數字化測繪技術在建筑工程測量中的應用

尚鵬鵬

（南京技師學院，江蘇 南京 210000）

0 引言

隨著現代科學技術的快速發展，測量技術水平也在不斷提升，建筑工程測量中應用的技術與設備也越來越多樣化，這些新技術和新設備的應用不僅提高了工程測量工作的開展效率和精度，同時也改變了傳統的測量理念。數字化測繪技術包含“3S”技術和全站儀、三維激光掃描技術、無人機航空攝影等技術手段，這些技術的優勢在于自動化水平高、測量精度高、可實現數字化成圖等。目前數字化測繪技術的應用為建筑工程測量提供了有力的技術支持，甚至在工程決策方面也提供了關鍵的依據，實現建筑工程測量方法的拓展與提升。本文就數字化測繪技術在建筑工程測量中的應用進行分析。

1 數字化測繪技術的優勢

1.1 測量精度更高

與傳統測量技術相比，數字化測繪技術的精度水平更高，原因在于數字化測繪技術采用了地勢三維坐標法，利用無人機遙感技術實現建筑工程現場的大規模測量，再利用全站儀獲取地形三維坐標，主要包含多種特殊地形的位置信息。全自動儀器的精密度更高，所獲取到的三維坐標數據也更加精確，對測量到的數據信息通過掃描技術進行全方位掃描和測量，生成云數據和虛擬的三維測量模型。這種測繪技術不僅規避了人為測量工作可能出現的偏差，同時測量結果更加完整可靠，可以為建筑工程設計提供數據支持[1]。

1.2 自動化功能穩定

從技術的角度來看，數字化測繪技術的自動化水準非常高，而且整體測量性能較為優秀。在建筑工程測量工作中，數字化測繪技術可以利用CASS、AutoCAD等計算機繪圖軟件，結合工程現場的地質情況繪制可自動識別、自動選擇、自動糾偏的計算機功能，使繪圖過程和結果更加規范，繪制出的圖像結果也具有更高的應用價值。

1.3 數據存儲便利

數字化測繪技術是目前較為先進的測量技術之一，簡化了傳統的信息存儲和保存等人工操作環節，測量設備能夠直接和計算機設備連接。在建筑工程測量期間，可以實現數據信息的自動化保存，存儲信息的效率大大提高，同時信息安全性和精確性更高。在完成數據存儲工作后，信息的提取與運用直接在計算機系統中搜索關鍵詞就可以實現，若提取信息時發現數據錯誤，可以利用計算機設備進行調整修正。不管是數據的存儲、調取還是編輯修改都變得十分便利，也為后續工程的開展提供幫助[2]。

2 數字化測繪技術在建筑工程測量中的應用

2.1 收集工程數據信息

在建筑工程測量工作中，關鍵在于收集工程數據信息，這離不開數字化測繪技術的應用，對此需要注重以下兩點：

（1）測量控制。利用數字化測繪技術，工作人員需要在建筑物附近安裝靜態數據采集點，結合工程測量標準采用定位技術和導航技術，在控制系統的支持下開展施工控制測量，從而保證最終測繪獲取的信息具有完整性與可靠性；

（2）激光測距。在建筑工程開展期間，制圖人員需要利用先進的技術以及圖像處理方法，包括定位勘測和無目標相對勘測等，實現建筑坐標的定位與分析，在構建三維激光掃描點過程中，需要結合建筑結構特征將掃描站目標定在一個較為突出的物體之上進行數據的收集與傳輸。

2.2 地面測繪

利用傳統的測量方法進行建筑工程地面測繪，其結果可能會出現較為嚴重的誤差問題，無法滿足建筑安全性與穩定性需求。而數字化測繪技術在建筑工程地面測繪中的應用則可以有效控制數據誤差，提高數據準確性與完整性。測繪人員在地面測繪期間可以利用GIS技術獲得地面數據參數，之后將獲取到的數據信息傳輸到計算機中進行分析，為建筑工程的正式開展提供準確的依據。除GIS技術外，還可以利用無人機低空航測技術來獲得地面測繪信息，這種方法的優勢在于無人機的靈活性較強，受環境因素影響更小，即便是惡劣環境下也能獲得較為清晰的影像，而且成圖分辨率較高。同時無人機低空航測技術的精度較高，測圖精度可以達到1∶1000，低空飛行高度在50～1000m之間，為近景航空攝影測量，精度范圍一般在0.1～0.5m，能夠滿足建筑工程測量工作對測圖精度的要求[3]。

2.3 測量結構變形

在建筑工程測量工作中，傳統的建筑變形測量方法大多為物理傳感器以及大地測量法等，這些傳統測量方法在實踐中大多存在一些局限條件，面對一些特殊狀況難以發揮出理想效果。而建筑變形測量方法的應用則具有顯著優勢，根據距離交點的原則應用全球定位系統繪圖技術，對建筑物變形情況展開動態性的測量，其原理在于差分動態定位測量以及處理。這種測量技術可以將目標建筑物及其周邊的已知信息作為基礎，利用儀器設備來獲取建筑面積的換算參數，之后通過測量建筑物的移動靜態點完成變形測量。根據載波相觀測的實時差分全球定位測量技術，能夠實現動態測量變形參數，比如建筑物的相對移動頻率。根據物理測量繪制精準的全球定位曲線變化圖，針對建筑物動態變形的測量可以利用建筑物變形三維數據模型完成，之后只需要工作人員進行光譜分析和匯編即可。

2.4 建筑物沉降監測

結合水平控制網以及高程控制網的測量結果，可以對施工現場基坑周邊的建筑物展開動態化的沉降監測，及時找到建筑工程基坑施工過程對周邊構建物帶來的影響，在發現問題時還可以通過預警系統發出警報。在沉降監測過程中，可以利用永久觀測點作為沉降觀測基準，保證觀測點的數量為3個以上。沉降監測可以選擇DSZ1精密水準儀進行監測，按照《工程測量規范》（GB50026-2007）和《建筑變形測量規程》（JGJ8-2016）等標準進行沉降測量，分別在建筑物的四角和大轉角、結構分界點等位置設立沉降觀測點，沿著建筑外墻每隔15m左右設置一處沉降觀測點。沉降觀測周期可以按照建筑工程施工進度進行調整，每層觀測1次。若建筑物存在大規模沉降或不均勻沉降等問題，則需提高觀測頻率，每日監測以及連續監測都要進行記錄。在建筑物完成交付之后，仍需要持續進行觀測，每天都要展開一次觀測工作，在項目交付之后第一年需要監測3次以上，次年可以降低次數和頻率，為2～3次監測，第三年及之后每年進行1次監測即可，直到確定建筑物基礎足夠穩定為止。當判定建筑物沉降步入穩定階段后，可結合沉降量監測結果以及時間情況構建關系曲線，如果沉降速度小于0.01～0.04mm/d這一區間，可以將其作為進入沉降穩定階段的判別標準。在完成沉降監測工作之后需要將監測工作期間記錄下的資料信息妥善保存，包括沉降監測表、沉降觀測點分布圖、周期沉降監測圖、沉降時間、沉降量曲線圖以及監測分析報告等[4]。

2.5 原圖處理

通常情況下，建筑工程測量都會根據測量結果繪制原圖，之后將原圖為依據展開數字化處理。期間數字化測繪技術可以在原圖的數字化處理中發揮理想作用。在原圖處理期間，常用的數字化測繪方法有手扶跟蹤數字化技術和掃描矢量化技術兩種，兩種技術手段都將測量原圖作為基準，通過數字化測繪技術提高原圖處理的效率性與準確性，同時在繪制比例的調控上也更具優勢。掃描矢量化技術與手扶跟蹤數字化技術在原圖處理方面可能會存在一些局限，對此可以視情況進行調整，例如通過修測和補測等手段對繪制結果進行補充，其原理如圖1所示。

圖1 測量原圖的數字化處理原理

在原圖數字化處理期間，利用掃描矢量化技術時，可以獲取到精度較高的地質數據信息，從而提高測繪工作的質量。但從實踐的角度來看，和測量原圖相比掃描矢量化技術也可能會降低原圖的精度，并且所得出的工程地貌實質圖也缺乏實質性，所以只能在應急測繪工作中應用。另外，不能僅依靠掃描矢量化技術，在該技術的基礎上還可以借助手扶跟蹤數字化技術完成補測、修測，確保最終數字化處理的原圖準確、完善。該過程利用數字化測繪技術實現測量數據的整合，深度分析數據的準確性與完整性，保證數字化處理精度的同時還原原圖的標準，還可以運用其他的測繪工具進行結合，將結果的誤差控制在5cm以下[5]。

2.6 建筑工程數據的處理

在建筑工程測量過程中，數據采集是最基本也是最首要的環節，在數據采集期間，工作人員需要保持高度的注意力，準確判斷數據是否準確、是否具有應用價值等，從而保證測繪工作質量，避免數據誤差對后續施工環節帶來的影響。期間數字化測繪技術的應用已經較為成熟，具有了豐富的應用經驗，可以結合工程需求來調整控制點間距。如在常規建筑項目中，工作人員可以借助數字化測繪技術實現三個方面的工程測量控制，包括平面位置控制、高程控制、貫通測量控制。面對不同方面的測量控制及其控制點間距都能保持較高的精度水準。如在平面位置控制方面可以保持在200m以內，在高程控制中可以控制在100m以內，在貫通測量控制中能夠保證在50m以內等。相較于傳統的建筑工程測量手段，數字化測繪技術具有更高的應用價值，在完成數據收集和處理后，還可以自動劃分數據類型進行分類存儲，更有利于后續環節的數據調取與利用，簡化了不必要的工作流程，既控制了數據處理的時間和成本，又能提升數據處理的效率與精度。從整體上來看，建筑工程由于規模大、建設周期長、影響因素較多等特征，不管是工程設計還是施工建設都會產生大量的數據信息，也都需要更多數據信息的支持，這些數據信息復雜多樣，使工程測量工作面臨一定挑戰。因此在確定各項施工條件的情況下，工作人員需要借助數字化測繪技術實現工程數據的綜合性處理，了解工程數據是否能滿足建筑工程的設計與施工需求，能否與設計階段數據貼合，若存在問題及時進行調整解決，避免不必要的成本投入[6]。

3 結束語

為進一步保障建筑工程施工質量與進度，工程測量工作至關重要，而傳統的工程測量方法已經難以達到現代建筑工程的需求，所以數字化測繪技術也成為了備受關注的一項先進技術。通過數字化技術可以準確把握施工現場、建筑物結構、管線布位、地質沉降等信息，精準化的測量技術為工程施工質量提供可靠的技術支持，提高工程安全性與經濟效益。工作人員需要從多個角度出發，不斷豐富數字化測繪技術的應用價值，通過規范性的操作流程提高數字化測繪技術的應用效果，為建筑工程的順利開展提供支持。