(shù)據(jù)存儲量完成工程測繪數(shù)據(jù)的存儲，不僅能夠提升存儲數(shù)據(jù)量，更能夠保證海量測繪數(shù)據(jù)的有效、安全存儲。其次，建筑工程測量所得數(shù)據(jù)是建筑工程設(shè)計、施工的主要參考依據(jù)，在測量工作得出數(shù)據(jù)后，需要根據(jù)建筑工程的施工需要，在建設(shè)單位、設(shè)計單位、施工單位中進(jìn)行多次交接，時常發(fā)生測量數(shù)據(jù)在交接、調(diào)用過程中出現(xiàn)遺失問題，而數(shù)據(jù)作為建筑工程設(shè)計、施工開展的主要依據(jù)，一旦發(fā)生遺失問題，便會嚴(yán)重影響建筑工程的施工效率和施工質(zhì)量。將數(shù)字化測繪技術(shù)應(yīng)用在建筑工程測量工作中，因數(shù)字化測繪技術(shù)是以計算機(jī)等數(shù)字化、信息化設(shè)備為基本條件進(jìn)行應(yīng)用的，建筑工程的數(shù)據(jù)也由計算機(jī)進(jìn)行存儲和管理，調(diào)用時通過建設(shè)單位內(nèi)部渠道或即時通訊軟件便可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，能夠保證數(shù)據(jù)交接效率，同時，即時通訊軟件的記憶功能也能夠防止數(shù)據(jù)遺失。但為防止建筑工程數(shù)據(jù)被有心之人利用，危害建設(shè)單位、施工單位、設(shè)計單位三方共同利益，在調(diào)用測量數(shù)據(jù)時必須進(jìn)行調(diào)用人、所在單位、聯(lián)系方式、調(diào)用時間等詳細(xì)信息的登記，避免數(shù)據(jù)遺失問題。

4 結(jié)束語

綜上所述，數(shù)字化測繪技術(shù)優(yōu)勢十分明顯，建筑工程測量技術(shù)人員應(yīng)積極掌握數(shù)字化測繪技術(shù)的使用方法，為建筑工程設(shè)計與施工提供保障，避免因測量數(shù)據(jù)誤差大、繪圖錯誤導(dǎo)致的設(shè)計與施工問題，保證建筑工程順利施工。