浅析数字测量技术在建筑测量中的应用

杨 磊

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浅析数字测量技术在建筑测量中的应用

杨 磊

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近年来，建筑行业在我国现代化建设中的地位越来越重要，技术要求也越来越高，其中数字测量技术更是得到了广泛的应用，成为建筑工程中不可或缺的一项重要技术。尤其是现在科技水平日新月异，很多科技都离不开计算机，离不开互联网，利用高科技实现高性能工作似乎成为了一种趋势，因为计算机性能好、误差小、效率快，这些都是手工很难达到的水准。认识到建筑的重要性，那么我们的发展便离不开数字测量，同时人们对数字测量技术的要求越来越高，那么我们要提高数字测量技术、正视这项新型技术，为我们国家的现代化建设打好坚实的基础。

建筑行业；数字测量；技术应用

建筑工程测量其主要的任务就是对建筑物实施轴线放样、标高确定以及建筑物沉降量、垂直度的观测。建筑工程测量数据其精确度对于保障工程施工质量有着非常重要的意义，在整个施工过程中发挥着不可替代的重要作用。随着我国社会经济的不断发展，在很大程度上促进了测量技术的发展，不管是在提升我国建筑工程施工质量方面，还是在减小一线施工工人劳动强度方面，数字化测量技术都在其中奠定了技术基础。测量技术的快速发展在很大程度上得益于计算机科学技术的迅速发展，如GIS、GPS等数字测量技术的问世，在实际工程应用中获得了非常良好的效果。

1 数字测量技术内容

1.1 数字测量技术的概述

数字化技术是计算机技术、多媒体技术以及互联网技术的基础。是实现信息数字化的技术手段。它将客观世界中的事物转换成计算机唯一能识别机器语言，即二进制0和1，从而实现后续一系列的加工处理等操作。数字化技术的基础是数字、文字、图像、语音，包括虚拟现实，及可视世界的各种信息等，因此计算机不仅可以计算，还可以发出声音、打电话、发传真、放录象、看电影，这就是因为0和1可以表示这种多媒体的形象。用0和1还可以产生虚拟的房子，因此用数字媒体就可以代表各种媒体，就可以描述千差万别的现实世界。数字化是软件技术的基础，是智能技术的基础：软件中的系统软件、工具软件、应用软件等，信号处理技术中的数字滤波、编码、加密、解压缩等等都是基于数字化实现的。例如图像的数据量很大，数字化后可以将数据压缩至10到几百倍；图像受到干扰变得模糊，可以用滤波技术使得变得清晰。这些都是经过数字化处理后所得到得结果。图1为数字化测量场构建总框图。

图1 数字化测量场构建总框图

1.2 数字测量技术的优点

数字测量技术主要具有以下优点：①绘图精准，传统的绘图工作基本上都是建筑工程师进行手绘制图，不仅速度较慢，而且由于绘制的图纸属于单空间维度，所以手绘的图纸不能将建筑的要点很好的表达出来，并且由于绘制图纸是一项要求非常精细的工作，所以在绘制途中如果出现数字标错等现象很容易造成工程损失。而数字测量技术是在计算机平台上进行操作，根据专业的制图软件，可以将出现误差的可能降低到最小，并且可以通过建造建筑模型生动的将建筑特点显示出来，更加利于技术人员操作和反应，并且还可以设计不同的软件功能，从而满足对不同建筑工程的要求；②对于建筑测量的优势，随着现代科技的大众化和普及化，计算机信息技术逐渐应用到各个领域，计算机信息技术可以将建筑工程测量的数据进行统一的处理和分析，并且可以将建筑工程施工的各个阶段都进行分层次的数据化，从而使建筑工程施工更加系统，并且可以清晰地反应出施工的进程，从而有利于对建筑工程的施工进行监管。现今的社会高速发展，对于建筑的质量和水平要求也越来越高，传统的建筑工程测量不仅耗费人力而且还要消耗大量的时间，数字测量技术的应用可以在最短的时间内对工程范围进行测量，并且可以根据建筑的要求，选择出最佳的匹配方案。从而可以大幅度的提高建筑质量。

2 建筑工程测量中数字技术的应用现状

由于购买仪器资金以及施工技术水平等多方面因素的限制，现阶段我国数字测量技术的实际应用还不是非常广泛，主要应用于一些国家重点建筑当中。充分了解并掌握数字测量技术现阶段的发展现状及其在施工工程中具体的应用效果对于扩大数字化测量技术的应用范围具有重要的现实意义。数字测量技术在我国的起步相对比较晚。但近年来我国建筑事业得到了快速发展，这位数字测量技术的广泛应用提供了有利契机，在建筑工程测量中应用数字技术可以在很大程度上减小施工人员的劳动强度，使得施工效率大大提升，同时测量数据的准确性也大幅度提升。数字测量技术主要依托于计算机，这使得测量数据处理速度得到显著提升，这必然是未来测量事业发展的大趋势。施工图纸是进行建筑施工的基础，其重要性是不言而喻的，在施工过程中只有按照图纸上标记的数据单位来进行施工才能够确保后期建筑施工精度，在施工前期就发生数据测量上的误差，必然会影响到整体建筑施工质量，并且这些前期出现的错误在正式开始施工之后就很难进行改正，所以会对建筑质量、工程进程以及经济收益等都造成较大影响。总而言之，建筑工程测量精度对于建筑施工有着非常重要的影响，而数字测量技术的使用可以显著提升测量精度，进而提升建筑工程的施工质量。

3 数字测量技术在建筑测量中的应用

3.1 在建筑工程测量定位中的应用

对于建筑施工而言，建筑工程定位测量是其中非常重要的环节，定位的精准度对于后续道路管网施工有着最直接的影响，精度高的定位是后续施工顺利进行的前提条件。定位轴线如果不准确便会影响住宅最终建筑面积，那么最终在建筑竣工验收的时候就会出现较大问题。数字测量技术中经常利用GPS三维坐标技术来尽心定位测量，该技术可以全天候且连续的进行高精度工作，通过卫星来来接受高效、实时且精准的测量数据，从而确保了建筑后续工作能够得以顺利进行，防止出现上述问题。

下面简单介绍GPS在施工中的具体应用。GPS技术可以说是给测绘界带来了一场革命。GPS利用载波相位差分技术(RTX)，在观测精度上可以达到厘米级。GPS全球定位系统主要通过空间卫星群以及地面监控系统构成，选点GPS测量测站点之间没有特别的要求，不一定要通视，点位选择较为便捷，图形结构也非常灵活。但是考虑GPS测量的特殊性，其关系到后续的测量，所以选点的时候必须要非常慎重：每点最好与另外一点通视，这在后续测量工作将会用到；点周围高度角15°以上不应该存在障碍物，防止信号被吸收或者遮挡；点位必须要远离高压电线、大功率无线电发射源等，防止信号遭到电磁场的干扰；点位应选在交通方便、视野开阔、易于保存、有利扩展的地方，方便观测使用；完成选点工作之后，根据有关要求埋设标石，同时做好填写点标记工作。观测的时候按照GPS作业调度表中的具体安排来实施观测，采取静态相对定位，时段长度45min，卫星高度角15°，采样间隔10s。同时在3个点上面安装3台接收机天线(整平、对中、定向)，测量气象数据，量取天线高，开机观察，当所有指标全部满足相关要求之后，根据接收机的提示将有关数据输入进去，接收机会进行自动记录，观测者只需要对测量结果做好记录即可。

图2 GPS工作原理

3.2 在数字测图方面的应用

数字测图技术建立在全球定位系统、地理信息系统、摄影测量与遥感以及数字化测绘和地面测量的基础上，可实现自动绘图，人工参与的范围被极大的缩减，这一方面使测绘的准确性提升，一方面保证了测绘的效率，有利的推动了建筑工程测量向自动化、数字化和实时化方向发展。数字化的建筑工程测绘技术利用计算机的模式，可以直接在计算机屏幕上直观生动的展示出建筑工程项目的地形、地貌特征、地籍要素等；在测绘和使用的过程可随时修改、出图，使测绘的现势性优越；可结合建筑工程测量的实际需要，对相关要素进行数据再加工；测绘的成果可直接作为底图，利用计算机进行后续的规划设计，例如某城市地铁站在建设的过程中受不同区域功能的影响，设计中需要结合大量的数据，为提升测图的速度和质量，应用了数字测图技术，使此地铁站在空间、地理位置等方面的数据直接获取，而且结合功能设置自动成图，在成图速度、准确性和图形修改等方面都表现出传统测图技术所无法比拟的优势。

3.3 在竣工和控制测量方面的应用

随着建筑行业的发展，原本应用于矿山测量的数字成像测量技术开始应用到建筑工程测量中，此技术主要是利用计算机对二维影像数据进行高效快捷的分析，进而结合分析结果对建筑自身的水平位移、倾斜角度、沉降等可能威胁建筑工程使用寿命和实用功能的因素的发生程度进行判断，所以将其应用于建筑工程变形监测中对提升建筑工程变型测量的准确性和效率，例如上海某高层建筑在建成并投入使用5年时间后，为保证其整体使用性能，2014年对其进行了数字成像测量，结果显示其向南倾斜7度，为避免其继续倾斜，针对其进行了基础维护，可见数字成像测量技术相比传统测量技术测量准确、便捷，更适合大规模建筑应用，对保证建筑工程的使用性能和安全性等方面都具有重要意义，应在此方面推广应用。

3.4 在监测建筑变形中的应用

矿山测量是最早应用数字成像测量技术的，因为数字成像测量技术的优势，所以科研人员将其不断改进和完善，逐渐在建筑工程的变形监测中起到了重要的作用，通过提取被测建筑物的二维影像数据和建筑工程的变形参数能在计算机系统中迅速分析出建筑工程的沉降程度和水平位移，客观的评价了建筑工程的变形程度，在建筑工程的变形监测中应用了数字成像测量技术之后，建筑变形监测的准确性和工作效率都得到极大提高，对建筑工程的安全使用进行实时监测。

3.5 在数据精测测量中的应用

数字化测量技术在建筑过程中应更加广阔，数字化测量技术所获得的精准数据成了现代工程最重要的计算方式，它也在为建筑施工发挥着高效作用。综上所述，数字测量技术的广泛应用让我国的建筑工程质量得到了很大保障，同时它精准的测量结果也让建筑相关企业在市场中占据了一定地位。数字化测量技术的高效性和准确性以及它的便捷性也见证着一线测量人员的技术和耐心，不得不说，数字化测量技术在未来的建筑行业里的地位会越来越高，它是未来建筑工程测量技术发展的主要动力。值得注意的是，虽然数字化测量技术应用起来比较方便，但对技术操作人员的综合素质和专业水平也是有一定要求的。因此，建筑相关企业也需要定期对技术操作人员进行技术上的培训，让他们可以更好地掌握数字测量的方法并提高自身的工作质量。

4 未来应用的趋势

数字化测量技术起初建立在传统光学和机械原理的基础上，随着相关技术的不断深化，其开始向微电子、智能化方向深化，通过对数字化测量机械相关数据的预先设定，数字化测量技术可以通过机械实现相对简单的测量任务，特别是信息化、精细化相关技术的应用，使其能够有效的提升建筑工程测量的整体效率，建筑工程项目全生命周期内都需要建筑工程测量提供数据支持，而数字化检测技术可结合测量项目的实际需要，设置针对性的参数，应用存在差异的设备，使建筑工程测量更加人性化。未来数字测量技术需要在加深自动化和精确化的同时向便携化、一体化、智能化方向发展，以便更理想的为建筑工程测量提供服务。

综上所述，从上文的分析中可以看出，建筑工程测量工作中数字测量技术已经获得了较多的应用，该技术的成功应用获得了测量单位、施工单位以及一线测量人员的广泛好评。由于该项技术具备高效性、便捷性以及高准确性等多种优点，未来数字测量技术必然会在建筑工程测量中发挥更加重要的作用，是未来建筑工程测量技术发展的必然方向。但是需要说明的是，数字测量技术对于操作人员的要求非常高，因此，相关操作人员必须要不断提升自身综合素质，只有这样才可以不断扩大数字测量技术的应用。

[1] 龚逸. 数字测量技术在建筑工程测量中的应用[J]. 数字技术与应用，2011，02：60.

[2] 谭丽娜. 浅析数字测量技术在建筑测量中的应用[J]. 科技致富向导，2015，06：211.

[3] 何日荣. 关于数字测量技术在建筑测量中的应用研究[J]. 现代职业教育，2016，11：168.