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摘要: 工程测绘测量技术在社会建设的过程中有着广泛的应用，在进行工程测绘与测量的过程中，根据工程的实际情况选择恰当的测量技术，能够更好的保证测量结果的质量，从而为工程的建设提供充足的依据。在科学技术高速发展的今天，传统的房屋工程测绘方法已经逐渐显示出了很多弊端，因此，将GPS技术应用到了房屋工程测绘中，成为当前施工中测量的主要手段。本文主要介绍了GPS技术的基本原理，特点，及在房屋工程测绘中的作用，并进一步阐述了GPS技术在在房屋工程测绘中的应用。
关键词: 房屋工程； GPS技术； 工程测绘
各城市由于城市规模和应用习惯不同,目前常用的是1:1000的航测地形图和1:500的实测地形图(全站仪数据采集成图)。1:1000的航测地形图主要用于建设用地规划管理阶段在项目选址时对拟选用地的现状情况和周边环境进行分析,初步确定拟选地点的具体位置、范围。1:500的实测地形图在建设用地规划管理阶段主要有3个方面的用途,一是绘制道路红线、河道蓝线、绿化绿线等规划控制线,做为规划设计要点的重要组成,二是根据土地出让(划拨、征用)协议和勘测定界成果报告书绘制用地红线,三是审查项目的详细规划方案与邻近的用地、建筑物(构筑物)、管线等是相关法规、规范的技术要求。在建设工程规划管理阶段,1:500的实测地形图主要用于根据批准的详细规划方案和建筑设计施工图绘制建筑定位红线图。基于房屋工程测绘通过房产图形绘制,定义结构项计算面积,处理复杂的分摊运算,地籍图修图,双数据三级审查,结果数据备份入库,生成房屋成果报告书这一系列的操作,完成房屋工程测绘及成果输出,为房产确权发证提供了数据支持,而且同时建立健全了基于GPS的房产空间数据库。
一、房屋工程测绘概述
工程测绘按设备手段不同,分为普通测绘法(地面法)、航测法和综合法;按工程原图的成图方法,分为解析法、部分解析法和图解法;按基本图件的可用性,分为工程修测、补测与全测。工程测绘的内容包括:工程平面控制测绘(在工程测绘区内,依据国家等级控制点选择若干控制点,逐级测算其平面位置的过程),工程细部测绘(在工程平面控制点的基础上,测定工程要素及附属地物的位置,并按确定比例尺标绘在图纸上的测绘工作),工程原图绘制,面积量算与汇总统计,成果的检查与验收。工程测绘必须以土地权属调查为先导,在工程调查表及宗地草图的基础上进行,其成果是土地登记的依据。现代工程测绘区别于传统工程测绘的显著标志,在于工程数据的获取、处理和工程测绘资料的管理方面,普遍采用计算机支持的现代化仪器设备,以求得较高程度的自动化。工程测绘和权属调查有着密切联系,但也存在着质的区别。前者主要是遵循规定的法律程序,根据有关政策,利用行政手段,确定界址点和权属界线的行政性工作;后者则主要是将工程要素按一定比例尺和图示汇于图上的技术性工作。
1.房屋定位放线
房屋定位放线是过测绘的技术方法将房屋的底层外边线按房屋定位红线进行实地测放,是将前期一系列规划管理的工作成果落实到实地的过程。房屋定位放线关系到规划成果是否能够精确地落实到规划红线图所介定的实际位置上来,以保证规划的严肃性,同时也关系着建设项目的业主自身以及与其相邻的单位或个人的切身利益。房屋定位放线一般采用解析法,用全站仪进行放线操作,全站仪具有自动计算功能,不需要手工计算,减少了人为误差,工作效率和放线精度大大提高。首先,根据地形图上的测图控制点标志到实地找出点的位置;其次在红线图上捕捉出每个要放设的建筑点位和控制点的坐标,并输入有自动计算和贮存功能的全站仪内,然后在现场坐标放线(打桩)。放线结束后,立即根据红线图对放设的桩位的准确性进行检查,检查方法有两种:一是用全站仪对所放设的点位和周围固定参照物进行坐标测量,用测得的坐标和红线图上的各点的坐标进行对比;二是用钢尺量出放设点位到周围固定参照物的相对尺寸,用量得尺寸和红线图上的尺寸进行比对。
2.试放线
试放线是指在规划地块内对规划设计有直接重大影响的关键地物的位置进行高精度测定,然后据此来设计、定位该地块内的各种建筑物。试放线的技术方法和建筑定位放线大体相同。由于地形图总是会存在误差,房屋在现场放线定位时与相邻房屋、用地等间距与定位红线图不完全一致,在实践过程中,最大误差超过了1米。结果导致规划许可的房屋与相邻房屋的日照、消防间距或者退让规划控制线的距离不足,必须重新调整建筑定位红线,甚至修改规划设计方案和建筑设计施工图,严重影响建设项目的正常进行,在建筑密集的旧城改造地段这种情况尤为突出。有鉴于此,对于房屋密集、用地紧张的地段以及周边关系较为敏感的项目,在修建性详细规划许可前进行试放线,对规划房屋的平面尺寸和房屋高度等方面是否符合技术要求进行实地校核。同时与规划公示制度相结合,了解拟批项目与周边相邻地段可能存在的矛盾,先行介入协调,并据此对详细规划方案进行适当调整,提前解决各方面的矛盾和问题,确保建设项目的正常进行。
3.竣工测量
竣工测量是对已竣工的房屋验收测量,包括施测房屋坐标及平面位置关系和计算验收房屋的占地面积等。竣工测量的测绘成果主要包括建(构)筑物和绿化、道路、管线等各类配套工程的位置、标高等内容。竣工验收测量报告是判定建设项目规划验收是否合格的重要依据。同时,测绘单位将竣工测绘成果的电子文件报送管理部门,规划管理部门据此对1:1000的航测地形图进行动态更新,保持数字地形图的现势性。实践表明,经过动态更新的航测地形图能够满足城市总体规划、分区规划、控制性详细规划、各项专业规划以及项目选址、可行性研究阶段对现状地形图的技术要求。竣工测量延长了航测地形图的使用年限,节约测绘经费,提高了日常规划工作的效率,取得良好效果。
二、GPS在房屋工程测绘中的应用
高精度的GPS测绘能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果,并达到厘米级精度。基准站通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站。流动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据,还要采集GPS观测数据,并在系统内组成差分观测值进行实时处理,同时给出厘米级定位结果,历时不到1s。流动站可处于静止状态,也可处于运动状态;可在固定点上先进行初始化后再进入动态作业,也可在动态条件下直接开机,并在动态环境下完成周模糊度的搜索求解。在整周末知数解固定后,即可进行每个历元的实时处理,只要能保持四颗以上卫星相位观测值的跟踪和必要的几何图形,则流动站可随时给出厘米级定位结果。其作业的方法是在已知点上设置GPS接收机一台(即基准站),正确输入坐标、转换参数等数据,启动基准站。一至多台GPS接收机在若干个待测点上设置(即流动站),正确输入和基准站一样的转换参数等数据。接收到来自基准站的数据后,流动站自动求解整周模糊度(即初始化)。初始化成功后,可实时求解出厘米级的流动站的位置。
1.GPS可以控制网点的精度和密度
工程测绘的首要任务是对全测区的控制测绘,它是测绘工程图件和数据采集的基础,而工程控制网点的精度和密度主要是为满足测绘土地权属范围的特征点,即界址点服务。GPS工程网可按测区范围和先后次序分基本网和加密网两类。由于城镇地区界址点密度较大,故在保证网点的点位精度条件下,控制点密度力求增大到便于测定界址点,必要时在GPS网下再加密一级图根导线,便于能直接从图根点测定界址点。GPS各边比常规网边长变化幅度大并且长短边结合灵活方便,因此,各级网可视需要分期布设,也可一次性混合布设到需要的密度。
2.GPS在房屋工程细部测绘中可以提高精确度
工程细部测绘是工程调查不可分割的组成部分,目的是测定每宗房屋土地的权属界址点、线、位置、形状、数量等。在工程调查中,利用GPS技术可以在城镇街坊外围界址点及街坊内明显的界址点间距误差缩小到10cm,城镇街坊内部隐蔽界址点及村庄内部界址点间距误差达到15cm。
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3.GPS技术在房屋建设用地的土地勘测重要应用广泛
GPS技术即实时动态测绘系统,是GPS测绘技术与数据传输技术的结合。通过使用这种技术可实时地判定解算结果是否成功,从而减少冗余观测绘,缩短观测时间。土地勘测定界是实地确定土地使用界线范围,测定界桩位置,测绘使用界线范围内各类土地面积并计算用地面积等测绘技术工作,它为各级政府的国土资源部门审批土地、工程管理提供依据和基础资料。房屋建设用地勘测定界的工作程序为:审查用地文件及有关图件→现场踏勘→图上红线设计→实地放样→复核测绘→面积量算→绘制建设用地界图→填绘建设用地管理图→资料整理→归档,经反复实地踏勘、图上设计、权属调查后制定放样数据。
4.GPS技术在房屋地形测图中应用广泛
地形测图一般是首先根据控制点加密图根控制点,然后在图根控制点上用经纬仪测图法或平板仪测图法测绘地形图。近几年发展到用全球仪和电子手簿采用地物编码的方法,利用测图软件测绘地形图。但都要求测站点与被测的周围地物地貌等碎部点之间通视,而且至少要求2-3人操作。进行测图时,仅需一人背着仪器在要测的碎部点上呆上一、二秒钟并同时输入特征编码,通过电子手簿或便携微机记录,在点位精度合乎要求的情况下,把一个区域内的房屋地形地物点位测定后回到室内或在野外,由专业测图软件可以输出所要求的地形图,大大提高了工作效率。
三、结束语
工程测绘是一项系统工程,要从多用途角度出发,在满足工程管理本身的前提下做到一图多用,提高其经济价值和社会价值。能够满足测绘制图、图属一体化存储和信息入库的测绘业务系统,必须采用GPS的思路和方法进行测绘系统的设计和开发,将测绘结果的图形(包括房屋、结构、分摊等)与存于数据库中的属性信息相连接,同时根据实际作业,工程测绘最好采取一步到位技术方案,即权属调查与工程测绘同时展开。在工程测绘的各个环节中,灵活应用GPS技术,不仅可以提高精度,还可以减小工作量,提高工作效率。通过使用这种技术可实时地判定解算结果是否成功,从而减少冗余观测绘,缩短观测时间,大大提高工作效率。
参考文献:
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[2]罗满建等.RTK测绘精度检定方法探讨[J].测绘通报,2004,(12)
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3.工程测绘数字化分析。现代测绘技术和测量仪器向数字化、电子化和自动化方向发展，已经超越了传统的测绘方式。数字化测绘技术是通过计算机的模拟，在PC机上直接反映出地形、地貌等我们所想得到的数据或者图像，特别是当一个地区需要用到数字地形图但是受到经费或者时间等原因的限制时，这种测绘方法的优势就被充分体现出来。因为这种技术能够充分利用现有的地形，而仅仅需要PC机、数字化仪器或者绘图仪和扫描仪再加上数字化的软件就可以实现工作的目的，更可贵的是，可以在短时间内获取到数字化的成果。总而言之，数字化测绘技术具有劳动强度小，方便、精度高和便于管理应用等优点，在工程测绘中得到广泛的应用。
4.工程测量中的遥感（RS）技术。遥感技术已经得到了普及，之所以普及的如此迅速，因为它能够实现大面积同步观测，具有很强的时效性和经济性等优势。目前，高分辨率的遥感卫星成为了对地观测获取地理信息的重要手段。遥感技术可以获取到各种比例的地形图，可以为工程测量中快速的提供基本地形图、地籍图等，十分便利。
四、工程测量新技术发展方向及其应用分析
经济的发展带动测绘技术的快速发展，现代化的工程测绘技术正向着内外一体化、智能化、测量过程的可控化、测量成果的数字化、测量信息的可视化、数据获取和处理的自动化、测量信息共享数据库的方向发展。它的目的主要是为提高工程测量的工作效率和测量数据的精确度，方便工程的施工。测绘技术的快速更新也要求我国有关部分和企业加强测量人员的培养，使有关人才及时了解新的测量技术，使工程测量顺利进行。
五、测绘技术在工程测量应用中的改进建议
（一）测绘技术的水下数据获取
到目前为止，还没有一种设备或者技术可以实行水下数据的获取的，虽然可以使用RTK（即实时动态差分法，这是一种新的常用的GPS测量方法，以前的静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度）加上测探仪通过一系列的组合，一起进行数据的获取。或者运用GPS和导航软件对被测量的船只进行有效的定位，指导这辆测量船在指定的测量断面上航行，然后使用导航软件每个一段时间对水深的数据进行自动的记录，并且对这些数据进行有效的验证潮位然后输出，再结合RTK所测量出来的平面坐标，最后就得出了水下的数据。可是这些方法都是通过侧面，旁敲侧击的方法得到的数据，毕竟不是用直接的方法得到的，这些数据并不是准确的、有效的。因此，我们建议要依随着我国科技的进步，大胆创新、勇于探索、努力实践的方式进可能的实现、创造出可直接对水下数据进行获取的测绘技术。
（二）测绘技术的实时性
目前我国通过TCP-COM是可以实现远距离的RTK作业，并且在服务器可以看到这些数据的流通和传输。但是从内业的电脑直接获取的数据只能后处理，本来实时性的最终目的就是要不断的、有效的增加测绘技术在有线或者无线的网络应用。因此，我们建议在对于测绘技术的实时性，我们应该不断增强内业电脑的实用性、准确性、快捷性、及时性等，只有将内业电脑的性能增强到和其它仪器性能的同步，我们才能更有效的、及时的、准确的从中得到可靠性的数据。
（三）测绘技术中的地下数据获取
目前，我国的测绘技术对于地下数据的获取都只停留在使用平面控制测量技术进行数据获取，可是平面控制测量技术队与地下数据的获取只能是表面的、不够准确的。因此，我们在使用平面控制测量技术之前，应先用支导线进行导线计算，然后根据被测量物的形态，进行各方面的精度设计，以此来保证被测量物的数据、精度的准确。然后选择有效的、经济的测量设备和测量的方案，并根据被测量物的平面图和被测量物需实施的时间和测量的环境，将这些所有关键点都体现在被测量物的平面图上，最后才能进行有效的、准确的实现地下的数据获取。
六、结语
传统测绘技术在建筑工程测量领域发挥了重要的作用，为建筑工程建设提供了重要的数据资料。 随着科学技术的不断发展，电子计算机、 网络技术的运用我国测量技术取得进一步的发展，测量更加精准 、测量范围也不断扩展 。此外，地理信息系统、 全球卫星定位系统以及影像测量技术在测量领域的运用，促进了现代测量技术的自动化与数字化发展，极大地满足了现代工程测量的需求。
参考文献:
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[2] MAPGIS地理信息系统开发手册[Z]. 武汉:武汉中地信息工程有限公司,2000
[3]马琳， 魏志寰． 浅谈测绘技术在工程测量中的应用[J]． 中国科技纵横， 2010， （17） ．
论文作者:梁秀珍
论文发表刊物:《建筑细部》2019年第3期
论文发表时间:2019/9/9
标签：测量论文; 工程论文; 技术论文; 房屋论文; 地形图论文; 数据论文; 界址论文; 《建筑细部》2019年第3期论文;