廣州亞運工程規劃驗收竣工測量關鍵技術應用研究

陳廣群(廣州市城市規劃勘測設計研究院,廣東廣州 510060)

廣州亞運工程規劃驗收竣工測量關鍵技術應用研究

陳廣群?
(廣州市城市規劃勘測設計研究院,廣東廣州 510060)

摘 要:亞運工程場館是近年來我國投資較大、配套項目較多,牽涉面較廣的重大代表性工程之一。本文針對廣州亞運場館規劃竣工驗收測量的項目特點,應用測繪新技術與常規規劃驗收測量相結合,實現了亞運場館工程群體的地空一體化快速測繪,為超大型建筑設施的規劃驗收探索了一條新路線。

關鍵詞:GZGEOID;GZCORS;地面LiDAR;高度測量;竣工驗收測量

1　項目特點與難度

廣州亞運會作為廣州迄今為止承辦的規模最大、最具國際影響力的大型賽事,是向世界展示城市形象、反映城市規劃建設和發展水平的重要窗口,亞運體育場館及配套設施則是承辦城市形象最直觀生動的載體。廣州亞運工程建設包括6個組團、78個子項目,項目分布于花都、越秀、天河、番禺等5個區內,且單體面積巨大。伴隨著廣州亞運會的順利召開,委托單位對竣工測量的時間要求非常迫切。從2012年2月開始,亞運工程規劃驗收竣工測量項目正式開展,歷時10個月得以順利完成。建筑物規劃驗收竣工測量項目共64項,道路規劃驗收竣工測量13項,河涌規劃驗收測量1項,范圍之廣、面積之多,為歷年來廣州城市建設之最。

廣州亞運重點打造了一系列特色鮮明、標志性強的城市門戶景觀,別具特色的建筑外形帶來視覺美感的同時,也給規劃驗收測量帶來極高的技術難度,利用傳統測繪技術方法往往很難實施。以廣州亞運會重點工程廣州塔為例,總高度為596 m,組合樓面沿整個塔體高度按功能層分組,共約37個區間;由于體形特殊,結構細長,具有偏、扭等非常規結構特征。外筒鋼結構體系由24根立柱、斜撐和圓環交叉構成,形成鏤空、開放的獨特結構形式,也造成觀測條件差、觀測難度很大。要使建筑物測量達到±5 cm的平面及高程精度,必須采用非常規技術手段。同時,由于建筑旋轉造成塔身外形曲率的不規則變化,現有測繪圖式符號難以真實反映構筑物結構特點,必須創新現有地物表示描述方法。

2　項目關鍵技術應用

2.1基于高新技術平臺的內外業采集與處理體系

為確保高精度的建筑物測量、特別是高精度的高程測量,必須采用等級較高且便于施測的測量基準。伴隨近年來廣州市城市的飛速發展,城市等級控制點損毀嚴重,為項目專門布設高等級控制網則費時費力,效率和工期不滿足要求。為此,項目積極應用了廣州市城市規劃勘測設計研究院建設完成的城市空間框架基準及應用服務體系[1]。該體系包括了廣州市似大地水準面精化(GZGEOID)、廣州市連續運行衛星定位城市測量綜合服務系統(GZCORS),通過實現CORS與高精度似大地水準面的無縫結合,實現了高精度的實時三維定位。

本項目借助城市空間框架基準服務體系順利解決了測量起算點的難題。利用GZCORS對建筑物現場采集得到的WGS-84坐標,通過使用“廣州市三維坐標在線轉換系統”,實現了三維坐標的實時、快速和精確轉換。大大減少了人力物力與時間消耗,使工作效率提高了30%以上。如圖1所示:

圖1　廣州市三維坐標在線轉換

針對異形建筑規劃竣工測量技術特點,基于廣州市規劃基礎信息化測繪平臺進行二次開發,實現了內外業一體化作業模式,解決了測量數據處理、地形圖繪制及建筑物平、立面圖繪制、建筑物面積計算等規劃驗收測量一體化作業的難題。如圖2所示:

圖2　利用廣州市規劃基礎信息化測繪平臺繪制海心沙竣工地形圖

2.2地空一體化快速測繪平臺

亞運場館布局新穎,形狀獨特,采用傳統測繪無法準確反映場館風貌與建設情況。項目集成地面LiDAR和低空無人機航攝技術等測繪新技術設備,實現地面、空中一體化快速測繪,通過多角度、全方位精細化立體測量,為亞運場館工程群規劃竣工驗收提供二、三維一體化支持,為類似項目開展測繪新技術應用提供豐富實踐經驗。

項目采用了廣州市城市規劃勘測設計研究院引進的瑞士senseFly公司eBee低空無人機系統,外業僅用了2個小時完成了一個場館的快速測量,并以地面Li-DAR數據為基準,對無人機航攝數據進行糾正和轉換,使得無人機航攝數據統一到廣州市測繪基準框架下,實現了兩種數據的完美結合。如圖3所示:

圖3　天地空一體化數據快速生產

項目將測繪新技術與現有測繪手段相結合,實現規劃竣工驗收測繪新途徑、新方法,豐富測繪信息表達內容與形式,為規劃決策提供新型智力支持。測繪資料在原有現狀地形圖基礎上,加入正射影像圖、三維點云、數字高程模型、建筑平立面圖、三維場景、三維漫游視頻等資料,豐富測繪數據表達內容,內容更直觀,受到業主單位及規劃決策部門歡迎。如圖4所示:

圖4　海心沙亞運開幕式場館掃描

2.3超高層建筑物的高度測量技術

廣州塔位于廣州新城市中軸線和珠江景觀軸的交匯處,是一座兼具廣播電視發射、觀光旅游、文化娛樂為一體的大型公共綜合性設施,也是全市重要的地標性建筑。超高層建筑物的特點之一是因絕對高度太高,受日照、地球自轉、風力、溫差等多種動態因素的影響,將處于不斷運動的狀態。廣州塔高度近600 m,受到上述多種動態因素的影響更為顯著,塔體的平面和高程不規則運動振幅較大,這種高動態特性給竣工測量工作帶來極大影響。

圖5　廣州塔標高測量位置圖

針對廣州塔的動態特性和現場施工條件,必須采用嚴密的技術方案和特殊儀器設備,才能有效避免不利因素的影響。為此,廣州塔測量在周邊按照“十”字形布點(如圖5所示),同時采用測量機器人施測,每個點位觀測垂直角6個測回取中數,最終求取塔頂高程的加權平均值。通過這種嚴密的技術方案、先進的技術手段,高質量、高水平完成了廣州塔的高度測量任務。測量機器人和GNNS應用于超高層建筑物的高度測量,對類似的工程具有示范作用。

2.4針對項目特點,完善規劃驗收竣工測量的地形圖

圖式

對于規劃驗收竣工測量這種專題測量成果圖,既要滿足規劃驗收部門對建筑物及周邊地形表示的完整性,又要避免由于信息較多導致圖面負荷太重,圖面的綜合取舍是非常重要的。項目體育場館很多,構型千姿百態,線條復雜,需要使圖面表達與外觀嚴格吻合,還要求把內部層數逐一區分表示,使規劃部門能具體確定分層位置和面積。

仍以廣州塔為例,全塔是由上小下大的兩個橢圓,圓心相錯、逆時針旋轉135°,自然形成塔身中部“纖纖細腰”的形體。為反映建筑物流線形狀和立體效果,通過反復制作研究,項目最終采取了優化表示方法,塔樓線表示到17.6 m層以及天面層,另外對核心筒范圍線做了簡化,僅疊加86層和頂層位置(如圖6所示)。項目的作業使我院進一步完善了大型、復雜型建筑物地形圖圖式上的運用方法。

圖6　廣州塔地形圖表示

3　結 語

規劃驗收測量是建筑物建設的基礎數據來源,更是規劃部門規劃決策重要數據。針對廣州亞運建筑群規劃驗收測量中建筑結構復雜、占地分布廣、精度要求高、工期要求緊等技術特點,本項目積極將測繪新技術與常規測量技術手段相結合,實現了亞運場館工程群體地空一體化快速測繪。特別是,規范了數據處理流程,完善了規劃驗收測量相關地形圖圖式與三維景觀表達內容,增強了地圖語言描述形式,全面反映了構筑物實際結構形態,為大型場館設施規劃驗收探索了一條技術路線,也為行業內相關工作的開展提供了有益借鑒。

參考文獻

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[5] 李青岳,陳永奇.工程測量學[M].北京:測繪出版社, 1995.

[6] 孔祥元,梅是義.控制測量學[M].武漢:武漢大學出版社,1996.

The Technology Research of Guangzhou Asian Games Building Planning Acceptance Final Surveying

Chen Guangqun
(Guangzhou Urban Planning & Design Survey Research Institute,Guangzhou 510060,China)

Abstract:The construction of Guangzhou Asian Games venues is a large project with great influence.According to the characteristics of sports venues and facilities,some of the new technologies have been applied,which realized fast and comprehensive surveying and mapping,and also guided a route for planning acceptance surveying of large facilities.

Key words:GZGEOID;GZCORS;the Ground LiDAR;Height measurement;planning acceptance surveying

文章編號:1672-8262(2015)01-126-04中圖分類號:P258

文獻標識碼:B

收稿日期:?2014—12—04

作者簡介:陳廣群(1963—),女,工程師,主要從事工程測量技術工作。