馮海勇

摘 要 建設(shè)工程竣工后，要求有關(guān)單位和部門對建成的建筑進(jìn)行測量，這已經(jīng)是可以容納現(xiàn)代建筑城市規(guī)劃研究成果的重要依據(jù)，隨著現(xiàn)代科學(xué)工程技術(shù)的進(jìn)步，各種現(xiàn)代測繪技術(shù)也得到應(yīng)用。由于其獨特的優(yōu)點，在衡量城市建筑的完整性方面逐漸得到推廣和普及。本文主要分析了城市建設(shè)竣工測量中存在的問題，以及現(xiàn)代建筑測繪測量技術(shù)在我國城市基礎(chǔ)建設(shè)工程竣工圖繪測量工程中的廣泛應(yīng)用，以期能對提高城市建筑竣工測量技術(shù)水平提供有益的幫助。

關(guān)鍵詞 城市建筑 竣工測量 現(xiàn)代測繪技術(shù) 三維激光掃描 衛(wèi)星定位

中圖分類號：TU198 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0745（2022）04-0115-03

隨著當(dāng)前我國特色社會主義市場經(jīng)濟的快速健康穩(wěn)定發(fā)展，我國新型城鎮(zhèn)化和國家現(xiàn)代新型工業(yè)化體系建設(shè)的大進(jìn)程不斷穩(wěn)步推進(jìn)，越來越多的不規(guī)則建筑、異形建筑和大型建筑正在建設(shè)中，以求更好地滿足人民生活和經(jīng)濟發(fā)展的需要。等待建筑結(jié)構(gòu)逐漸出現(xiàn)在城市建設(shè)中，這直接增加了衡量建筑完整性的難度。當(dāng)所有建筑物都完工后，必須完成測量，主要是根據(jù)現(xiàn)有的測量規(guī)范對建筑物進(jìn)行審查和測量，這是建設(shè)項目規(guī)劃審批的基本依據(jù)。城市建筑竣工調(diào)查包括財產(chǎn)調(diào)查、建筑物高度調(diào)查、高程調(diào)查、完成地形圖等多個方面，但由于在具體調(diào)查過程中容易受到各種因素的影響，最終的測量結(jié)果不合理。因此，通過現(xiàn)代測繪技術(shù)的應(yīng)用，可以進(jìn)一步提高建筑竣工測量的準(zhǔn)確性和效率，幫助城市建筑竣工測量更加順利地完成。

1 現(xiàn)代測繪技術(shù)的概況

隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展，許多大型建筑設(shè)施選擇不規(guī)則的設(shè)計，具有一定的現(xiàn)實意義。不規(guī)則大型建筑物的測繪要求精度高，難度大，需要采用新的先進(jìn)測繪技術(shù)和設(shè)備、儀器，可以更好更快地完成測量。回溯源頭，中國現(xiàn)代測繪技術(shù)有著很深的淵源和很深的潛力。許多工程結(jié)構(gòu)都包含現(xiàn)代測量和制圖技術(shù)的古老思想，以及精益求精、工匠精神和克服困難的精神。在眾多中國人的努力下，21世紀(jì)中國測繪技術(shù)有了質(zhì)的飛躍。在很多專業(yè)上，其深度都不遜于世界強國的行列。其中遙感技術(shù)、攝影技術(shù)、GPS定位系統(tǒng)、地理空間技術(shù)等諸多專業(yè)均處于行業(yè)前沿。

遙感技術(shù)領(lǐng)域的核心設(shè)備是無人機、衛(wèi)星設(shè)施和飛行器，通過安裝在設(shè)備上的各種傳感器，可以采集地面相關(guān)數(shù)據(jù)，提供高精度數(shù)據(jù)反饋。應(yīng)用這種遙感技術(shù)后，對各個行業(yè)和領(lǐng)域都有很大的幫助，可以克服過去科技無法解決的問題。它不僅可以在短時間內(nèi)對設(shè)備進(jìn)行高精度的測量，還可以避免許多影響測量操作的自然因素，如地震、山體滑坡等許多影響較大的因素，也可以對測量技術(shù)人員的人身安全有很好的保障，還可以避免陰雨天等諸多不適宜的天氣造成的測量問題，大大提高了測量工作的及時性[1]。

地理信息系統(tǒng)是一個偉大的工程。地球表面非常復(fù)雜，其廣度和深度難以想象。所以，如果想對地球進(jìn)行全面準(zhǔn)確的研究和討論，就必須對地球表面進(jìn)行更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)分析。這使得建立全球可接受的、準(zhǔn)確的數(shù)字地球模型變得更加困難，因為國家多、主題多。然后，隨著這項技術(shù)的起源應(yīng)用于18世紀(jì)的探險，特別是歐洲霍亂，人們逐漸意識到這些龐大而準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)庫對于分析關(guān)鍵事件和分析規(guī)律的重要性。

2 現(xiàn)代測繪技術(shù)的應(yīng)用特征

2.1 快速的數(shù)據(jù)采集

在現(xiàn)代測繪技術(shù)的實際應(yīng)用中，信息化、智能化的特征越來越明顯?？⒐y量是建筑工程的重要組成部分。使用測量設(shè)備時，高精度和靈活性更為重要。 此外，還要注意可操作性，才能更簡單地實現(xiàn)大面積建設(shè)，降低出錯率，在短時間內(nèi)高效完成數(shù)據(jù)采集和分類。對于項目的整體結(jié)構(gòu)而言，快速數(shù)據(jù)收集是一個關(guān)鍵的應(yīng)用功能[2]。

2.2 直觀的測繪成果

現(xiàn)代工業(yè)測繪處理技術(shù)相對于其他傳統(tǒng)工業(yè)測繪處理技術(shù)更具有技術(shù)優(yōu)勢，現(xiàn)代工業(yè)測繪處理技術(shù)不同于其他傳統(tǒng)測繪技術(shù)，它可以用大量數(shù)據(jù)、表格、模型等多種表現(xiàn)方式準(zhǔn)確表示工業(yè)信息，讓工業(yè)人們更好地掌握理解工業(yè)信息，幫助工業(yè)人們及時獲得更直觀的信息數(shù)據(jù)，為工業(yè)行政主管部門的信息管理工作提供良好的基礎(chǔ)條件。

3 目前在城市建筑竣工測量中存在的問題

3.1 CORS在竣工測量中的應(yīng)用

CORS是GNSS細(xì)分技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)高度集成的產(chǎn)物，由基期站網(wǎng)、數(shù)據(jù)處理中心、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)平臺、數(shù)據(jù)播發(fā)系統(tǒng)、客戶終端設(shè)備五個部分組成。其中基期站網(wǎng)連續(xù)對于衛(wèi)星展開觀測，觀測數(shù)據(jù)通過專用網(wǎng)絡(luò)平臺傳輸至數(shù)據(jù)處理中心，數(shù)據(jù)處理中心解算妥善處理之后通過數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)平臺，數(shù)據(jù)播發(fā)系統(tǒng)實時將經(jīng)過檢驗的不同類別的GNSs觀測系數(shù)（信道相位，偽距）、各種改過數(shù)、狀態(tài)信息內(nèi)容等等傳送給用戶終端設(shè)備，用戶終端設(shè)備依據(jù)測量數(shù)據(jù)及傳送到的數(shù)據(jù)實時解算，獲得三維坐標(biāo)?，F(xiàn)階段，CORS已在測繪工程項目、車船導(dǎo)航、氣象預(yù)報、城鄉(xiāng)規(guī)劃等等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用[3]。

對迎合CORS測量要求的完工測量區(qū)域間，可以直接選用CORS-RTK展開完工地形圖測繪，建筑密集等等不能迎合CORS測量要求的區(qū)域間，采納CORS-RTK與全站儀相結(jié)合的辦法展開測量。

3.2 地面三維激光掃描在竣工測量中的應(yīng)用

現(xiàn)階段，城市建筑設(shè)計框架結(jié)構(gòu)豐富多樣，以教育觀獨特、體量厚、空間大為主要特性的異型建筑設(shè)計愈來愈多，很多博物館、音樂廳以及體育場館采納異型建筑設(shè)計的構(gòu)造模式。但是，異形建筑設(shè)計在美化城市景觀設(shè)計、體現(xiàn)城市個性化的同時，還給測繪工作人員帶來了不小的挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)式的單點測量形式（即一次測量只能獲得一個點數(shù)據(jù)）非常容易準(zhǔn)確地獲得不規(guī)則異形建筑的圖形和數(shù)據(jù)，因此如何展開完工測量是一個亟待解決的難題。

三維紅外線掃描技術(shù)又稱“實景復(fù)制技術(shù)”，是一種全自動高精度立體掃描技術(shù)，可以深入到任何復(fù)雜的現(xiàn)場壞境中進(jìn)行掃描操作，可大面積、高分辨率地快速獲得被測對象表層的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)。與傳統(tǒng)式測量方法相比，地面三維紅外線讀取技術(shù)設(shè)備可快速、精確地獲得目的體數(shù)據(jù)，具備強度低、精確度高等特性，適合大面積或表面繁雜的磁場測量及磁場局部細(xì)節(jié)測量，計算目的體表面積、圍巖、配筋等等，為測繪工作人員突破傳統(tǒng)式觀測技術(shù)設(shè)備提供了一種全新的數(shù)據(jù)獲得途徑[4]。

利用地面三維激光掃描技術(shù)設(shè)備展開完工測量可以分成控制測量、郊外三維激光掃描、三維完工測量數(shù)據(jù)處理等等業(yè)務(wù)流程。其中布設(shè)的控制點可以當(dāng)作地面三維激光掃描小區(qū)，以控制點為根底，將地面三維激光掃描點云數(shù)據(jù)歸入到正確坐標(biāo)系之下;郊外掃描時應(yīng)該做好掃描時間表，防止三維紅外線信號源被遮擋或者存有掃描破綻;數(shù)據(jù)處理主要包括點云數(shù)據(jù)預(yù)處理、點云配準(zhǔn)、分析模型構(gòu)建、設(shè)計圖及立面圖繪制、距離以及總面積量算等等。

地面三維紅外線掃描技術(shù)設(shè)備數(shù)據(jù)的獲得速度可以達(dá)到300000點/秒，點云數(shù)據(jù)可以真實的反映繁雜建筑的每一個細(xì)節(jié)，在異形電力工程完工觀測中資源優(yōu)勢顯著，極大地延長了外業(yè)工作時間，提升外業(yè)管理效率。以傳統(tǒng)式觀測形式采集點位、矩形、標(biāo)高與三維紅外線讀取科研成果進(jìn)行對比，其精確度低于技術(shù)設(shè)備設(shè)計的要求。地面三維紅外線掃描技術(shù)設(shè)備在顏色不規(guī)則、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、超大規(guī)模建筑完工觀測中具備較好的應(yīng)用價值[5]。

4 在城市建筑竣工測量中對現(xiàn)代測繪技術(shù)的應(yīng)用

4.1 三維激光掃描技術(shù)

無論建筑物的結(jié)構(gòu)多么復(fù)雜，都可以使用3D激光掃描技術(shù)進(jìn)行全面測量，并且不會與建筑物直接接觸，不會對建筑物造成任何損壞，我們就可以獲得建筑表面的3D 坐標(biāo)數(shù)據(jù)。該測量技術(shù)不僅適用高分辨率和適用大面積，還同時具有高測量精度和耐用高密度的多種優(yōu)點。如果我們可以直接利用3D級的激光材料掃描測量技術(shù)對目前城市現(xiàn)有建筑的主體竣工材料進(jìn)行詳細(xì)測量，就可以有效保證測量細(xì)節(jié)，根據(jù)目前現(xiàn)有的建筑竣工材料測量，對城市建筑的一個整體內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以進(jìn)行詳細(xì)的測量分析，對目前城市主體建筑的結(jié)構(gòu)完整性以及測量的主要內(nèi)容可以進(jìn)行比較詳細(xì)的分析，使城市建筑得到進(jìn)一步改善。具體說其應(yīng)用工作流程主要包括竣工測量處理控制、現(xiàn)場直線激光作業(yè)掃描、竣工數(shù)據(jù)處理三個方面。在竣工測量處理控制中，3d直線激光現(xiàn)場掃描這一點通常是測量控制點，3d直線激光現(xiàn)場掃描的竣工數(shù)據(jù)以此一點為主要基礎(chǔ)精確度地標(biāo)記在一個坐標(biāo)系上[6]。避免掃描過程中省略竣工數(shù)據(jù)處理，包括云數(shù)據(jù)預(yù)處理、面積和距離計算、繪圖和3D圖形、建筑模型、點云配準(zhǔn)等許多內(nèi)容示例。將3D激光掃描技術(shù)應(yīng)用于城市建筑的完整性測量，不僅可以獲得海量云端數(shù)據(jù)，而且速度快，更能真實反映建筑的每一個細(xì)節(jié)，測量時間可以大大減少，工作效率大大提高[7]。

4.2 三維建模技術(shù)

應(yīng)用三維建模技術(shù)可以更好地更新三維模型，支持驗收測量，拓展測繪行業(yè)領(lǐng)域。通過3D建模技術(shù)的應(yīng)用，可以大大提高測量工作效率，避免除了人為因素對物體測量數(shù)據(jù)結(jié)果影響造成的巨大誤差，同時該檢測技術(shù)中還可以對物體測量中的數(shù)據(jù)模型進(jìn)行矢量建模和數(shù)據(jù)分析，建模過程主要包括：使用圖像處理軟件，將紋理采集、外景拍攝等結(jié)合現(xiàn)實世界的地形完成建筑模型。3D 建模技術(shù)充分利用計算機設(shè)備及其視頻設(shè)備來準(zhǔn)確快速地定位幾乎任何區(qū)域。模型構(gòu)建基本上是一個數(shù)值模擬過程，相關(guān)人員可以將其與建筑模型結(jié)合起來，對整個建設(shè)項目進(jìn)行綜合分析和綜合評價。此外，可以有效地應(yīng)用3D建模技術(shù)來測量具有獨特造型、大空間、寬處理范圍等非常復(fù)雜的結(jié)構(gòu)的完整性。

4.3 衛(wèi)星定位綜合服務(wù)系統(tǒng)

衛(wèi)星空間定位數(shù)據(jù)綜合信息業(yè)務(wù)通信系統(tǒng)主要是利用現(xiàn)代衛(wèi)星通信信息技術(shù)、定位處理技術(shù)和現(xiàn)代計算機衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的有機結(jié)合，由衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息傳輸通信網(wǎng)絡(luò)、用戶移動終端裝置設(shè)備、參考儀基站通信網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)通信廣播系統(tǒng)和衛(wèi)星數(shù)據(jù)處理控制中心五個部分共同組成。這種用戶移動終端裝置設(shè)備主要用于接收數(shù)據(jù)并以三維或右左圖像的形式準(zhǔn)確表達(dá)定位數(shù)據(jù)，參考站網(wǎng)絡(luò)主要觀測衛(wèi)星并將觀測信息傳送到數(shù)據(jù)處理中心。數(shù)據(jù)終端廣播系統(tǒng)本身是一條用戶信息終端傳輸數(shù)據(jù)通道，是連接用戶數(shù)據(jù)終端廣播設(shè)備與用戶數(shù)據(jù)處理控制中心之間的有效信息連接上的橋梁：數(shù)據(jù)處理中心主要是對接收到的信息進(jìn)行分析處理，然后將分析后的信息傳輸給用戶終端設(shè)備[8]。測量人員在使用衛(wèi)星定位綜合服務(wù)系統(tǒng)時，應(yīng)合理選擇參考點的位置，確保滿足技術(shù)測量條件和完成的測量要求，一般情況下，參考點的位置是確定的。遠(yuǎn)離高層建筑和地磁場的開闊區(qū)域，如果滿足測量要求，則可以直接測量建筑物;如果不滿足測量要求，必須配合全站儀進(jìn)行聯(lián)合測量。確定控制點后，建立接收機手冊，用參數(shù)表示計算，并對照獲得的相關(guān)參數(shù)檢查精度。其中，平面夾角誤差一般控制在2cm以內(nèi)，高度夾角誤差一般控制在5cm以內(nèi)，測量要準(zhǔn)確。另外，在整個測量過程中，必須嚴(yán)格按照規(guī)范操作，在每個控制點觀測完成后，及時記錄測量數(shù)據(jù)，最后經(jīng)過分析取平均值[9]。

5 結(jié)語

總的來說，將現(xiàn)代測繪技術(shù)應(yīng)用到城市建筑的完整性測量中，可以很好地解決傳統(tǒng)竣工測量存在的各種缺陷和不足，也能有效滿足各種竣工測量標(biāo)準(zhǔn)和要求?？傮w而言，還存在計量結(jié)果分析不直觀、不規(guī)則建筑計量困難、建設(shè)項目計量困難、控制點不符合城市建設(shè)總體完成度計量要求等問題，嚴(yán)重影響建設(shè)工程質(zhì)量。因此，有必要將各種現(xiàn)代測繪技術(shù)充分運用到城市建設(shè)測量的完成中，以保證施工檢查質(zhì)量，提高整體水平，更好地發(fā)揮施工檢查的有效作用。

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