數(shù)字測量技術(shù)在建筑工程測量的作用

1、數(shù)字測量技術(shù)在建筑工程測量的作用 摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，工程測量技術(shù)也有了本質(zhì)上的飛躍，作為建筑工程的重要環(huán)節(jié)，工程測量的準(zhǔn)確性將直接影響到建筑工程的施工質(zhì)量和施工安全。為了有效提高建筑工程的質(zhì)量，保證建筑工作的順利進行，在施工過程中必須給予測量工作足夠的重視?，F(xiàn)代測量技術(shù)已實現(xiàn)了數(shù)字化、自動化、實時化，“3S”（GPS、GIS、RS）技術(shù)、測量機器人、地面三維激光掃描、數(shù)字近景攝影測量以及現(xiàn)代傳感器測量等數(shù)字測量技術(shù)在建筑工程測量中被廣泛應(yīng)用。 關(guān)鍵詞：數(shù)字測量技術(shù)；建筑工程測量；應(yīng)用 建筑工程測量工作始終貫穿于建筑工程規(guī)劃、建設(shè)和運營管理階段。工程規(guī)劃階段主要任務(wù)是建立測圖控制網(wǎng)和

2、進行地形圖測繪，所獲取的測量成果是編寫施工組織設(shè)計和施工方案的重要組成部分；工程建設(shè)階段主要任務(wù)是建立施工控制網(wǎng)、施工放樣、設(shè)備安裝測量和竣工測量；工程運營管理階段主要任務(wù)建立變形監(jiān)測網(wǎng)和變形監(jiān)測。隨著我國現(xiàn)代化工程測量技術(shù)的日益進步以及建筑結(jié)構(gòu)的不斷改革和創(chuàng)新，為了確保地形圖、控制點等測繪工程的質(zhì)量精度能夠滿足建筑工程順利進行，數(shù)字測量技術(shù)在建筑工程中應(yīng)用范圍越來越廣泛。數(shù)字化測量技術(shù)是在計算機、互聯(lián)網(wǎng)以及測量儀器的飛速發(fā)展基礎(chǔ)上產(chǎn)生的新興測量技術(shù)，其中數(shù)字化測量技術(shù)主要為“3S”（GPS、GIS、RS）技術(shù)、RTK技術(shù)、數(shù)字化繪圖技術(shù)、三維可視化技術(shù)。在傳統(tǒng)的建筑工程測量技術(shù)中，隨著數(shù)字化

3、測量技術(shù)的深入應(yīng)用，我國的建筑工程測量技術(shù)得到了發(fā)展和完善。數(shù)字測量技術(shù)與傳統(tǒng)的測量技術(shù)相比，特點十分明顯，主要表面在四個方面：數(shù)字測量技術(shù)的自動化程度很高，不僅能夠自動讀數(shù)，還能自動進行數(shù)據(jù)處理，大幅度減少測量人員的工作量。數(shù)字測量技術(shù)的測量精度很高，數(shù)字測量技術(shù)運用“3S”（GPS、GIS、RS）技術(shù)，能夠進行高精度測量。數(shù)字測量技術(shù)的測量數(shù)據(jù)豐富。傳統(tǒng)測量技術(shù)往往只是對所需數(shù)據(jù)進行了測量，其他一些相關(guān)數(shù)據(jù)則被忽略。但是數(shù)字測量技術(shù)在測量目標(biāo)數(shù)據(jù)時，還可以對一些相關(guān)數(shù)據(jù)進行測量，比如坐標(biāo)、海拔等其他信息。測量數(shù)據(jù)容易編輯。利用數(shù)字測量技術(shù)得出的測量數(shù)據(jù)信息，通常使用計算機顯示，可以通過相關(guān)

4、處理軟件對測量數(shù)據(jù)進行編輯。 1數(shù)字測量概述 數(shù)字化測量技術(shù)是集眾多現(xiàn)代化技術(shù)于一體的現(xiàn)代化測量技術(shù)，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的數(shù)字化、自動化管理?？梢詫?shù)據(jù)在計算機中進行加工分析，并在計算機中顯示出相應(yīng)的圖像，方便相關(guān)人員進行研究分析。傳統(tǒng)地形圖測繪主要采用模擬法，如平板儀測圖、經(jīng)緯儀測圖等地面測圖方法，勞動強度大、精度低且顯示不直觀。隨著電子水準(zhǔn)儀、全站儀、GPS（RTK）儀器等測繪儀器的應(yīng)用和發(fā)展，數(shù)字地面測圖（常用全站儀測圖、GPS（RTK）測圖）逐步取代了傳統(tǒng)地形圖測繪。數(shù)字地面測圖的野外觀測數(shù)據(jù)可傳輸?shù)接嬎銠C，檢查、修改數(shù)據(jù)錯誤，生成圖形數(shù)據(jù)，然后根據(jù)工作草圖，采用人機交互方式編輯圖形數(shù)據(jù)，利

5、用繪圖軟件生成圖形文件，經(jīng)過裁切編輯、圖幅修飾可制作成工作人員所需的分幅地形圖。紙質(zhì)地形圖、地籍圖通過掃描矢量化變?yōu)閿?shù)字化數(shù)據(jù)，經(jīng)過矢量化之后的圖形再進行編輯、修改、注記形成矢量化數(shù)字地圖，便于作業(yè)人員儲存、使用和管理。應(yīng)用GPS、地理信息系統(tǒng)、遙感等數(shù)字測量技術(shù)，對有關(guān)地理空間數(shù)據(jù)進行輸入、存儲、檢索、更新、顯示、制圖、綜合分析，以多種形式輸出數(shù)據(jù)或圖形產(chǎn)品，建立數(shù)據(jù)庫。在控制測量方面，衛(wèi)星定位測量（GPS技術(shù)）通過衛(wèi)星定位和導(dǎo)航技術(shù)，并結(jié)合現(xiàn)代通訊方法，向測量人員提供精確的二維坐標(biāo)和速度，同時還能提供相關(guān)的時間等參數(shù)信息。衛(wèi)星定位測量（GPS技術(shù)）靜態(tài)觀測的原理為若干臺儀器同時觀測若干顆定

6、位衛(wèi)星的測距信號和導(dǎo)航電文，通過后差分的方式計算出觀測儀器的坐標(biāo)，具有測站之間無需通視、全天候、實時快速、定位精度高的特點，減少了常規(guī)測量中手工記錄計算檢查的工作量，降低了外業(yè)勞動時間和強度，因此衛(wèi)星定位測量（GPS技術(shù)）逐漸取代了傳統(tǒng)的三角測量、導(dǎo)線測量、三邊測量。 2數(shù)字測量技術(shù)在建筑工程測量中的應(yīng)用 2.1原圖數(shù)字化測繪技術(shù)的應(yīng)用。以往測繪工作人員需要收集大量的資料進行測量與分析，最終將地物地貌繪制于圖紙中，工作流程復(fù)雜繁瑣，精度也難以達到要求，有可能因經(jīng)費困難或受到時間因素的限制，此時常采用原圖數(shù)字化測繪技術(shù)。原圖數(shù)字化測圖法是對已有地圖數(shù)字化，現(xiàn)階段仍是獲取地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)的主要

7、方式之一。原圖數(shù)字化測圖主要有掃描矢量化和手扶跟蹤數(shù)字化兩種方式，由于手扶跟蹤數(shù)字化作業(yè)方法效率和成圖精度比較低、對作業(yè)人員的作業(yè)水平要求較高，逐步被掃描矢量化方式所取代。掃描矢量化合理利用現(xiàn)有的紙質(zhì)地形圖，并將計算機、數(shù)字化掃描儀及繪圖儀等設(shè)備與數(shù)字化軟件相結(jié)合，對圖像數(shù)據(jù)進行掃描，然后對其進行矢量跟蹤，通過數(shù)字軟件對數(shù)據(jù)進行處理，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字化地形圖，并獲取建筑工程所在的空間位置。但掃描矢量化法還存在一些技術(shù)問題，如：掃描矢量化后的數(shù)字化地形圖精度較原地形圖低；需人工干預(yù)完成矢量化工作，自動化程度不高；對地形圖中文字注記和數(shù)字的識別較弱；圖形中的屬性數(shù)據(jù)較難提取；所獲取的相關(guān)數(shù)據(jù)信息并

8、非當(dāng)前最新的數(shù)據(jù)信息，存在一定的滯后性，需對相關(guān)數(shù)據(jù)進行補測或者修測，盡量完善測量數(shù)據(jù)信息，使其能夠符合建筑工程需求。2.2地面數(shù)字測圖技術(shù)的應(yīng)用。當(dāng)所測繪地區(qū)的經(jīng)費比較充足或工程項目所在地區(qū)沒有符合要求的大比例尺地圖時，可直接采用地面數(shù)字測圖的方法進行該地區(qū)大比例尺地圖的測繪。該法也稱為內(nèi)外業(yè)一體化數(shù)字測圖法，是目前我國各測繪單位應(yīng)用最多的數(shù)字測圖方法。與傳統(tǒng)的手工繪制方法相比，數(shù)字測圖技術(shù)具有顯示更直觀、精度更高的特點。利用計算機組合繪圖軟件，可以對被測元素和數(shù)據(jù)進行智能化處理，處理后的數(shù)據(jù)可以轉(zhuǎn)換成內(nèi)容豐富的電子地圖，需要時可利用計算機的圖形輸出設(shè)備（顯示器、繪圖儀）顯示或繪出符合不同比

9、例尺大小的地形圖或各種專題地圖，并且可以借助計算機進行分析，能夠快速有效地掌握所測地區(qū)地上地下信息。不僅可以避免測繪人力、物力和財力的浪費，提升經(jīng)濟效益；而且可以提高地形圖的使用率、滿足了不同專業(yè)工程人員的需求。2.3數(shù)字測量技術(shù)在位移變形中的應(yīng)用。變形監(jiān)測是利用專用的儀器和方法對監(jiān)測對象或物體（簡稱“變形體”）進行周期或連續(xù)測量，以確定其空間位置隨時間的變化特征，對變形體變形形態(tài)進行分析、物理解釋和變形體變形的發(fā)展態(tài)勢進行預(yù)測。對建筑工程而言，變形體一般包括建筑物及其附屬設(shè)施、以及其他與建設(shè)有關(guān)的人工或自然對象，如高層建筑、隧道、橋梁、大壩、邊坡、基坑等。在工程建設(shè)、運營管理階段通過對建筑物

10、、邊坡、基坑等變形體進行變形監(jiān)測，了解掌握變形體以及與建設(shè)工程有關(guān)的地質(zhì)構(gòu)造變形，經(jīng)過回歸分析、因素作用分析、相關(guān)分析、時序分析和統(tǒng)計檢驗等確定變形過程和趨勢。然后根據(jù)處理后的數(shù)據(jù)進行作圖分析、統(tǒng)計分析、對比分析和建立數(shù)學(xué)模型（統(tǒng)計模型、確定性模型和混合模型），確定變形顯性、規(guī)律和成因等，對變形體變形的發(fā)展趨勢進行預(yù)測，避免發(fā)生建筑安全事故或人員傷亡事故。變形監(jiān)測可分為動態(tài)與靜態(tài)變形測量，利用實時動態(tài)GPS測量、近景攝影測量、地面三維激光掃描的連續(xù)性觀測進行動態(tài)變形監(jiān)測，利用專用傳感器應(yīng)力應(yīng)變測量、GPS測量、常規(guī)大地測量的周期性觀測進行靜態(tài)變形監(jiān)測。根據(jù)監(jiān)測方案與監(jiān)測目的的不同要求，監(jiān)測時所

11、采用的測量儀器與設(shè)備、測量方式及測量技術(shù)也不盡相同。周期性測量是在監(jiān)測方案所確定的時間間隔對變形體進行監(jiān)測，如出現(xiàn)異常情況可加密測量，將原始觀測數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)處理后按時間順序繪制成變形過程線，可以反映變形體的累計變形量和兩相鄰觀測周期的相對變形量，而連續(xù)性測量是在監(jiān)測方案所確定的時間內(nèi)對變形體進行連續(xù)不間斷的監(jiān)測，將原始觀測數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)處理后繪制成一條連續(xù)型的曲線。如在沉降測量中，在變形體上設(shè)置具有代表性的變形觀測點，既可采用連續(xù)性的測量方式，也可采用周期性的測量方式，但具體采用何種測量方式是由監(jiān)測方案和監(jiān)測目的所決定的。對變形觀測數(shù)據(jù)進行處理，確定變形的影響因素，分析變形的周期性、相關(guān)性，對其發(fā)展

12、趨勢進行預(yù)測，并向有關(guān)單位提交變形監(jiān)測、分析和預(yù)報的技術(shù)報告，以便及時采取應(yīng)對措施，將存在的安全隱患盡可能排除，防止建筑工程安全事故的發(fā)生。變形監(jiān)測報告和總結(jié)作為竣工資料的重要組成部分，由建設(shè)單位進行歸檔保存，為以后的建設(shè)施工積累經(jīng)驗及提供科學(xué)依據(jù)。所以在建筑工程的設(shè)計、施工以及運營管理階段需重視變形監(jiān)測這項工作。2.4在建筑變形監(jiān)測中的應(yīng)用。安全越來越成為建筑行業(yè)關(guān)注的焦點，而傳統(tǒng)的變形監(jiān)測技術(shù)經(jīng)常無法瞬間獲取建筑安全信息的弱點，已經(jīng)很難滿足建筑安全的需要。隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展和變形監(jiān)測工作在建筑工程的設(shè)計、施工及運營管理階段的重要作用，數(shù)字測量技術(shù)所具有的優(yōu)勢和特點也越來越被建設(shè)單位廣泛

13、應(yīng)用。除了傳統(tǒng)的位置、高程數(shù)據(jù)提取分析，數(shù)字測量技術(shù)還能通過計算機對觀測對象的外形、輪廓等任何部位的影像和數(shù)據(jù)進行提取，對建筑變形的參數(shù)以及深基坑施工結(jié)構(gòu)與周圍的邊坡等監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析，能夠?qū)ㄖ两?、水平位移和傾斜程度等進行全方位評測，確保建筑工程的安全運營。例如：在武漢長江二橋采用智能型全站儀TCA2003自動尋找、精確照準(zhǔn)目標(biāo)并自動讀數(shù)測定高塔柱的擺動。 3結(jié)論 總而言之，數(shù)字測量技術(shù)在建筑工程測量中的應(yīng)用和發(fā)展，不僅提升了建設(shè)單位的測量水準(zhǔn)和工作效率，而且減少了建設(shè)單位的施工成本，為以后的建設(shè)施工積累了豐富的經(jīng)驗。相關(guān)人員還應(yīng)加強測量專業(yè)知識的學(xué)習(xí)和測量儀器的操作及應(yīng)用，提升自身的整體素質(zhì)，讓其在以后的推廣和應(yīng)用中，發(fā)揮其更大的作用和價值。 參考文獻： 1楊紫薇.數(shù)字測量技術(shù)在建筑工程測量中的應(yīng)用J.中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2017（02）. 2王聯(lián).論建筑工程測量中的數(shù)字測量技術(shù)J.中國新技術(shù)新產(chǎn)品