基于MS60的BIM模型放样方法研究

邓明镜，黄海阔，李昌义，蒲小聪

(1.重庆交通大学，重庆 400074； 2.中国五冶集团，四川 成都 610063)

1 工程概况

重庆仙桃国际数据谷是为适应全球大数据和智能硬件产业快速崛起，致力于培育发展前沿产业，构建具有国际竞争力的创新生态圈而诞生的大数据产业园区，规划建筑面积160万平方米。园区内办公楼宇占地80万平方米，本文选择仙桃谷数据库工程中商务办公楼宇一期五标段二号楼作为研究对象。

该楼宇施工点位放样全程应用BIM技术和MS60全站仪，测量员在现场将BIM模型成果直接利用MS60进行放样，计算过程完全自动化，实现智能、高效、快速的施工放样，商务办公楼BIM模型如图1所示。

图1 商务办公楼BIM模型

2 工艺原理

基于BIM的施工放样技术利用基于BIM的智能放样软件调用智能全站仪的通信接口，通过Wi-Fi连接，实现对智能全站仪的遥控操作，并通过二次开发实现了虚拟现实交互功能，为施工BIM应用提供了一个结合BIM模型成果和放样生产操作的平台，帮助测量员在现场直接利用BIM模型成果进行测量放样，计算工作完全自动化，施工放样流程如图2所示。

图2 施工放样流程图

3 基于MS60的BIM模型放样

3.1 数据预处理

由于BIM模型的数据量太大，而放样所需要的数据只占了模型信息的一部分，所以对放样数据进行预处理，选取所需放样部分之外的区域，在视图中隐藏不需要的图元。将预处理中提取出来的数据导出，格式为DXF，如图3所示。注意导出为DXF文件时选择“仅输出当前视图图元”。为了将模型在移动端上显示，真正实现无图纸放样，需要将模型输出交换为IFC格式，附着在项目上，用来作为参考底图使用。

图3 导出DXF文件

3.2 放样点提取

放样点的提取通常使用两种方法，一是Leica Building Link插件进行放样点数据选取，另一种是Infinity软件选取放样点。这里使用Infinity软件选取放样点。

新建一个项目，并将IFC格式的数据导入Infinity软件中，如图4所示，IFC格式作为BIM数据的标准交换格式能够被Infinity读取，并且Infinity能够对其不同族的数据进行显示或隐藏(此功能在Infinity BIM浏览器中)，如图5所示。

图4 导入IFC文件

图5 隐藏放样点外的图元

BIM浏览器可以将除需放样点所属族以外的图元隐藏，并且在“要素”选项卡下的“新建”命令中选择新建点或线。将图元进行放大显示后，在需要放样点的位置处进行选取并且命名点，一般的Infinity会自动识别边界点，在新建点之后，Infinity软件主界面左侧的库选项卡下就会显示相应的点位信息，可点选进行查看。选中所创建的放样点，选择“LandXML”格式导出即可，如图6所示。

图6 导出放样点数据

3.3 数据导入MS60

在放样前需确认MS60上安装有Leica Captivate外业软件。

在之前的数据预处理部分我们将所需放样的楼层数据导出为DXF格式文件，此时需要使用此文件作为参考底图放置在SD卡的Data文件夹下。在MS60中新建一个项目，在项目属性窗口内选择CAD文件，如图7所示，选取对应的数据文件，将DXF文件的单位调整为同模型一致。

将提取放样点数据导出的XML格式文件放在SD卡的Data文件夹下，导入XML数据，如图8所示。

图7 添加CAD文件

图8 导入XML数据

3.4 现场放样

(1)设站

在已知点处架设三脚架，通过固定螺旋将MS60固定在三脚架上，打开仪器电源，通过对中激光进行仪器粗略对中及粗略整平，按下自动整平按钮，进行精确整平。此时稍微松开仪器固定螺旋，平移仪器使其精确对中，完成仪器的对中整平。

输入MS60的高度和棱镜高度，直接输入第一个已知点的坐标，即可完成第一个已知点坐标添加。输入完第1个已知点坐标后，将棱镜移动到已知点真实的位置，采集该点坐标，结束照准。如果采集点有问题，可删除该点。保证仪器与棱镜在整个过程中都保持正常工作状态。同样方法添加第2个已知点坐标，输入棱镜高度并将其移动至正确位置，采集该点坐标完成照准。若满足误差值小于限差值，则设站成功，返回设站点坐标和水平与高度误差；否则提示“误差过大重新设站”。

(2)放样

进入机载放样程序Leica Captivate外业软件中，在Leica Captivate中可以看到导入仪器中的建筑模型，在左侧的点号框中选择需要放样的点，如图9所示，点击键盘上的“fn”-“工具”-“TS转向三维点”，如图10所示，仪器就会自动转向放样点所在的位置，通过手簿上直观的方位显示，可以快速找到放样点的具体位置，如果一个点放样完成，测量机器人能迅速找到下一个最近的点继续放样，直到放样全部完成。

3.5 成果输出

放样完成后，可进行测量成果的导出，方便测量成果的后续应用及填写验收表等工作。

图9 选取放样点

图10 TS转向三维点

4 结 论

国内的BIM技术发展时间太短，很多技术都在发展阶段。对于小型建筑，信息量小而简单，传统方法放样就能很好解决，使用BIM模型会增加额外不必要的成本。对于大型建筑，多数单位为避免昂贵的仪器费用，宁愿选择价格较为低廉的设备，造成了国内施工测量人员的技术跟不上国际潮流，容易造成行业落后。通过基于MS60的BIM模型放样方法在重庆市仙桃谷一期五标段二号楼的实际应用，充分发挥和展示了BIM在工程应用中的高效便捷。

(1)传统施工放样过程中，使用的是坐标，是一串数字，放样不直观，放样点之间的几何关系和相对位置不清楚。而用装有基于BIM技术的智能软件，直观显示BIM模型，可直接从BIM模型获取放样数据进行放样，简单直观。

(2)BIM技术和MS60全站仪的结合，大大减少了人工计算的过程，避免人为输入数据错误情况的发生，提高了放样的效率和精度。