結合實際工程談街道立面圖測量方法

董　升

(北京三友宇天測繪有限公司，北京　100041)

隨著社會發展，人們對城市形象的要求不斷提高，功能性城市逐步向功能性與景觀性城市融合發展，打造美觀、和諧、宜居、舒適的街面及綠地景觀成為各城市的需要。為配合城市景觀改造，需對城市進行建筑立面粉飾美化、圍墻改造、違建拆除、商鋪牌匾門頭統一整治及地面鋪裝美化、市政設施美化、綠地改擴建、道路拓寬等工程，因此街道立面測量，成為工程前期需要，也是改造工程量預、結算的依據。

1　工程概況

石景山區精品街立面測量測區位于北京市石景山區，測區主要為城市道路或老舊街區，地形平坦、沿路方向通視良好，但道路兩側有行道樹，且停放機動車輛較多，對立面測量有較大影響。街道兩側樓體形狀各異，底商牌匾密布且大小不同、高低、凹凸、縱橫排列，立面測量所測內容細節多、難度大。立面測量內容主要包括：測繪沿街巷分布建筑物和構筑物立面承載內容的尺寸、空間位置關系、文字信息等，生成街道(巷)立面圖。

2　精度要求

根據后續立面粉飾美化、圍墻改造、違建拆除、商鋪牌匾門頭統一整治等工作的需要，結合設計人員工作需求，本次立面測量精度參照房產測繪要求，房產面積精度為三級，界址點精度為二級。具體要求見表1。

表1　房產面積精度及界址點精度要求

3　技術準備

3.1　資料準備

1)石景山區遙感影像圖。2)1∶500 CAD圖：平面圖。

3.2　編制作業草圖

1)根據甲方及設計要求的測繪四至范圍進行作業片區劃分，以便提高分組作業效率；2)按測區打印工作底圖并進行編號；3)根據片區實際情況，調整作業草圖尺寸，打印作業草圖。

4　立面外業數據采集

外業數據采集主要采用全站儀、激光測距儀配合鋼卷尺的全野外數據采集方式，對于測距不通視或者難于測量的部分區域、位置嘗試采用先進的測繪科學技術如激光三維掃描方式采集數據。

4.1　激光測距儀配合鋼卷尺方式

基于房產測量的外業采集經驗，利用激光測距儀(鋼卷尺)對外立面各部位寬高尺寸進行測量，主要步驟如下：

1)沿街道自東向西、由南自北、自下向上順序測量、記錄、編號；2)按照實際街景情況繪制草圖，注意各房屋立面中的廊柱、門窗形狀等細節，做到拓撲關系正確、無丟漏；3)各類建筑物、構筑物及其主要附屬設施如廣告牌匾、燈箱、門廊、臺階、梁柱、檐、角、女兒墻、門墩、門窗框均要進行測繪幾何位置和相關數據；4)依據草圖中表示的內容，采用激光測距儀測量立面各細部要素的長度和高度，精確到0.01 m；測量過程中，注意檢查激光測距儀的復位和起算距離，避免發生系統誤差；5)測距儀不能通視的可用鋼卷尺掛桿測量法進行量測，部分無法施測的可采用全站儀對邊測量；6)各細部尺寸按順序測量不能遺漏，在整棟建筑測量后進行尺寸閉合性檢查，差值超過0.05 m時應重測；每邊長度應至少測量2次，以避免粗差；7)記錄員在繪制草圖時一律按照規范填寫：街道名稱、建筑名稱(樓號)、順序編號、測量時間、測量員、記錄員等，記錄時應進行測量數據復誦，與測量員核對無誤進行記錄；8)原始記錄應做到：圖面清晰、字跡工整、清楚、無涂改，記錄一律字頭向北向西，靠墻注記，特殊情況記錄時應加以備注。繪制外業記錄草圖見圖1，內業成果見圖2。

4.2　全站儀免棱鏡測量方式

對于樓頂過高和過于復雜的建筑物立面，激光測距儀無法準確測量立面尺寸，這些建筑應采用全站儀免棱鏡方法進行測量。具體方法如下：

1)采用與激光測距儀配合鋼卷尺測量相同的方式繪制草圖，注意繪制過程中不能丟漏細節部位。

2)根據現場實際情況選擇全站儀設站位置，以能夠照準建筑物一側立面全貌為原則，如果因樹木等遮擋，無法全部照準建筑物的，應能夠盡量多的量測到建筑立面部位，如圖3所示。

3)如圖3所示，需測量該樓A-B一側立面時，應假定通過A，B兩點的豎直面為本側立面的投影面；量測AB線段長度，并通過地形圖上A，B兩點距離進行核查，確認AB線段的長度d；假定A點坐標(X,Y，Z1)、B點坐標(X,Y+d，Z2)。

4)在C點架設全站儀，采用全站儀設站模式中的后方交會方法，求得C點坐標(具體設站步驟參照各型號全站儀說明書)(m，n，z)。

5)采用免棱鏡模式逐個特征點編號并測量樓角、廊柱、門窗框等細部點坐標，以(Xn,Yn，Zn)表示；準確記錄點號并標于草圖。

6)因最終繪制的為本側立面在A,B兩點豎直面的投影，所以需將所測得的本側立面所有坐標成果改化為(Yn，Zn，0)，并利用CASS進行坐標展點，依據草圖記錄成果，進行連線，將立面、門窗框、牌匾等連成封閉曲線,如圖3所示。

7)依據上述步驟可測得建筑物其他立面圖。

全站儀免棱鏡測量方式可以準確測得“激光測距儀配合鋼卷尺方式”難以施測的部分建筑物部位坐標，并可以利用CASS等測繪軟件進行展繪成圖，方式較為便捷。由于城市地區綠化樹木等遮擋，此方法很難全部測繪建筑物立面信息，應結合激光測距儀方法，取長補短。

8)注意事項。全站儀利用棱鏡設站測量后視與利用免棱鏡模式測量立面碎部點時，應注意棱鏡常數的轉換，避免因棱鏡常數不同帶來誤差。免棱鏡測量過程中，應確保十字絲準確到位，并擰緊制動螺旋，避免按鍵時偏離照準位置。

4.3　三維激光掃描方式

隨著測繪科技先進技術的迅猛發展，三維激光掃描測繪技術水平不斷提升，其空間位置測量準確性也得到不斷提高，加之三維激光掃描速度快、能夠與照片結合的優勢，為建筑物立面數據信息采集提供了更多的方式。本項目中我公司嘗試使用激光三維掃描方式進行了部分區域立面測繪工作，可解決某些復雜立面的測繪問題。

三維激光掃描點云數據如圖4所示，描繪的立面圖見圖5。

三維激光掃描儀可利用靶球對多站掃描的點云數據進行拼接，形成整條街道連續的激光點云數據，能夠反映整個街道立面圖細節，具有位置準確、信息全面的優點，但是，城市主城區內行道樹等綠化繁多，對掃描激光產生遮擋，會造成建筑物某些部位信息缺失，需在后續過程中進行補測，另外，由于隨機贈送軟件數量及操作人員技術水平、熟練程度的限制，全面使用三維激光掃描方式進行實測，還有一定困難。

5　CAD圖裝繪

1)按照外業草圖及測量記錄順序進行圖形繪制；2)圖形進行閉合檢查，根據各建筑物情況，對于差值在0.03 m～0.05 m以內的進行簡單平差配賦，以保證繪制的規整建筑物及門窗框等立面形狀為矩形；超差的需現場復核，然后再進行繪制；3)對比野外測繪過程中拍攝的立面照片進行立面形狀、位置關系等檢查；4)內業成圖后，進行打印，并到現場進行檢查核實，確保細節及精度準確。成果見圖6。

6　結語

本文提及的工程中所用的三種立面測量方式各有優缺點，實際工作中應根據各條街道、各個建構筑物的特點，選擇不同的測量方式，取長補短。立面測量和其他的測繪工作中，往往有不止一種數據獲取方法，都需要技術人員靈活運用，以達到提高測繪精度和作業效率的目的，希望能以本文淺見，拋磚引玉。