談建筑工程規(guī)劃竣工測量技術方法

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摘要:隨著城市化進程的推進，城市規(guī)劃愈發(fā)重要。規(guī)劃竣工測量是城市建設對城市規(guī)劃意圖落實的體現(xiàn)。規(guī)劃竣工測量的結果直接影響規(guī)劃竣工驗收的結論，能夠保證規(guī)劃竣工測量高精度、高效率地進行的方法和技術非常重要。本文介紹了規(guī)劃竣工測量常用的方法以及有待推廣的幾種測量技術方法的特點，以期能夠?qū)σ?guī)劃竣工測量工作有所幫助。

關鍵詞:規(guī)劃竣工測量;單基站RTK技術;CORS技術;三維激光掃描技術;無人機傾斜攝影技術

引言

目前我國的城市化進程正在處于一個穩(wěn)定推進的狀態(tài)，繼續(xù)大力穩(wěn)妥地推進我國的城市化進程，是我國現(xiàn)階段的主要任務。城市化過程中制訂科學合理的城市規(guī)劃越來越重要?？茖W合理的城市規(guī)劃能夠保證資源充分有效利用，保證城市空間更加高效科學的利用，從而產(chǎn)生更加明顯的經(jīng)濟效益、社會效益。建設工程需要嚴格執(zhí)行城市規(guī)劃意圖，這樣才能保證科學合理的城市規(guī)劃落實到實處。建筑工程規(guī)劃竣工驗收是城市建設過程中科學合理的城市規(guī)劃意圖落實到實處的真實記錄。建筑工程規(guī)劃測量是建筑工程規(guī)劃竣工驗收的具體手段。建筑工程完成主體建設之后即可進行規(guī)劃竣工驗收。建設工程規(guī)劃竣工驗收主要是對工業(yè)建筑、民用建筑、建筑的附屬設施、地下管線、地下建(構)筑物等的紅線范圍、高度、綠化范圍，停車場面積等是否符合規(guī)劃條件進行驗收，是工程驗收的先決條件，是建筑工程落實了規(guī)劃意圖的體現(xiàn)［1］。精確而又高效地進行建筑工程規(guī)劃竣工測量是規(guī)劃竣工驗收的前提。

1規(guī)劃竣工測量的老方法

建筑工程規(guī)劃竣工測量分為兩個步驟:一是對控制點坐標高程進行測量;二是對細部點坐標高程測量［2］。建筑工程規(guī)劃竣工測量內(nèi)容主要分為:1)對建筑物及其附屬建筑物在水平面的投影面積包括建筑的基底面積，建筑工程附屬建筑的基底面積，附屬的泵房、機房等功能建筑的基底占地面積，建筑的陽臺面積等進行測量;2)建筑在鉛垂面的高程包括建筑的外立面高度、建筑的層高、附屬建筑的高度、功能性建筑的高度等進行測量。在測量過程中遵循先控制測量、后細部點測量的順序。

1．1控制測量

建筑工程規(guī)劃竣工測量的控制測量是對已完建筑工程包含民用建筑、工業(yè)建筑及其配套附屬設施、功能設施的控制點進行測量。目前常用的平面控制測量的方法主要有:1)導線測量的方法;2)靜態(tài)GPS測量的方法;3)單基站RTK測量的方法。導線測量需要大量的測繪工作人員攜帶平板儀、經(jīng)緯儀進行操作，測繪過程中要求測站之間通視，測站之間距離不能過大，測站點數(shù)量不能過多等。同樣，靜態(tài)GPS測量也需要大量的作業(yè)人員攜帶大量儀器布設足夠多的測站點，這兩種方式作業(yè)時間長，測量結果誤差大，人工器材費用高，因此，目前傳統(tǒng)方法多采用單基站RTK測量的方法。RTK(Real－timekinematic，實時動態(tài))實質(zhì)是載波相位差分技術，是一種新型常用衛(wèi)星定位測量，可以應用GPS衛(wèi)星或者北斗衛(wèi)星，能夠做到實時地得到厘米級定位精度的定位結果［3］。相比于傳統(tǒng)導線測量方法、靜態(tài)GPS測量方法費工費時、要求點間通視、精度分布不均勻、不能實時知道定位精度等劣勢，采用單基站RTK測量方法來進行控制測量，能夠做到節(jié)省人工和測繪時間，提高測繪效率，不需要站點之間通視，流動站位置靈活，可以架設在任何需要知道坐標的位置，對于規(guī)劃竣工測量這種在城市建筑工程施工場地內(nèi)的開闊地帶的測量來講，測量精度能夠始終保持在厘米級精度，數(shù)據(jù)穩(wěn)定精確。測一個控制點在幾分鐘甚至幾秒鐘內(nèi)就可完成，大大提高了作業(yè)效率，減輕了工作強度、節(jié)省了費用。RTK測量分為單基站RTK和網(wǎng)絡RTK兩種測量方式。網(wǎng)絡RTK技術需要做基站網(wǎng)配合使用，有一定的局限性，本文主要介紹單基站RTK技術。單基站RTK測量采用一個基準站和一個流動站組合完成測量。基準站配有GPS接收機、主機、電臺。GPS接收機接收GPS衛(wèi)星數(shù)據(jù)，并將其接收到的GPS數(shù)據(jù)經(jīng)過主機差分解算后通過電臺，發(fā)送給觀測站，在觀測站的GPS接收機能夠同時接收到基準站發(fā)送的觀測數(shù)據(jù)以及流動站接收到的GPS信號，然后得到流動站觀測點坐標數(shù)據(jù)。三維空間坐標理論上需要3顆衛(wèi)星發(fā)送的數(shù)據(jù)，但是實際上由于技術原因，使用RTK測定坐標時需要5顆衛(wèi)星發(fā)送的數(shù)據(jù)［4］。并且要求衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)信號發(fā)送穩(wěn)定［5］。

1．2高度測量

建筑物的高度測量、建筑物的層高測量、建筑物門窗高度測量、建筑物的日照測量、建筑物與周圍建筑的關系等都需要測量高度。建筑物高度的測量方法有三角測量法和前方交會法。可以采用鋼尺、測距儀直接測量、采用全站儀測量高度。測量門窗高度測量建筑物層高等室內(nèi)測量是采用鋼尺或者激光測距儀，靈活方便、快捷;測量建筑物高度，測量建筑物與周邊建筑物的位置關系等室外高度測量時宜采用全站儀，測量數(shù)據(jù)精度高、測量作業(yè)效率高。進行測量作業(yè)時，每組測量需要采集兩次測量數(shù)據(jù)，取兩次測量數(shù)據(jù)的平均值。采集測量數(shù)據(jù)時，需要在多個測站進行多組重復測量，消除偶然誤差和系統(tǒng)誤差。

1．3面積測量

房屋建筑面積指房屋外墻(含外凸柱)勒腳以上各層的外圍水平投影面積，包括陽臺、挑廊、地下室、室外樓梯等。除此之外建筑物附屬的停車位(場)面積、建筑物附屬功能房面積、建筑物配套綠地面積、按要求建設的市政公共設施占地面積等都需要進行面積測量。面積測量可以采用幾何法，即采用鋼尺測距儀等丈量出投影幾何圖形的邊長進行計算。幾何法精度差，效率低，現(xiàn)代測量基本不采用此方法?，F(xiàn)行面積測量的常用方法主要為坐標法。坐標法是指在建筑物及其附屬設施的邊界、拐點等采用RTK或全站儀測量相對應的坐標。利用測得相對應的邊界、拐點坐標計算面積。用上述兩種技術手段測得的坐標可以導入到系統(tǒng)中或者相對應的軟件中，進行計算機處理，面積計算自動化程度高、誤差小、精度高、效率高。

2新技術在規(guī)劃竣工測量中的應用

城市化進程加快，城市建設發(fā)展速度加快，國民經(jīng)濟發(fā)展迅速，全國各地地標建筑不斷涌現(xiàn)，曲面異形建筑、薄殼建筑、多桁架建筑等具有非常規(guī)建筑輪廓、復雜建筑形式、非常規(guī)建筑工藝的異形建筑不斷增多。此類打破傳統(tǒng)的建筑形式，突破傳統(tǒng)建筑工藝的建筑，在進行規(guī)劃竣工測量時，需要測量結果更加準確可靠。只依靠傳統(tǒng)測量模式很難順利快速有效地完成竣工測量工作，給測繪工作帶來巨大挑戰(zhàn)。與此同時伴隨著經(jīng)濟的發(fā)展，科學技術手段也日新月異，測繪技術、測繪方法更加信息化、智能化?？萍嫉倪M步、測繪新技術的應用，為測量工作貢獻了新手段、新方法，使建筑工程規(guī)劃竣工數(shù)據(jù)獲取的方向朝著高精度、更便捷、可視化、更安全的方向發(fā)展。本文主要介紹近幾年發(fā)展勢頭相對迅猛的3種高新測繪技術。

2．1CORS技術在規(guī)劃竣工測量中的應用研究

CORS系統(tǒng)是應用網(wǎng)絡RTK技術的連續(xù)運行衛(wèi)星服務系統(tǒng)。CORS具有實時化、定位規(guī)?；蛣討B(tài)化趨勢，CORS基站的建設和連續(xù)運行，在城市中形成了一個永久控制點的RTK基站網(wǎng)絡。CORS基站取代測量標志，從而省去了標志的修建和維護。CORS網(wǎng)絡的建立改變了傳統(tǒng)RTK測量作業(yè)方式，無須架設參考站，單機作業(yè)、作業(yè)范圍大、操作靈活、數(shù)據(jù)誤差小，為數(shù)字化城市建設提供了測量基礎。應用CORS網(wǎng)絡進行規(guī)劃竣工測量的原理是通過城市內(nèi)大量的CORS基準站構成的基準站網(wǎng)實現(xiàn)短距離網(wǎng)絡RTK測量，獲得高精度的定位結果。

2．2三維激光掃描技術在規(guī)劃竣工測量中的應用研究

三維激光掃描技術又稱實景復制技術。三維激光掃描儀的本質(zhì)是基于激光測距原理。只是激光的發(fā)射方式、內(nèi)置棱鏡個數(shù)、計時方式、數(shù)據(jù)處理軟件方面各有差 異。激光掃描儀的主要構造是由一臺高速精確的激光測距儀，配備一組用來引導激光束且以均勻角速度掃描的反射棱鏡。被引導激光束的激光測距儀可以測得每一個掃描點的測站至掃描點的斜距，激光掃描儀內(nèi)置的羅盤可以測得掃描的水平角和鉛錘方向角，經(jīng)過內(nèi)置軟件的計算從而得到掃描點與測站的三維空間坐標。由于已知測站的空間坐標，所以每一個掃描點的三維坐標均可以確定［6］。利用三維激光掃描儀做地形測量，能夠高效快速準確地為測量工作人員提供被測量物體的三維真彩點云數(shù)據(jù)。從數(shù)據(jù)采集到數(shù)據(jù)處理及地形圖的繪制，在工作效率及工作安全性上都得到了很大的提高，為地形測量工作帶來了新的起點和突破。三維激光掃描技術的測繪數(shù)據(jù)需簡單處理即可使用，導入制圖軟件自動成圖，提高了測圖效率。且接觸式的測量方式，使得相當多的行業(yè)和領域以及環(huán)境均可以使用此項技術。若與空間空位技術結合將有更多可能性。目前，三維激光掃描技術作為發(fā)展迅猛的新技術，必定會在諸多領域得到更深入而廣泛的應用。

2．3無人機傾斜攝影測量技術在規(guī)劃竣工測量中的應用研究

無人機傾斜攝影技術是結合無人機飛行平臺搭載的GPS/IM系統(tǒng)，獲取地面物體較為完整準確的信息，包括SPO數(shù)據(jù)和像控點數(shù)據(jù)，經(jīng)過相關軟件處理獲取點云數(shù)據(jù)、數(shù)字正攝影像和三維模型［7］。無人機可以預設航線，在作業(yè)區(qū)域上空自動作業(yè)采集數(shù)據(jù)，采集完數(shù)據(jù)后可導入GIS系統(tǒng)，一鍵生成點云及三維模型數(shù)據(jù)，并據(jù)此進行空間距離、體積的測量，以及進行斜面等不規(guī)則堆體面積的測量。無人機傾斜攝影測量系統(tǒng)具有升空準備時間短、操作控制較容易、不要求專用起降場地、運行成本低、影像分辨率高、受云霧等天氣條件影響較小等特點［8］。無人機傾斜攝影測量技術的優(yōu)勢明顯，首先，無人機體積小、重量輕，便于攜帶、操作、維修，中國是無人機生產(chǎn)大國，無人機零件均為標準件，維修更換方便，成本低;其次，無人機飛行區(qū)域可以預設，測量過程高度自動化，人工操作簡單;最后，無人機攝影測量技術分辨率高、精度高、效率高，可節(jié)省人工、時間、費用。

3結束語

建筑工程規(guī)劃竣工驗收是考察建筑工程落實規(guī)劃意圖的成果，規(guī)劃竣工測量的測量結果完全影響著驗收結論?？焖贉蚀_地得到真實的規(guī)劃竣工測量數(shù)據(jù)是測繪工作者的工作內(nèi)容之一。測量的手段和方法尤其重要，測繪工作也需要伴隨著科技的進步取得發(fā)展。本文介紹了RTK技術、CORS網(wǎng)絡RTK技術、三維激光掃描技術、無人機傾斜攝影技術。幾種技術共同點就是方便、快捷、數(shù)據(jù)精度高、不需要投入大量的人力和物力。這也是測繪工作發(fā)展的必然趨勢。

參考文獻:

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［4］屈文毅，岳志斌．建筑工程規(guī)劃驗收竣工測量關鍵工藝分析［J］．安全質(zhì)量，2017(12):116－117．

［5］楊飛燕．建筑工程規(guī)劃驗收竣工測量工藝研究［J］．地質(zhì)•勘察•測繪，2019(8):1－9．

［6］陳靜冰．淺談建筑物規(guī)劃驗收竣工測量方法與資料整理［J］．建筑節(jié)能，2017(11):125－128．

［7］趙若鵬．測繪新技術在建筑工程規(guī)劃竣工測量中的應用研究［D］．武漢:湖北工業(yè)大學，2018．

作者：陶旭 鄭賢澤 張國峰 單位：寧波市阿拉圖數(shù)字科技中心