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探讨规划竣工测量的方法及技术

2020-10-24 193 上传者：管理员

摘要：随着城市化进程的推进，城市规划愈发重要。规划竣工测量是城市建设对城市规划意图落实的体现。规划竣工测量的结果直接影响规划竣工验收的结论，能够保证规划竣工测量高精度、高效率地进行的方法和技术非常重要。本文介绍了规划竣工测量常用的方法以及有待推广的几种测量技术方法的特点，以期能够对规划竣工测量工作有所帮助。

关键词：
CORS技术
三维激光扫描技术
单基站RTK技术
无人机倾斜摄影技术
测绘学
测量工作
规划竣工测量
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目前我国的城市化进程正在处于一个稳定推进的状态，继续大力稳妥地推进我国的城市化进程，是我国现阶段的主要任务。城市化过程中制订科学合理的城市规划越来越重要。科学合理的城市规划能够保证资源充分有效利用，保证城市空间更加高效科学的利用，从而产生更加明显的经济效益、社会效益。建设工程需要严格执行城市规划意图，这样才能保证科学合理的城市规划落实到实处。建筑工程规划竣工验收是城市建设过程中科学合理的城市规划意图落实到实处的真实记录。建筑工程规划测量是建筑工程规划竣工验收的具体手段。建筑工程完成主体建设之后即可进行规划竣工验收。建设工程规划竣工验收主要是对工业建筑、民用建筑、建筑的附属设施、地下管线、地下建(构)筑物等的红线范围、高度、绿化范围，停车场面积等是否符合规划条件进行验收，是工程验收的先决条件，是建筑工程落实了规划意图的体现[1]。精确而又高效地进行建筑工程规划竣工测量是规划竣工验收的前提。

1、规划竣工测量的老方法

建筑工程规划竣工测量分为两个步骤:一是对控制点坐标高程进行测量;二是对细部点坐标高程测量[2]。建筑工程规划竣工测量内容主要分为:1)对建筑物及其附属建筑物在水平面的投影面积包括建筑的基底面积，建筑工程附属建筑的基底面积，附属的泵房、机房等功能建筑的基底占地面积，建筑的阳台面积等进行测量;2)建筑在铅垂面的高程包括建筑的外立面高度、建筑的层高、附属建筑的高度、功能性建筑的高度等进行测量。在测量过程中遵循先控制测量、后细部点测量的顺序。

1.1控制测量

建筑工程规划竣工测量的控制测量是对已完建筑工程包含民用建筑、工业建筑及其配套附属设施、功能设施的控制点进行测量。目前常用的平面控制测量的方法主要有:1)导线测量的方法;2)静态GPS测量的方法;3)单基站RTK测量的方法。导线测量需要大量的测绘工作人员携带平板仪、经纬仪进行操作，测绘过程中要求测站之间通视，测站之间距离不能过大，测站点数量不能过多等。同样，静态GPS测量也需要大量的作业人员携带大量仪器布设足够多的测站点，这两种方式作业时间长，测量结果误差大，人工器材费用高，因此，目前传统方法多采用单基站RTK测量的方法。

RTK(Real-timekinematic，实时动态)实质是载波相位差分技术，是一种新型常用卫星定位测量，可以应用GPS卫星或者北斗卫星，能够做到实时地得到厘米级定位精度的定位结果[3]。相比于传统导线测量方法、静态GPS测量方法费工费时、要求点间通视、精度分布不均匀、不能实时知道定位精度等劣势，采用单基站RTK测量方法来进行控制测量，能够做到节省人工和测绘时间，提高测绘效率，不需要站点之间通视，流动站位置灵活，可以架设在任何需要知道坐标的位置，对于规划竣工测量这种在城市建筑工程施工场地内的开阔地带的测量来讲，测量精度能够始终保持在厘米级精度，数据稳定精确。测一个控制点在几分钟甚至几秒钟内就可完成，大大提高了作业效率，减轻了工作强度、节省了费用。

RTK测量分为单基站RTK和网络RTK两种测量方式。网络RTK技术需要做基站网配合使用，有一定的局限性，本文主要介绍单基站RTK技术。单基站RTK测量采用一个基准站和一个流动站组合完成测量。基准站配有GPS接收机、主机、电台。GPS接收机接收GPS卫星数据，并将其接收到的GPS数据经过主机差分解算后通过电台，发送给观测站，在观测站的GPS接收机能够同时接收到基准站发送的观测数据以及流动站接收到的GPS信号，然后得到流动站观测点坐标数据。三维空间坐标理论上需要3颗卫星发送的数据，但是实际上由于技术原因，使用RTK测定坐标时需要5颗卫星发送的数据[4]。并且要求卫星观测数据信号发送稳定[5]。

1.2高度测量

建筑物的高度测量、建筑物的层高测量、建筑物门窗高度测量、建筑物的日照测量、建筑物与周围建筑的关系等都需要测量高度。建筑物高度的测量方法有三角测量法和前方交会法。可以采用钢尺、测距仪直接测量、采用全站仪测量高度。测量门窗高度测量建筑物层高等室内测量是采用钢尺或者激光测距仪，灵活方便、快捷;测量建筑物高度，测量建筑物与周边建筑物的位置关系等室外高度测量时宜采用全站仪，测量数据精度高、测量作业效率高。进行测量作业时，每组测量需要采集两次测量数据，取两次测量数据的平均值。采集测量数据时，需要在多个测站进行多组重复测量，消除偶然误差和系统误差。

1.3面积测量

房屋建筑面积指房屋外墙(含外凸柱)勒脚以上各层的外围水平投影面积，包括阳台、挑廊、地下室、室外楼梯等。除此之外建筑物附属的停车位(场)面积、建筑物附属功能房面积、建筑物配套绿地面积、按要求建设的市政公共设施占地面积等都需要进行面积测量。面积测量可以采用几何法，即采用钢尺测距仪等丈量出投影几何图形的边长进行计算。几何法精度差，效率低，现代测量基本不采用此方法。现行面积测量的常用方法主要为坐标法。坐标法是指在建筑物及其附属设施的边界、拐点等采用RTK或全站仪测量相对应的坐标。利用测得相对应的边界、拐点坐标计算面积。用上述两种技术手段测得的坐标可以导入到系统中或者相对应的软件中，进行计算机处理，面积计算自动化程度高、误差小、精度高、效率高。

2、新技术在规划竣工测量中的应用

城市化进程加快，城市建设发展速度加快，国民经济发展迅速，全国各地地标建筑不断涌现，曲面异形建筑、薄壳建筑、多桁架建筑等具有非常规建筑轮廓、复杂建筑形式、非常规建筑工艺的异形建筑不断增多。此类打破传统的建筑形式，突破传统建筑工艺的建筑，在进行规划竣工测量时，需要测量结果更加准确可靠。只依靠传统测量模式很难顺利快速有效地完成竣工测量工作，给测绘工作带来巨大挑战。与此同时伴随着经济的发展，科学技术手段也日新月异，测绘技术、测绘方法更加信息化、智能化。科技的进步、测绘新技术的应用，为测量工作贡献了新手段、新方法，使建筑工程规划竣工数据获取的方向朝着高精度、更便捷、可视化、更安全的方向发展。本文主要介绍近几年发展势头相对迅猛的3种高新测绘技术。

2.1CORS技术在规划竣工测量中的应用研究

CORS系统是应用网络RTK技术的连续运行卫星服务系统。CORS具有实时化、定位规模化和动态化趋势，CORS基站的建设和连续运行，在城市中形成了一个永久控制点的RTK基站网络。CORS基站取代测量标志，从而省去了标志的修建和维护。CORS网络的建立改变了传统RTK测量作业方式，无须架设参考站，单机作业、作业范围大、操作灵活、数据误差小，为数字化城市建设提供了测量基础。

应用CORS网络进行规划竣工测量的原理是通过城市内大量的CORS基准站构成的基准站网实现短距离网络RTK测量，获得高精度的定位结果。

2.2三维激光扫描技术在规划竣工测量中的应用研究

三维激光扫描技术又称实景复制技术。三维激光扫描仪的本质是基于激光测距原理。只是激光的发射方式、内置棱镜个数、计时方式、数据处理软件方面各有差异。激光扫描仪的主要构造是由一台高速精确的激光测距仪，配备一组用来引导激光束且以均匀角速度扫描的反射棱镜。被引导激光束的激光测距仪可以测得每一个扫描点的测站至扫描点的斜距，激光扫描仪内置的罗盘可以测得扫描的水平角和铅锤方向角，经过内置软件的计算从而得到扫描点与测站的三维空间坐标。由于已知测站的空间坐标，所以每一个扫描点的三维坐标均可以确定[6]。

利用三维激光扫描仪做地形测量，能够高效快速准确地为测量工作人员提供被测量物体的三维真彩点云数据。从数据采集到数据处理及地形图的绘制，在工作效率及工作安全性上都得到了很大的提高，为地形测量工作带来了新的起点和突破。三维激光扫描技术的测绘数据需简单处理即可使用，导入制图软件自动成图，提高了测图效率。且接触式的测量方式，使得相当多的行业和领域以及环境均可以使用此项技术。若与空间空位技术结合将有更多可能性。目前，三维激光扫描技术作为发展迅猛的新技术，必定会在诸多领域得到更深入而广泛的应用。

2.3无人机倾斜摄影测量技术在规划竣工测量中的应用研究

无人机倾斜摄影技术是结合无人机飞行平台搭载的GPS/IM系统，获取地面物体较为完整准确的信息，包括SPO数据和像控点数据，经过相关软件处理获取点云数据、数字正摄影像和三维模型[7]。无人机可以预设航线，在作业区域上空自动作业采集数据，采集完数据后可导入GIS系统，一键生成点云及三维模型数据，并据此进行空间距离、体积的测量，以及进行斜面等不规则堆体面积的测量。无人机倾斜摄影测量系统具有升空准备时间短、操作控制较容易、不要求专用起降场地、运行成本低、影像分辨率高、受云雾等天气条件影响较小等特点[8]。

无人机倾斜摄影测量技术的优势明显，首先，无人机体积小、重量轻，便于携带、操作、维修，中国是无人机生产大国，无人机零件均为标准件，维修更换方便，成本低;其次，无人机飞行区域可以预设，测量过程高度自动化，人工操作简单;最后，无人机摄影测量技术分辨率高、精度高、效率高，可节省人工、时间、费用。

3、结束语

建筑工程规划竣工验收是考察建筑工程落实规划意图的成果，规划竣工测量的测量结果完全影响着验收结论。快速准确地得到真实的规划竣工测量数据是测绘工作者的工作内容之一。测量的手段和方法尤其重要，测绘工作也需要伴随着科技的进步取得发展。本文介绍了RTK技术、CORS网络RTK技术、三维激光扫描技术、无人机倾斜摄影技术。几种技术共同点就是方便、快捷、数据精度高、不需要投入大量的人力和物力。这也是测绘工作发展的必然趋势。

参考文献：

[1]曹建中,张贤伟,张宏玲.常用城市建筑竣工测量方法探讨[J].专业技术论坛,2015(2):128.

[2]张太茂.城市规划中规划竣工测量的作用[J].地质·勘察·测绘,2018(10):225-226.

[3]朱赞,甘淑,袁希平,等.实景复制技术对岩溶区公路滑坡要素提取[J].测绘科学,2019,44(8):1-9.

[4]屈文毅,岳志斌.建筑工程规划验收竣工测量关键工艺分析[J].安全质量,2017(12):116-117.

[5]杨飞燕.建筑工程规划验收竣工测量工艺研究[J].地质·勘察·测绘,2019(8):1-9.

[6]陈静冰.浅谈建筑物规划验收竣工测量方法与资料整理[J].建筑节能,2017(11):125-128.

[7]赵若鹏.测绘新技术在建筑工程规划竣工测量中的应用研究[D].武汉:湖北工业大学,2018.

陶旭,郑贤泽,张国峰.建筑工程规划竣工测量技术与方法剖析[J].测绘与空间地理信息,2020(10):198-200.