全站儀在園林施工放線中的應用

張麗景+魏衍仁

摘 要：本文論述了傳統的施工放線引起的園林施工結果與園林設計之間存在的偏差現象及其原因，提出利用全站儀結合計算機輔助設計（Autocad）進行園林施工精確放線的方法。

關鍵詞：園林設計；園林施工；放線；放樣；全站儀

一、傳統的園林施工放線方式

傳統的園林施工放線多以方格網（現在仍在施工現場廣為采用）和平板儀聯合經緯儀或皮尺（以下簡稱平板儀聯合法）方式進行，在放線過程中，同時再參考圖紙上的現有地物進行放線。

1.方格網放線法。在圖紙上以一定的尺寸畫好方格網，然后在實地依相應的比例劃出實地方格（通常為10m×10m），再參照現有的地物進行放線。

方格網法放線本身就不是一種嚴謹、精確的方法，而是一種粗略的估算法，它的運用一方面受到地域地形條件的限制，另一方面又與放線的實施人的判斷力有很大的關系，因此結果存在著一定差異。當地形較為復雜或施工地域較大時，這種方法只能作為參考，更多地要依靠現有地物進行放線。對于地域范圍大，又缺少地物時，這種方法就難以進行正常工作，即便是能將線放出來，其結果也是偏差很大。

但方格網對放線設備沒有更多的要求，在缺乏相應設備的條件下，能完成小范圍的園林施工放線工作。由于它是估算型放線，所以這種方法只能作為一種參考放線方法，不能成為真正意義上的施工放線。

2.平板儀聯合法。平板儀聯合法比單純用方格網法進行放線，在理論上更為精確。平板儀聯合法的用法在于，用平板儀定出目標點的方向，用測量工具在這個方向上定出距離，從而確定這個目標點的位置。這種方式對于平面園林的布局放線有一定的優勢。但平板儀聯合法放線也會受到很多條件的限制：因為平板儀放線時，要把設計圖紙展在平板上，所以對其影響首先是天氣條件，刮大風可能影響平板儀的穩定，下雨則會淋壞圖紙從而不能正常開展工作；其次是受地形限制較大，由于平板儀自身的結構，在地形塑造過程中或者原始地形復雜的地塊則不能正常展開工作；又如在放線過程中，由于操作者必須與平板儀上的圖紙接觸，可能會引起定向的移位，從而帶來方向上的偏差。當圖面上的目標點太多時，需要多次換站點，所以其工作效率較低。

3.不論是方格網法還是平板儀聯合法，它們在地形塑造的放線過程中從理論上就存在誤差。因為這兩種方式都是平面數據處理系統，不具備立體數據處理能力。

從圖紙上測到的圖上距離都是這些點在水平面上投影的距離，通過比例尺換算OA，OB，OC得到的實際距離其實是地形斷面圖中水準面上的的OA， OB， OC等距離，并不是空間中OA，OB，OC的距離，即 OA≠OA， OB≠OB， OC≠OC，但在放線過程中則認為成：OA=OA， OB=OB， OC=OC，所以從這個層次上講，這兩種方式放線的結果與實際都是有偏差的。此外，這兩種方法在進行地形塑造時，都需要再配合水準儀等儀器，才能進行高程控制。這樣更增加了偏差的可能性。

總之，方格網法和平板儀聯合法放線都不能精確地進行園林施工放線。那么，如何才能做到園林施工的精確放線呢？

科學技術的發展，特別是GPS和全站儀技術及計算機輔助制圖（Autocad）的發展，使園林施工精確放線成為可能。GPS系統較為昂貴，目前園林施工實踐中較少使用，而全站儀不僅相對便宜且能夠解決這些問題，下面就全站儀（拓普康GTS-311）進行園林施工精確放線作一介紹。

二、全站儀（拓普康GTS-311）在園林施工精確放線中的應用

1.全站儀簡介。全站儀是全站型電子速測儀的簡稱，又被稱為“電子全站儀”，是指由電子經緯儀、光電測距儀和電子記錄器組成的，可實現自動測角、自動測距、自動計算和自動記錄的一種多功能高效率的地面測量儀器。電子全站儀進行空間數據采集與更新，實現測繪的數字化。

拓普康（GTS-311）相關參數：測角精度：±2”/5”，絕對法測角，無須過零檢驗；測距精度：±（2mm+2×10-6·D）；測程：3km/一塊棱鏡；高速測量：精測1.2s，粗測0.7s，跟蹤0.45s；可存貯8000個觀測點或16000個坐標點；裝有雙軸補償器，可提供電子氣泡用于整平，并可自動改正由于整平誤差對水平角和豎直角觀測的影響。

2.全站儀的優勢

（1）數據處理的快速與準確性。全站儀自身帶有數據處理系統，可以快速而準確地對空間數據進行處理，計算出放樣點的方位角與該點到測站點的距離。我們可以在Autocad中方便地查出OA、OB、OC等各點的X、Y坐標，同時也可以查出相應點的設計高程（Z坐標值），只要把這些數據從電腦中通過數據線傳輸到全站儀中（一次最多可輸入16000個點的坐標值），全站儀便能快速而準確地計算出O、A、B、C等的實際距離（而不是OA、OB、OC等的值）及相應的A、B、C等點的方位角。由于測距和測角的精度很高，所以完全可以做到精確定點放線。

（2）定方位角的快捷性。全站儀能根據輸入點的坐標值計算出放樣點的方位角，并能顯示目前鏡頭方向與計算方位角的差值，只要將這個差值調為0，就定下了要放樣點的方向，然后就可進行測距定位。

（3）測距的自動與快速性。全站儀能夠自動讀出距離數值，只要將棱鏡對準全站儀的鏡頭，全站儀便可很快讀出實測的距離，同時比較它自動計算出的理論上的數據，并在屏幕上顯示出兩者的差值，從而可以判斷棱鏡應向哪個方向再移動多少距離。到顯示的距離差值為0時，表明那時棱鏡所在的位置就是要放樣點的實際位置。

（4）定完一個點后，可按“下一個（next）”鍵調出下一個要放樣的點，重復②～③步驟，便可依次放出其它各點。

（5）由于全站儀體積小重量輕（只有4.9kg）且靈活方便，較少受到地形限制（除非全站儀無法看到棱鏡），且不易受處界因素的影響（只要三角架扎穩，一般不會引起儀器的偏移），只要合理保護全站儀，即使在復雜的自然條件下也可以照常工作。

（6）由于所有的計算是由全站儀自動完成，所以放線過程中不會受到參與者個人的主觀影響。

3.全站儀（拓普康GTS-311）在園林施工放線中應用實例。鄭州市黃河花園口景區位于黃河南大堤南側，沿黃河大堤呈東西向帶狀格局。其東西向長近2000米，南北寬150～220米不等。施工區域呈現不規則的S形，現有地物只有小型山體。

在運用全站儀進行放線前，我們作了一些必要的準備工作，首先是對種植設計施工圖紙上的樹木按就近同類的原則進行編號，比如把位置相近的幾棵銀杏編號為1，把旁邊的幾棵白臘編號為2等，同類樹木由于位置不同可以有不同的編號（主要以位置作為編號的參考依據），再在這個編號下分別標出這些個體的代號，比如：1.1，1.2，1.3……；2.1，2.2，2.3，2.4……再從Autocad中命令“List”查出每一個編號的樹木群體中個體的X、Y、Z值，最后找到現有地物在圖紙上的對應點的坐標值（至少有兩個這樣的點位），后再編號，最終將這些數據通過格式轉換工具轉換成全站儀（拓普康GTS-311）能識別的格式，用數據線將這些數據輸入全站儀中。

從實踐中，我們感到全站儀能夠實現園林施工的精確放線，提高工作效率，用全站儀進行園林施工放線能最大限度地減小園林施工的結果與園林設計的偏差。

參考文獻：

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