建筑施工測量計算機輔助系統的設計與應用

夏歡

摘要：建筑施工測量是建筑工程施工中的重要環節。隨著建筑信息化建設的不斷推進，計算機輔助系統在建筑工程測量中得到了廣泛的應用。為了促進計算機輔助系統在建筑施工測量中效用充分發揮，進一步強化計算機輔助系統功能，本文在強調了計算機輔助系統的應用價值之后，對建筑施工測量計算機輔助系統的設計及應用進行了詳細闡述。

關鍵詞：計算機輔助系統；建筑施工測量；系統設計；應用

前言：CAD、MATLAB、BIM等一系列制圖軟件、工程軟件的開發及應用給建筑工程測量設計及施工帶來了前所未有的變革，使建筑施工測量的方式、制圖方式發生了巨大變化。而這些軟件功能的發揮均需要借助計算機來實現，計算機輔助系統的開發尤為關鍵，尤其是在今天建筑測量要求較高的情況下。所以，加強計算機輔助系統設計研究具有重要意義。

1.計算機輔助系統的應用價值

目前，計算機已普遍應用于各行各業，成為現代人生活辦公中一個不可或缺的重要組成部分，在人類的日常生活和社會生產中發揮著至關重要的作用。對于建筑行業而言，計算機技術的引入無疑將其發展推動至一個嶄新的階段，一個全新的高度。計算機設備、計算機技術在建筑施工測量、施工圖紙繪制、方案設計、模型構建、仿真分析、數據計算、質量監測等各個方面中的應用，大大提高了整體工作效率，增強了數據采集能力、提高了數據計算的精確度和圖紙繪制的科學性。建筑行業是國民經濟重要支柱產業之一，關系著民生大計，涵蓋了房屋建設、路橋建設、水利水電建設等眾多方面[1]。面對人們的高需求、高要求，面對市場激烈的競爭，只有使用計算機技術，開發設計計算機輔助系統，才能滿足建筑施工測量等各方面需求，才能適應時代發展要求，才能不被市場所淘汰。且，大量實踐效果證明，計算機輔助系統適用于建筑施工測量、管理、驗收、監測、計算、設計、施工等全方面，能夠實現施工的整體優化和改進。因此，計算機輔助系統在建筑行業具有十分巨大的應用價值和作用。

2.建筑施工測量計算機輔助系統的設計及應用

2.1計算機輔助系統簡介

用于建筑施工測量中的計算機輔助系統，現階段已開發出了較多的相關軟件，如Auto CAD、BIM、MATLAB、GIS軟件等。CAD是一款制圖軟件，它改變了傳統以人工手繪的制圖方式，將制圖用計算機來完成，具有制圖效率高、制圖精確、手工難以繪制的圖形通過計算機可以較好的完成，是現代建筑施工圖紙繪制中一種不可缺少的計算機輔助系統[2]。BIM軟件是一款功能強大的仿真建模軟件，不僅擁有龐大的數據庫，存儲著許多已建工程的數據信息，可以為在建工程提供有效的數據參考和依據，而且可以對建筑進行三維立體建模、仿真分析和碰撞檢測，從而保證建筑結構設計的合理性，受力的均衡性。MATLAB軟件，根據輸入的工程信息可以完成對建筑的結構分析與自動繪圖，并能對各參數進行高效準確的計算，也是建筑施工中使用較為廣泛的軟件之一。GIS軟件，即地理信息系統，在獲取空間信息（地形地貌、建筑物分布、水文地質等）上擁有獨特的優勢，可以大大提高建筑施工測量工作效率，打破時空間局限。在實際的工程測量應用中，常與GPS、RS技術結合使用。

2.2建筑施工測量中計算機輔助系統的設計及應用

本文以CAD制圖軟件為例，對其在建筑施工測量中計算與資料管理的設計及應用進行探討。鑒于全站儀在三維坐標測量中的作用優勢尤為突出，但在坐標值的精確計算上卻是一個難點，為了克服這一難點，簡化坐標計算過程，保證計算結果的準確性，就需要借助計算機輔助系統。將全站儀測量的三維坐標使用CAD軟件以圖形的方式繪制出來，CAD軟件提供的測距和測角功能可以使坐標的計算變得容易得多[3]。

前方測角交會設計應用。已知兩個控制點A、B和待求點P，PA與PB間夾角為a，PB和AB間夾角為b，如圖1。使用CAD軟件在計算機平臺上先繪制出A、B兩點，并將兩點連接起來，接著分別以A、B為圓心，以1為半徑，逆時針旋轉角度a，順時針旋轉角度b。旋轉完成后，點擊CAD中的ID命令即可求出P點的坐標值。前方測距交會對于待求點坐標的求解方法與前方測角交會基本過程大致相同，同樣是分別以A、B兩點為圓心畫圓，然后兩圓相交中的兩點，一點為虛點，沒有存在意義，可以忽略，而另一點則為要求的點，使用ID命令便可以求出其坐標。可見，在CAD軟件的輔助下，以圖形的方式對坐標進行求解，求解過程可以被大大簡化，使三維坐標的計算變得相對容易得多[4]。

除了在坐標計算上計算機輔助系統有著良好的應用效果之外，在公路建設上計算機輔助系統同樣十分重要。對公路建設進行建模和數據設計，將整條公路在空間維度上進行分解，分析每點橫縱距離和路程距離與中樁距離之間的關系，并根據坐標和測量參數繪制出公路的橫斷面和縱斷面。建立公路的平面模型和三維立體模型，輸入相關工程參數，計算機輔助系統自動計算出邊溝、高程、寬度等數值。系統的功能設計，包括資料文件的輸入、點樁的反算、中樁和邊樁坐標計算、控制網平差計算、土石方量計算、圖表圖形輸出等[5]。公路工程建設包含多種設計文件資料，應用計算機輔助系統，需要將這些資料信息以數字化形式輸入到計算機系統當中，在保存的同時實現通過計算機輔助系統來完成工程的施工設計與計算。控制網平差的計算，需要使用3S技術來獲取施工場地的空間地理位置信息，所有控制網點的分布及周邊建筑物等物體分布情況，然后根據測得的信息對導線平差和控制網進行計算。根據需求對計算機輔助系統各功能模塊的科學設計，從而滿足工程施工測量要求。

例如，某電站工程建設包括主廠房、安裝車間、變電站、通風洞、壓力管道等多個子工程，工程整體規模大，跨越復雜地形多，測量難度高。為了保證施工測量滿足工程建設要求，決定采用計算機輔助系統。首先，建立一級導線閉合環，測量導線平差，然后將測量數據輸入到CAD軟件當中。接著，將陸續增多的導線支點所對應的坐標測量數據全部輸入到CAD當中，通過調用ID命令對待測點三維坐標進行求解。通過CAD圖形繪制和計算機輔助系統自動化、數字化的處理，從而實現對該工程施工測量工作的高效完成和測量數據的有效管理。

總結：總而言之，計算機輔助系統在建筑施工測量中發揮著極其重要的作用。通過對計算機輔助系統的良好設計與合理應用，從而為建筑施工測量提供強大的系統支持。隨著建筑行業的不斷發展，施工測量要求將會進一步提高，因而計算機輔助系統設計也要不斷的更新優化，完善系統設計，提升系統功能，推動我國建筑行業更好更快發展。

參考文獻

[1]徐建國. 光伏建筑一體化計算機輔助設計系統開發[D].浙江大學，2011.

[2]覃斌. 建筑金屬桁架結構計算機輔助設計系統研究[D].重慶大學，2009.

[3]劉學. 基于AutoCAD的民用建筑并網光伏發電系統計算機輔助設計系統研究與實現[D].天津城市建設學院，2012.

[4]郭定國. 基于BIM的計算機輔助建筑設計與施工管理研究[D].廈門大學，2014.

[5]王晉. 基于MATLAB/Simulink的建筑環境控制系統的計算機輔助設計與仿真分析[D].天津大學，2014.