數字化測繪技術在建筑工程測量中的應用探討

尹海濤

（甘肅第四建設集團有限責任公司，甘肅 蘭州 730060）

建筑工程中的測量工作是建筑工程設計、施工的重要數據保障，通過測量能夠使設計人員和施工人員掌握施工現場的場地平整度、中心線、高程等關鍵數據，保證建筑工程的設計圖紙與施工方案規劃無誤。為進一步提升數字化測繪技術在建筑工程測量工作中的應用效果，測量工作人員應積極提升自身技術能力，掌握數字化測繪技術的使用特點，為建筑工程整體施工提供保障。

1 數字化測繪技術的應用優勢

將數字化測繪技術應用在建筑工程中的優勢主要包括以下三點。①精度高。數字化測繪技術所使用的測量設備區別于傳統測量設備，通過全站儀、GPS、數字測量攝影儀等設備，數字化測量所得出的數據結果與施工現場的實際數據誤差可以控制在毫米級，為建筑工程的設計與施工提供數據保障。②自動化。數字化測繪技術尤其是繪制過程，通過計算機繪圖軟件的支持，能夠自動完成對數據的計算處理以及自動成圖，通過數字化測繪技術的應用，能夠節約大量建筑工程測量工作所需要的人力、物力，且趨于全自動化的繪圖過程能夠縮減大量手繪時間，提高建筑工程的測繪工作效率。③包含海量信息。數字化測繪技術所形成的電子地圖幾乎不受測圖比例尺的限制，因此，在電子地圖中包含地形地貌、周邊水系、建筑物等多種信息，甚至能夠精確到某株綠色植物，其中包含的海量信息能夠使建筑工程的設計與施工以更精細化的標準開展。

2 傳統測繪技術的局限性

傳統測繪技術的局限性可以歸納為以下三點。①工作效率慢。在建筑工程傳統測量工作中，為保證測量數據的可靠性，需要多為測量技術人員組成測量小組，對施工現場展開全面測量，根據建筑工程的規模不同，測量工作的周期介于一周至兩個月，較慢的工作效率會使建筑工程整體設計與施工進度受到影響。②測量結果可靠性不足。首先，傳統測繪技術在測量時以觀測測量為主，若觀測點與觀測目標物之間存在阻礙，會導致觀測效果受到影響，并最終影響觀測結果。其次，傳統測繪技術所繪制的地圖精度較低，由于使用平板儀的對中都采用錘球對中，這也是傳統測繪技術繪地圖對中精度不高的主要因素。③便攜性較差。傳統測繪技術所使用的測繪設備普遍較大，若建筑工程施工現場處在交通不便的場所，僅搬運測量設備便需要耗費大量人力和時間，而數字化測繪技術所需的手持設備經多次優化后，普遍具備小巧、便攜的特點。使用數字化測繪技術進行建筑工程測量，能夠有效避免因持設備趕路而浪費時間。

3 數字化測繪技術在建筑工程測量中的應用

3.1 收集工程數據信息

數字化測繪技術在建筑工程測量工作中收集數據的方式主要包括以下三種：①航拍測量。航拍測量是通過飛機或無人機在空中對測量目的地進行拍攝（圖1 為無人機航拍測繪示意圖），而后通過拍攝所得的影像數據與實際地形的對比，能夠準確得出關于施工現場的實際測量數據。傳統測繪技術以工作人員的觀測為主要測量方式，這種觀測方式效率較慢，且需要工作人員具備較強的技術能力和工作經驗，才能夠保證測量所得數據的準確性。航拍測量效率極快，以無人機、航空器的速度，僅需以秒為單位的時間便能夠完成對施工現場的拍攝工作，能夠極大提升測繪工作效率，且航拍所得影像數據能夠全面呈現施工現場的地貌特點，進而保證數字測繪技術所得數據的準確性。②遙感技術。根據電磁波理論的實際應用，通過對遠距離目標的輻射及反射產生的電磁波信息，能夠在較遠距離便準確測量建筑工程的施工現場，但受電磁波的傳播特性影響，無論在橫向還是縱向測量中，都必須保持測量設備與測量目標之間不存在阻礙物，否則會嚴重影響測量結果的準確性。③GPS 全球定位。全球定位系統能夠通過衛星與地面設備之間的空間計算，準確提供測量目標的所在坐標、實際海拔等各種建筑工程測量工作所需要的數據，從而保證建筑工程順利施工。相較于航拍測量與遙感技術測量而言，GPS 全球定位測量所得出的測量數據更加可靠，通過4 個以上衛星參與定位并得出的測量結果，經技術人員修正后，所得出的數據與實際數據誤差可以控制在毫米級，能夠有效保證建筑工程數據測量所得數據的準確性，進而為建筑工程順利施工提供保障。

圖1 無人機航拍測繪示意圖

3.2 地面測繪

地面測繪需要根據建筑工程施工現場實際地形、地貌并以施工現場實際數據為依據繪制大比例地形圖，是建筑工程設計、施工中的主要輔助工具之一，通過測繪工作人員的地圖測繪，能夠使設計人員和施工人員更全面掌握施工現場的特性和特點，完善設計圖紙和施工方案，為后續的正式施工提供保障。但在傳統的建筑工程地面測繪中，需要大量測繪人員在施工現場中進行測量、勘察地形地貌，并將收集到的數據繪制成地形圖，復雜且繁瑣的工作流程導致地面測繪工作的效率始終不高。

隨著科學技術的發展，當前已經有大量電子地圖供測繪人員使用，通過放大施工現場的電子地圖比例，然后以數字化測量技術所收集的數據作為修正依據，能夠有效控制地形圖的誤差，進而保證地面測繪在建筑工程施工中的保障作用。

3.3 測量結構變形

結構變形是建筑工程施工過程中與施工后期承載性能監測的重要工作之一（圖2 為建筑物結構變形實物圖），若建筑工程設計不合理或后期管理不合理，都會導致建筑結構變形，影響建筑物的整體承載性能，甚至誘發安全事故發生。

圖2 建筑物結構變形實物圖

傳統測繪技術在建筑物結構變形檢測中的應用效果有限，需要定期以人力對建筑物進行現場檢測，才能夠確保當前建筑物的變形情況，并采取針對性措施，若建筑物因外力而發生突發性形變，定期開展的檢測工作顯然無法及時為處理措施提供數據依據。

在數字化測繪技術中，對建筑物的結構變形問題能夠通過數字化設備實現對建筑物的全天候監測，及時發現建筑物的形變問題。同時，利用數字化測繪技術能夠將建筑物的數據信息輸入計算機形成二維模型，并通過對建筑物的周期性觀測、對比，發現建筑工程在施工過程中及使用過程中的結構變形問題，并進行針對性處理，保證建筑工程的整體功能性完整。

3.4 建筑物沉降監測

建筑物沉降是大型建筑物不可避免的問題，即使針對建筑工程中的基礎施工進行高度強化，也難以避免建筑物在使用過程中的沉降。建筑物的合理沉降并不會對其功能造成過多影響，但若基礎施工不合理，會導致建筑的不可控沉降或不規則沉降，最終影響建筑物的整體性能，威脅建筑物使用人員的生命財產安全。

建筑物的沉降是不可避免的，根據建筑工程現場的地質情況、建筑物的整體質量、基礎的設計與施工效果，能夠有效減少建筑的沉降，但并不能完全避免沉降問題的發生，但沉降問題作為影響建筑物功能，甚至誘發安全問題發生的重要因素，必須對建筑物進行有效監測，才能夠保證建筑物的使用安全。

建筑物的沉降有可能發生在瞬間，也有可能發生在建筑物長久使用中，建筑物的沉降監測在傳統測繪技術中需要以技術人員的主觀判斷作為監測工作開展的依據，監測結果準確性難以保證且過程十分繁瑣。傳統測繪技術對建筑物的沉降問題并不具備全天候檢測條件，會影響建筑物的使用安全和功能保障。通過數字化測繪技術開展建筑物的沉降監測工作，只需以建筑物為監測目標，以周邊建筑物或其他構造物作為沉降衡量標準，通過高精度成像對比，便能夠準確分析當前建筑物的沉降量，進而保證建筑工程的使用安全。

3.5 原圖處理

若建筑工程施工區域缺少高精度電子地圖，卻具備大比例高精度的實物地圖時，為保證建筑工程的設計與施工順利進行，但此時建筑工程的施工工作迫切需要高精度電子地圖時，為保證建筑工程的設計與施工順利進行，便可以通過計算機、數字化儀、掃描儀、繪圖儀等數字化測繪設備，將實物地圖數字化。

掃描數字化以及繪圖儀等數字設備，通過對原地圖的掃描便能夠快速生成數字化地圖，相較于傳統測繪技術中的原圖處理方式，數字化測繪技術的原圖處理效率快且質量高，能夠快速將原圖數據化，從而保證建筑工程施工順利進行。

在掃描過程中因實物地圖包含信息較多，若全部交由掃描儀自動掃描，會丟失部分信息，導致最終所得的電子地圖缺少部分信息，影響電子地圖的實際應用效果。為避免類似問題出現，測量人員應配合矢量掃描EBL 系統，保證實物地圖中的信息能夠全部體現在電子地圖中，為建筑工程設計與施工提供保障條件。

3.6 建筑工程數據處理

建筑工程數據處理主要包括存儲與使用兩部分。首先，傳統工程測繪以紙質文件記載數據，在存儲過程中極易發生數據丟失問題，會嚴重影響建筑工程的施工，對建筑工程后期維護管理也會造成阻礙。而數字化測繪技術依托計算機進行使用，通過計算機龐大的數據存儲量完成工程測繪數據的存儲，不僅能夠提升存儲數據量，更能夠保證海量測繪數據的有效、安全存儲。其次，建筑工程測量所得數據是建筑工程設計、施工的主要參考依據，在測量工作得出數據后，需要根據建筑工程的施工需要，在建設單位、設計單位、施工單位中進行多次交接，時常發生測量數據在交接、調用過程中出現遺失問題，而數據作為建筑工程設計、施工開展的主要依據，一旦發生遺失問題，便會嚴重影響建筑工程的施工效率和施工質量。將數字化測繪技術應用在建筑工程測量工作中，因數字化測繪技術是以計算機等數字化、信息化設備為基本條件進行應用的，建筑工程的數據也由計算機進行存儲和管理，調用時通過建設單位內部渠道或即時通訊軟件便可以實現數據傳輸，能夠保證數據交接效率，同時，即時通訊軟件的記憶功能也能夠防止數據遺失。但為防止建筑工程數據被有心之人利用，危害建設單位、施工單位、設計單位三方共同利益，在調用測量數據時必須進行調用人、所在單位、聯系方式、調用時間等詳細信息的登記，避免數據遺失問題。

4 結束語

綜上所述，數字化測繪技術優勢十分明顯，建筑工程測量技術人員應積極掌握數字化測繪技術的使用方法，為建筑工程設計與施工提供保障，避免因測量數據誤差大、繪圖錯誤導致的設計與施工問題，保證建筑工程順利施工。