董 升
(北京三友宇天測繪有限公司,北京 100041)
隨著社會發(fā)展,人們對城市形象的要求不斷提高,功能性城市逐步向功能性與景觀性城市融合發(fā)展,打造美觀、和諧、宜居、舒適的街面及綠地景觀成為各城市的需要。為配合城市景觀改造,需對城市進行建筑立面粉飾美化、圍墻改造、違建拆除、商鋪牌匾門頭統(tǒng)一整治及地面鋪裝美化、市政設(shè)施美化、綠地改擴建、道路拓寬等工程,因此街道立面測量,成為工程前期需要,也是改造工程量預(yù)、結(jié)算的依據(jù)。
石景山區(qū)精品街立面測量測區(qū)位于北京市石景山區(qū),測區(qū)主要為城市道路或老舊街區(qū),地形平坦、沿路方向通視良好,但道路兩側(cè)有行道樹,且停放機動車輛較多,對立面測量有較大影響。街道兩側(cè)樓體形狀各異,底商牌匾密布且大小不同、高低、凹凸、縱橫排列,立面測量所測內(nèi)容細節(jié)多、難度大。立面測量內(nèi)容主要包括:測繪沿街巷分布建筑物和構(gòu)筑物立面承載內(nèi)容的尺寸、空間位置關(guān)系、文字信息等,生成街道(巷)立面圖。
根據(jù)后續(xù)立面粉飾美化、圍墻改造、違建拆除、商鋪牌匾門頭統(tǒng)一整治等工作的需要,結(jié)合設(shè)計人員工作需求,本次立面測量精度參照房產(chǎn)測繪要求,房產(chǎn)面積精度為三級,界址點精度為二級。具體要求見表1。
表1 房產(chǎn)面積精度及界址點精度要求
1)石景山區(qū)遙感影像圖。2)1∶500 CAD圖:平面圖。
1)根據(jù)甲方及設(shè)計要求的測繪四至范圍進行作業(yè)片區(qū)劃分,以便提高分組作業(yè)效率;2)按測區(qū)打印工作底圖并進行編號;3)根據(jù)片區(qū)實際情況,調(diào)整作業(yè)草圖尺寸,打印作業(yè)草圖。
外業(yè)數(shù)據(jù)采集主要采用全站儀、激光測距儀配合鋼卷尺的全野外數(shù)據(jù)采集方式,對于測距不通視或者難于測量的部分區(qū)域、位置嘗試采用先進的測繪科學(xué)技術(shù)如激光三維掃描方式采集數(shù)據(jù)。
基于房產(chǎn)測量的外業(yè)采集經(jīng)驗,利用激光測距儀(鋼卷尺)對外立面各部位寬高尺寸進行測量,主要步驟如下:
1)沿街道自東向西、由南自北、自下向上順序測量、記錄、編號;2)按照實際街景情況繪制草圖,注意各房屋立面中的廊柱、門窗形狀等細節(jié),做到拓撲關(guān)系正確、無丟漏;3)各類建筑物、構(gòu)筑物及其主要附屬設(shè)施如廣告牌匾、燈箱、門廊、臺階、梁柱、檐、角、女兒墻、門墩、門窗框均要進行測繪幾何位置和相關(guān)數(shù)據(jù);4)依據(jù)草圖中表示的內(nèi)容,采用激光測距儀測量立面各細部要素的長度和高度,精確到0.01 m;測量過程中,注意檢查激光測距儀的復(fù)位和起算距離,避免發(fā)生系統(tǒng)誤差;5)測距儀不能通視的可用鋼卷尺掛桿測量法進行量測,部分無法施測的可采用全站儀對邊測量;6)各細部尺寸按順序測量不能遺漏,在整棟建筑測量后進行尺寸閉合性檢查,差值超過0.05 m時應(yīng)重測;每邊長度應(yīng)至少測量2次,以避免粗差;7)記錄員在繪制草圖時一律按照規(guī)范填寫:街道名稱、建筑名稱(樓號)、順序編號、測量時間、測量員、記錄員等,記錄時應(yīng)進行測量數(shù)據(jù)復(fù)誦,與測量員核對無誤進行記錄;8)原始記錄應(yīng)做到:圖面清晰、字跡工整、清楚、無涂改,記錄一律字頭向北向西,靠墻注記,特殊情況記錄時應(yīng)加以備注。繪制外業(yè)記錄草圖見圖1,內(nèi)業(yè)成果見圖2。
對于樓頂過高和過于復(fù)雜的建筑物立面,激光測距儀無法準確測量立面尺寸,這些建筑應(yīng)采用全站儀免棱鏡方法進行測量。具體方法如下:
1)采用與激光測距儀配合鋼卷尺測量相同的方式繪制草圖,注意繪制過程中不能丟漏細節(jié)部位。
2)根據(jù)現(xiàn)場實際情況選擇全站儀設(shè)站位置,以能夠照準建筑物一側(cè)立面全貌為原則,如果因樹木等遮擋,無法全部照準建筑物的,應(yīng)能夠盡量多的量測到建筑立面部位,如圖3所示。
3)如圖3所示,需測量該樓A-B一側(cè)立面時,應(yīng)假定通過A,B兩點的豎直面為本側(cè)立面的投影面;量測AB線段長度,并通過地形圖上A,B兩點距離進行核查,確認AB線段的長度d;假定A點坐標(biāo)(X,Y,Z1)、B點坐標(biāo)(X,Y+d,Z2)。
4)在C點架設(shè)全站儀,采用全站儀設(shè)站模式中的后方交會方法,求得C點坐標(biāo)(具體設(shè)站步驟參照各型號全站儀說明書)(m,n,z)。
5)采用免棱鏡模式逐個特征點編號并測量樓角、廊柱、門窗框等細部點坐標(biāo),以(Xn,Yn,Zn)表示;準確記錄點號并標(biāo)于草圖。
6)因最終繪制的為本側(cè)立面在A,B兩點豎直面的投影,所以需將所測得的本側(cè)立面所有坐標(biāo)成果改化為(Yn,Zn,0),并利用CASS進行坐標(biāo)展點,依據(jù)草圖記錄成果,進行連線,將立面、門窗框、牌匾等連成封閉曲線,如圖3所示。
7)依據(jù)上述步驟可測得建筑物其他立面圖。
全站儀免棱鏡測量方式可以準確測得“激光測距儀配合鋼卷尺方式”難以施測的部分建筑物部位坐標(biāo),并可以利用CASS等測繪軟件進行展繪成圖,方式較為便捷。由于城市地區(qū)綠化樹木等遮擋,此方法很難全部測繪建筑物立面信息,應(yīng)結(jié)合激光測距儀方法,取長補短。
8)注意事項。全站儀利用棱鏡設(shè)站測量后視與利用免棱鏡模式測量立面碎部點時,應(yīng)注意棱鏡常數(shù)的轉(zhuǎn)換,避免因棱鏡常數(shù)不同帶來誤差。免棱鏡測量過程中,應(yīng)確保十字絲準確到位,并擰緊制動螺旋,避免按鍵時偏離照準位置。
隨著測繪科技先進技術(shù)的迅猛發(fā)展,三維激光掃描測繪技術(shù)水平不斷提升,其空間位置測量準確性也得到不斷提高,加之三維激光掃描速度快、能夠與照片結(jié)合的優(yōu)勢,為建筑物立面數(shù)據(jù)信息采集提供了更多的方式。本項目中我公司嘗試使用激光三維掃描方式進行了部分區(qū)域立面測繪工作,可解決某些復(fù)雜立面的測繪問題。
三維激光掃描點云數(shù)據(jù)如圖4所示,描繪的立面圖見圖5。
三維激光掃描儀可利用靶球?qū)Χ嗾緬呙璧狞c云數(shù)據(jù)進行拼接,形成整條街道連續(xù)的激光點云數(shù)據(jù),能夠反映整個街道立面圖細節(jié),具有位置準確、信息全面的優(yōu)點,但是,城市主城區(qū)內(nèi)行道樹等綠化繁多,對掃描激光產(chǎn)生遮擋,會造成建筑物某些部位信息缺失,需在后續(xù)過程中進行補測,另外,由于隨機贈送軟件數(shù)量及操作人員技術(shù)水平、熟練程度的限制,全面使用三維激光掃描方式進行實測,還有一定困難。
1)按照外業(yè)草圖及測量記錄順序進行圖形繪制;2)圖形進行閉合檢查,根據(jù)各建筑物情況,對于差值在0.03 m~0.05 m以內(nèi)的進行簡單平差配賦,以保證繪制的規(guī)整建筑物及門窗框等立面形狀為矩形;超差的需現(xiàn)場復(fù)核,然后再進行繪制;3)對比野外測繪過程中拍攝的立面照片進行立面形狀、位置關(guān)系等檢查;4)內(nèi)業(yè)成圖后,進行打印,并到現(xiàn)場進行檢查核實,確保細節(jié)及精度準確。成果見圖6。
本文提及的工程中所用的三種立面測量方式各有優(yōu)缺點,實際工作中應(yīng)根據(jù)各條街道、各個建構(gòu)筑物的特點,選擇不同的測量方式,取長補短。立面測量和其他的測繪工作中,往往有不止一種數(shù)據(jù)獲取方法,都需要技術(shù)人員靈活運用,以達到提高測繪精度和作業(yè)效率的目的,希望能以本文淺見,拋磚引玉。