淺析測繪新技術在建筑工程測量中的應用探討

肖秋敏

汕頭市潮陽區(qū)自然資源測繪隊 廣東 汕頭 515100

現(xiàn)代建筑工程建設面臨更為嚴格的標準與要求，作為工程建設過程中不可或缺的技術手段，工程測量能否有效開展直接影響到建筑工程建設成效。若工程測量出現(xiàn)誤差或問題，輕則導致建筑工程工期延誤并增大成本，重則因質(zhì)量問題出現(xiàn)威脅到民眾安全。隨著我國工程技術的持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展，建筑工程測量領域中測繪新技術得到廣泛應用，可在加強測量結果精準度控制的同時，通過簡化測量流程、降低數(shù)據(jù)計算工作強度來提升測量有效性。正因此，探討建筑工程測量中測繪新技術的應用，對助力我國建筑工程事業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展有著重要影響。

1 測繪新技術應用優(yōu)勢分析

1.1 有助于提升工程測量效率

在建筑工程測量作業(yè)中融合應用GIS、遙感等測繪新技術，可利用數(shù)據(jù)化、信息化的形式來取代傳統(tǒng)人工測量模式，在減少人員工作強度的同時，促進工程測量效率的顯著提升[1]。受到環(huán)境惡劣、結構復雜等方面的影響，使得工程測量作業(yè)開展難度增大，特別是當建筑項目存在于山林、野外等區(qū)域時，無法單純依靠人工完成工程測量，難以保證其測量結果符合預期精準性、合理性要求。而得益于測繪新技術的應用，可利用專用設備來取代人工測量，降低周圍環(huán)境問題對工程測量造成的影響，并保證工程測量高效率開展。

1.2 有助于提升信息處理能力

隨著我國科學技術的創(chuàng)新發(fā)展，促使建筑工程測量領域逐漸朝著信息化、智能化、自動化的方向持續(xù)發(fā)展。通過在工程測量中有效融合測繪新技術，可借助信息化手段來實現(xiàn)測繪數(shù)據(jù)、信息的全面采集與整理，并為工程測量的有效開展打下基礎支撐。相較于人工測量模式而言，測繪新技術應用可做到對測量圖像信息進行自動化采集、存儲、加工以及分享，確保采集信息得到最大化利用[2]。同時，工程測量期間數(shù)據(jù)信息交換的實現(xiàn)可以測繪新技術為載體，避免因處理不到位影響到測量數(shù)據(jù)信息作用的體現(xiàn)。另外，測繪新技術的合理應用能夠為測繪數(shù)據(jù)信息的高效處理提供技術支撐，確保測量期間采集的數(shù)據(jù)信息能夠在短時間內(nèi)有效處理，為后續(xù)建筑工程建設提供參考。

1.3 有助于促進工程測量發(fā)展

隨著諸多測繪新技術的廣泛應用，促使工程測量領域呈現(xiàn)出創(chuàng)新發(fā)展態(tài)勢，能夠在拓展工程測量范圍的同時，進一步推進工程測量領域朝著智能化、自動化、數(shù)字化的方向持續(xù)邁進[3]。在實際建筑工程測量過程中，測繪新技術的應用為工程測繪內(nèi)容形式、組織結構的轉(zhuǎn)變與改革提供支撐，規(guī)避傳統(tǒng)測量手段應用產(chǎn)生的負面影響，并通過工作機制優(yōu)化為工程測量的高水平開展提供保障。另外，得益于測繪信息技術的融合應用，促使工程測量的完整性、專業(yè)性、精準性顯著提升，通過技術手段創(chuàng)新來促進建筑工程測量領域的創(chuàng)新發(fā)展[4]。

2 建筑工程測量中測繪新技術應用

2.1 無人機測繪技術

隨著無人機購買與維護成本的持續(xù)降低，促使無人機測繪技術在建筑工程測量領域得到有效應用，相較于傳統(tǒng)測繪技術而言，無人機測繪技術應用在測量效率、工作量縮減、測量范圍等方面存在顯著優(yōu)勢。分析無人機測繪的特點，主要是以數(shù)字文件為載體進行飛行軌跡數(shù)據(jù)的采集與存儲，并以鏈路為渠道將數(shù)據(jù)信息傳輸至地面控制站或移動終端中[5]。實際測量期間相關人員可借助外部軟件，以建筑工程測量要求為依據(jù)進行航電路線的創(chuàng)建，結合對差分GPS接收器的合理設置，可在3D飛行軌跡預設的前提下，實現(xiàn)在測量期間對多個航點進行自動跟蹤與測量。檢測人員可結合工程測量需求進行無人機航點的自定義設置，并保證無人機測量時間、精準度設置符合預期標準。

建筑工程測量中無人機技術的應用，主要操作流程涉及到：（1）準備階段檢查無人機框架、電池、信號、螺旋槳、傳感器等構件是否存在異常故障。（2）開啟攝像裝置并檢查是否處于正常運行狀態(tài)。（3）依據(jù)工程測量要求與標準進行無人機航路點的設定與上傳。（4）選擇符合無人機起飛要求的區(qū)域，并判斷周圍環(huán)境是否會對無人機控制產(chǎn)生負面影響。（5）開啟無人機抬離地面，切換模式讓無人機保持自主飛行狀態(tài)[6]。無人機中會依照預設航路點自動飛行，并在達到各預設航路點時控制攝像設備運行（如圖1）。若在某些因素的影響下導致無人機出現(xiàn)運行異?；蚬收?，檢測人員可通過手動干預來維持無人機運行狀態(tài)。在所有航點全部拍攝完成后，通過模式切換讓無人機自主返航。

圖1 無人機測繪技術

對于無人機拍攝數(shù)據(jù)的處理，檢測人員可以計算機為載體進行航拍圖像的全部導入，在保證拍攝圖像符合重疊要求的前提下，以Exif元數(shù)據(jù)為基準進行圖像近似內(nèi)部方向的確定。接著按相關要求進行圖像照片的對齊排列，依托于幾何圖形構建來確定圖像紋理。在上述步驟操作過程中，檢測人員可結合實際情況選擇合適的調(diào)整參數(shù)，以保證數(shù)據(jù)處理符合精準性要求。數(shù)據(jù)處理可以彩色點云的形式導出結果，并保證數(shù)字高程模型的構建有匹配的紋理。為進一步提升評估報告的精準性與客觀性，需在各處理步驟進行地理參考。建筑工程土方開挖施工前，可借助無人機測量作業(yè)進行區(qū)域勘察測量，本文以某塊土地為例進行無人機測量與實況測量技術進行結果比對，其中實況測量覆蓋范圍14320m2，測量期間制備、記錄、評估處理所需時間超過660min，測量點數(shù)控制在350個左右，經(jīng)計算得知點密度控制在0.02點/m2；而無人機測量覆蓋范圍超過24900m2，制備、記錄以及評估/處理時間控制在200min之內(nèi)，點數(shù)控制超過2000000點，經(jīng)計算得知點密度超過560點/m2，表面在建筑工程測量中無人機測量存在較大優(yōu)勢[7]。

此外，地理參考處理可劃分為直接參考與間接參考兩種形式，檢測人員可視情況選擇合適的地理參考形式。如直接地理參考適用于帶有時間戳的飛行數(shù)據(jù)記錄，即在測量期間保持GPS時間與內(nèi)部攝像時間的同步，以WGS84格式為基準在Exif數(shù)據(jù)中進行圖像曝光地理坐標的集成，將所有數(shù)據(jù)導入至PhotoScan中，實現(xiàn)圖像外部方向有效調(diào)整。而間接地理參考適用于飛行前地面參照目標測量中。需保證此類目標能夠在圖像中精準、清晰呈現(xiàn)。若目標無法作為數(shù)據(jù)的參照對象，可將井蓋或道路標記等現(xiàn)有特征作為參考目標，并合理采用測速測量、差分GPS來提升測量精準性。

2.2 近景攝影測量技術

目前近景攝影測量技術多應用于建筑工程竣工驗收測量中，通過攝影獲取測量數(shù)據(jù)信息，基于數(shù)據(jù)信息處理為被攝目標大小、運動狀態(tài)、形狀等參數(shù)的分析提供參考[8]?？v觀當前建筑工程測量中近景攝影技術應用，主要特點表現(xiàn)為：

（1）測量期間對于目標絕對位置無硬性要求，以目標物大小、形狀作為主要測量目標。

（2）目標物測定精度控制、攝影機與被攝目標間距控制、目標物大小等方面存在較大差異。

（3）可依據(jù)特定目標來確定對應的控制方法與空間坐標系，并結合相對控制的應用來提升測量精度。

（4）測量前對于控制點的布局，有相對嚴格且特殊的要求，并借助人工形式進行待定點與控制點的標識，可通過優(yōu)化調(diào)整來降低系統(tǒng)誤差。

正因近景攝影技術的特點鮮明、獨特，使得該技術在建筑工程測量作業(yè)中具備以下優(yōu)勢：第一，可實現(xiàn)對測量工具的靈活使用。量測媒介和工具選擇是否合理直接影響到下近景攝影測量技術的應用效果，而在實際測量過程中，近景攝影測量對于攝像設備并無特殊要求，高精度量測相機、數(shù)碼相機乃至膠片相機均可作為測量主設備[9]。換言之，在測量作業(yè)期間相關人員無需對攝影方法加以控制，可通過實施些許必要測量控制手段即可實現(xiàn)對測繪資料的全面獲取。第二，數(shù)據(jù)信息采集相對簡便。即使工程測量期間檢測人員采用普通數(shù)碼相機，同樣可保證其數(shù)據(jù)傳輸、保存等符合測量要求。第三，近景攝影測量多樣性。受到前期數(shù)據(jù)采集、計算軟件選擇多樣性的使用，使得檢測人員可獲取多樣化的數(shù)據(jù)測量結果，可在按規(guī)定控制測量精準度的前提下，通過選擇不同角度、層次來獲取多種結果。

分析近景攝影技術應用于建筑工程測量的作業(yè)流程，具體分為攝影階段、后期處理階段。其中攝影階段主要是依據(jù)測量要求制定科學攝影方案，以保證攝影基線布設符合預期要求。在測量成本、建筑主體間距控制等因素的影響下，使得非量測相機成為近景攝影技術的主要設備。在實際測量期間，測量人員僅需對被測目標不同方位利用數(shù)碼相機進行攝影即可，以保證數(shù)據(jù)信息的獲取符合竣工資料編制要求。對于后期處理階段而言，要求人員在布設攝像基線時充分考慮到生產(chǎn)周期、成果精度控制等方面要求，基于對相關軟件的合理應用，輔以竣工測繪資料進行測量成果的提供。接著將現(xiàn)有資料與攝影數(shù)據(jù)進行有機結合，在保持比例統(tǒng)一的前提下進行數(shù)字影像地物與資料數(shù)字線劃圖的重合，然后以測繪軟件為載體，按照相關測量要求重新構圖，以保證竣工資料的編制契合竣工驗收要求。

2.3 GIS技術

現(xiàn)階段建筑工程測量中GIS技術的應用較為常見，從某種角度而言，GIS技術是多個學科知識與技術領域的集成，如GIS技術的實現(xiàn)涉及到對環(huán)境科學、測繪遙感科學、空間科學等學科的融合，可在測量期間做到對數(shù)據(jù)信息的全面采集，并依托于數(shù)據(jù)庫的構建實現(xiàn)對數(shù)據(jù)信息的有效存儲與管理，以此為空間提示、預測預報以及輔助決策等工作開展提供科學支撐。在實際工程測量作業(yè)過程中，GIS技術在圖形顯示、數(shù)據(jù)庫存量等方面存在顯著優(yōu)勢。相關人員可參照相關要求標準進行數(shù)據(jù)信息的有效存儲與處理，以保證工程測量的成圖效率不受數(shù)據(jù)信息的影響。

2.4 三維測繪技術及3D模型

三維測繪技術在我國建筑工程測量中得到廣泛應用，可在保證測量符合精度控制要求的同時，通過轉(zhuǎn)變測繪模式來促進工程測量效率的顯著提升。得益于科學技術的創(chuàng)新發(fā)展，促使該技術在我國多個領域行業(yè)中得到有效應用。在實際工程測量作業(yè)中，該技術涉及到對電子經(jīng)緯儀、計算機系統(tǒng)的應用，將測量采集的數(shù)據(jù)信息傳輸至信息系統(tǒng)，系統(tǒng)分析處理后生成建筑工程測量報告，以此為工程建設、管理決策的制定提供科學參考[10]。而3D模型在建筑工程測量中的應用，主要是借助三維激光掃描技術來實現(xiàn)對虛擬模型的建構，以不接觸被測對象為前提，借助專用設備對建筑物進行掃描量測。作為建筑工測繪新興技術中的一種，三維激光掃描技術誕生于上世紀90年代，隨著技術的不斷變革、創(chuàng)新，目前在諸多領域行業(yè)中發(fā)揮著至關重要的作用。在實際測量期間，該技術應用主要是對構筑物進行高速激光掃描測量，基于對建筑坐標、顏色、反射率等信息的確定，生成與實物建筑等比例的三維點云模型，且具備真彩色的特點，不僅能夠為后續(xù)人員分析提供參考，亦可作為建筑工程質(zhì)量把控的重要數(shù)據(jù)支撐。需注意，三維激光掃描技術應用同樣存在一定缺陷，如在計時模式、激光發(fā)射方式、處理軟件差異的影響下，極易導致建筑最終測量測繪結果出現(xiàn)一定偏差。所以，需在嚴格把控各操作環(huán)節(jié)的前提下，進一步提升建筑工程測量中三維激光掃描技術應用的規(guī)范性，以保障實時數(shù)據(jù)、點云信息的系統(tǒng)負荷精度控制要求，并為后續(xù)竣工驗收工作開展提供支撐。

3 結束語

綜上所述，工程測量水平與建筑工程建設質(zhì)量控制之間存在密切關聯(lián)，亦對工程建設效率、成本控制有著直接影響。為避免因工程測量不到位影響到建筑工程施工的順利開展，要求測繪單位需重視對測繪新技術的有效引進與應用，明確認知工程測量中測繪新技術的應用優(yōu)勢。以建筑工程測量要求、標準的分析為前提，合理將GIS、無人機、三維激光掃描、近景攝影測量等技術應用于工程測量中，進而在促進工程測量高質(zhì)量開展的同時，確保測量數(shù)據(jù)結果符合預期精度要求，并為工程測量高效率開展提供支撐，最大化發(fā)揮出工程測量在建筑工程建設中的作用與價值。