手持GPS和戶外助手App在“樹頂漫步”規(guī)劃設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

鄧天明

陜西星光工程設(shè)計(jì)有限公司 陜西 西安 716000

“樹頂漫步”青少年生態(tài)文明科普教育基地，該項(xiàng)目集互動、體驗(yàn)、科普為一體。在建的項(xiàng)目有森林科普創(chuàng)意觀光教學(xué)點(diǎn)、互動體驗(yàn)棧道、叢林穿梭體驗(yàn)滑道、森林特色樹屋、滑雪場、迷宮玉米、青少年森林運(yùn)動基地、兒童青少年森林拓展中心、殘障人士拓展訓(xùn)練中心、自然科學(xué)課外實(shí)踐基地[1]。

2015年初，“樹頂漫步”青少年生態(tài)文明科普教育基地，開始實(shí)地規(guī)劃設(shè)計(jì)工作。我?guī)ьI(lǐng)團(tuán)隊(duì)人員進(jìn)入“樹頂漫步”擬建規(guī)劃營地，開始最初的規(guī)劃設(shè)計(jì)和場地建設(shè)。在手機(jī)沒有信號，山高林密的原始森林里，進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)和方案的落實(shí)是有相當(dāng)大的難度的。由于項(xiàng)目的實(shí)施地在戶外，原始森林。團(tuán)隊(duì)中位置多以停車場、幾公里、大榆樹、鷹嘴崖等來闡述。為了解決場地定位的難題，通過適用智能手機(jī)的戶外App軟件，找到最適合的戶外助手App。由于該軟件地圖需要網(wǎng)絡(luò)支持，有時山高林密的地方?jīng)]有辦法正常使用。為解決這個問題，采用Garmin手持GPS機(jī)[2]。

手持GPS具備專業(yè)面積測量功能（航跡、航線、等寬測量模式）。

戶外助手App是一個戶外運(yùn)動必備手機(jī)軟件，包含了測距、軌跡、指南針等。

手持GPS和戶外助手App兩個相互結(jié)合，相互驗(yàn)證比較，為項(xiàng)目精確的采集和定位提供了可靠的數(shù)據(jù)來源。

1 營地規(guī)劃用地占地量測的應(yīng)用

根據(jù)擬建項(xiàng)目的規(guī)劃用地，在同林場和當(dāng)?shù)卣M(jìn)行土地征遷量測工作中。最初的幾個地塊采用皮尺量、手持手持GPS、戶外助手App、全站儀測量共同量測[3]。土地丈量工作效率方面：數(shù)據(jù)最快，用人最少的是手持手持GPS、戶外助手App；接下來是全站儀；最慢，用人最多的是人工皮尺丈量。數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性方面：計(jì)算出來的數(shù)據(jù)在0.5%左右，其中尺子量測面積最大，全站儀測量最小，手持手持GPS和戶外助手App數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)誤差在0.2%。其中坡地和平地誤差最大。現(xiàn)在土地確權(quán)都采用RTK進(jìn)行測量定位，采用國家規(guī)定坐標(biāo)系。占地上村民和林場能夠接受平面投影面積的取用。村民能夠接受 手持手持GPS和戶外助手App現(xiàn)場采集的占地面積。經(jīng)過實(shí)地檢驗(yàn)測量誤差后，后續(xù)的土地量測全部采用手持GPS和戶外助手App共同量測。并且將數(shù)據(jù)庫文件整理后，形成了準(zhǔn)確完善的項(xiàng)目規(guī)劃占地文件。對地塊進(jìn)行編號后，規(guī)劃設(shè)計(jì)在各地塊完成規(guī)劃設(shè)計(jì)工作后，實(shí)時將規(guī)劃方案及構(gòu)筑物控制點(diǎn)發(fā)到戶外助手App內(nèi)，便于后續(xù)工作的開展。

2 營地規(guī)劃現(xiàn)場調(diào)查和場地平整

根據(jù)1:10000地形圖，在圖上找出平緩寬闊的地域，將現(xiàn)實(shí)的網(wǎng)格控制坐標(biāo)和手持GPS定到同一坐標(biāo)系后，將準(zhǔn)備調(diào)查的大概范圍控制點(diǎn)記錄下來，再根據(jù)手持GPS的點(diǎn)位導(dǎo)航功能尋找擬規(guī)劃地塊。

找到擬建場地后，運(yùn)用手持GPS的面積記錄功能，沿項(xiàng)目范圍走一周后，記錄下行走軌跡和地塊面積[4]。在內(nèi)業(yè)處理數(shù)據(jù)的時候能夠?qū)⒃摂?shù)據(jù)直接導(dǎo)入到谷地圖上看，也可以在CAD圖上布置。

運(yùn)用手持GPS的點(diǎn)位標(biāo)記功能，將圖上定好的位置在實(shí)地現(xiàn)場放出后，施工機(jī)械進(jìn)行場地清表，場地平整后，用鋼尺進(jìn)行構(gòu)造物基礎(chǔ)測量放樣。

在這個工程實(shí)例中對于占地較大的構(gòu)筑物場地規(guī)劃設(shè)計(jì)、場地平整等工作可以直接采用手持GPS定位。清完表后，在平整好的場地上能夠方便準(zhǔn)確的進(jìn)行下階段的工作。

3 “樹頂漫步”觀光塔棧道的初步設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)采集

觀光塔棧道采用無障礙通道設(shè)計(jì)，全線采用最大縱坡6%控制。

根據(jù)塔的建設(shè)特點(diǎn)，在擬建棧道的坡面現(xiàn)場進(jìn)行選線拉坡，記錄每一處變化點(diǎn)。記錄手持GPS高程數(shù)據(jù)。

將數(shù)據(jù)導(dǎo)入計(jì)算計(jì)后，及時進(jìn)行拉坡處理，根據(jù)數(shù)據(jù)計(jì)算坡度是否滿足無障礙通道縱坡6%要求。合格后，在現(xiàn)場采用皮尺加水準(zhǔn)儀的方案進(jìn)行擬建棧道基礎(chǔ)放樣處理，根據(jù)棧道頂數(shù)據(jù)高程反算：棧道支柱高度、地埋基礎(chǔ)深度。

在這個工程實(shí)例中方案可行性調(diào)查是核心，手持GPS的平面誤差可以滿足要求，縱斷面高程以坡度控制。根據(jù)爬升高度計(jì)算出最短長度后，根據(jù)內(nèi)業(yè)設(shè)計(jì)，直接以施工高度現(xiàn)場反推支柱高度、地埋基礎(chǔ)深度。整個工作和工序快速有效的完成，保證使用功能的前提下，手持GPS做為輔助手段和數(shù)據(jù)采集工具，為施工放樣提供建設(shè)性控制數(shù)據(jù)。由于手持GPS平面位置的誤差，在實(shí)際施工放樣過程中，將該部分誤差設(shè)置休息平臺，以平坡來消化平面誤差。戶外助手App的數(shù)據(jù)采集和控制功能比手持GPS更好用，由于手持GPS記錄路線數(shù)據(jù)時無法有效斷開，會存在往返線，在內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理時會增加工作量。

手持GPS的優(yōu)勢在沒有網(wǎng)絡(luò)信號時也能正常工作，戶外助手APP地圖的下載和數(shù)據(jù)的傳輸則依賴于網(wǎng)絡(luò)。

4 “樹頂漫步”滑道初步設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)采集

在滑道實(shí)施過程中，設(shè)計(jì)師根據(jù)1：10000地形圖初步方案出來后，將路線數(shù)據(jù)導(dǎo)出后傳至戶外助手App。在現(xiàn)場沿滑道設(shè)置路線行進(jìn)，記錄節(jié)點(diǎn)控制位置數(shù)據(jù)，及沿線地質(zhì)不適宜實(shí)施路段后，反饋給設(shè)計(jì)師。調(diào)整后的數(shù)據(jù)重復(fù)現(xiàn)場踏勘，滿足實(shí)施要求后。組織測量隊(duì)對擬建項(xiàng)目路線點(diǎn)進(jìn)行測量，并打控制定位樁，反饋數(shù)據(jù)至設(shè)計(jì)師，設(shè)計(jì)師根據(jù)實(shí)地地面數(shù)據(jù)完成最終施工圖設(shè)計(jì)。給現(xiàn)場提交貝殼基礎(chǔ)設(shè)計(jì)圖紙，給生產(chǎn)廠家提供逐樁立柱、支柱長度。現(xiàn)場完成貝殼基礎(chǔ)施工后即可進(jìn)行安裝施工。滑道實(shí)施過程中戶外助手App充當(dāng)方案放樣測量，初步設(shè)計(jì)復(fù)核測量的工作。減少測量隊(duì)動用全站儀或者RTK次數(shù)。在山高林密的環(huán)境中減少了前期的投入人數(shù)和測量設(shè)備的使用。提高了效率，減少成本。在滑道施工中，前期踏勘可以使用手持GPS，在二次方案復(fù)核的時候就要用到戶外助手App，因?yàn)閼敉庵諥pp能夠快速的將CAD設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的導(dǎo)入軟件，并馬上就能夠進(jìn)行現(xiàn)場放線。手持GPS要將CAD數(shù)據(jù)導(dǎo)入就比較復(fù)雜，一組數(shù)據(jù)處理到導(dǎo)入需要半小時，且必須經(jīng)過電腦數(shù)據(jù)線導(dǎo)出、導(dǎo)入數(shù)據(jù)。因此在項(xiàng)目中戶外助手App的使用率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于手持GPS，且智能手機(jī)普及率高，使用方便，戶外助手App的使用在施工現(xiàn)場很好的解決了位置定位的難題，項(xiàng)目中多以擬建項(xiàng)目的名稱命名地塊，如：森林旅館、觀星樓、卡丁車展館、卡丁車賽道等。

5 “樹頂漫步”卡丁車賽道初步設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)采集

在卡丁車賽道實(shí)施過程中，“樹頂漫步”請省內(nèi)資深賽車手，現(xiàn)場選線定線。溝通和實(shí)施過程中，專業(yè)選手的體量感和根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況因地制宜的設(shè)計(jì)出最會理趣味性最高的賽道。在現(xiàn)場放線是采用塑料繩單邊布線的方式。在這個專業(yè)車手設(shè)計(jì)的賽車道的現(xiàn)場，我通過戶外助手App的記錄路線定位功能將路線完美的記錄下來。內(nèi)業(yè)時在圖上還原后，發(fā)現(xiàn)整個卡丁車賽道完美的詮釋了設(shè)計(jì)來源于生活，通過恢復(fù)路線中線后，彎道加寬，豎曲線順應(yīng)地形地貌。實(shí)際施工中并沒有完全按照最初設(shè)計(jì)來，減少測量隊(duì)動用全站儀或者RTK次數(shù)。在山高林密的環(huán)境中減少了前期的投入人數(shù)和測量設(shè)備的使用。提高了效率，減少成本。在滑道施工中，前期踏勘可以使用手持GPS，在二次方案復(fù)核的時候就要用到戶外助手App，因?yàn)閼敉庵諥pp能夠快速的將CAD設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的導(dǎo)入軟件，并馬上就能夠進(jìn)行現(xiàn)場放線。手持GPS要將CAD數(shù)據(jù)導(dǎo)入就比較復(fù)雜，一組數(shù)據(jù)處理到導(dǎo)入需要半小時，且必須經(jīng)過電腦數(shù)據(jù)線導(dǎo)出、導(dǎo)入數(shù)據(jù)。因此在項(xiàng)目中戶外助手App的使用率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于手持GPS，且智能手機(jī)普及率高，使用方便，戶外助手App的使用在施工現(xiàn)場很好的解決了位置定位的難題，項(xiàng)目中多以擬建項(xiàng)目的名稱命名地塊，如：森林旅館、觀星樓、卡丁車展館、卡丁車賽道等。

總結(jié)

由“實(shí)時樁號系統(tǒng)”的組合（電腦軟件：AutoCAD、谷地地理信息系統(tǒng)（GoodyGIS）；智能手機(jī)軟件：戶外助手App）。路線kml文件導(dǎo)出，在項(xiàng)目實(shí)際使用中，從CAD數(shù)據(jù)到谷地樁號kml文件生成也就是3-5分鐘。戶外助手app能夠直觀的提供現(xiàn)場樁號位置，方便施工管理、技術(shù)人員現(xiàn)場施工控制。隨身攜帶的樁號顯示，方便的為施工現(xiàn)場提供統(tǒng)一的控制體系。在實(shí)際使用中大大減少了施工現(xiàn)場樁號標(biāo)識丟失，無法進(jìn)行施工指導(dǎo)的尷尬；大型的場地平整中通過戶外助手App提供的樁號位置，有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)員能夠完成場地初步平整、清表等施工作業(yè)，減少因?yàn)闊o樁號，不能開始工作的機(jī)械人員窩工。

曾經(jīng)最優(yōu)秀的公路工程技術(shù)人員能夠一口報出所處位置的樁號（誤差在20m-50m之間）；現(xiàn)在我公司普遍使用“實(shí)時樁號系統(tǒng)”的施工現(xiàn)場具有準(zhǔn)確的樁號標(biāo)識（誤差在2m-5m之間），準(zhǔn)確的應(yīng)用于場地的平整、原材料的堆放；軟基、滑坡等病害上報樁號、位置的準(zhǔn)確性，極大的提高了公路工程施工現(xiàn)場的管理控制準(zhǔn)確性和統(tǒng)一性。施工事件樁號匯報制度的落實(shí)（如：沒有使用系統(tǒng)前以三道窯子……十道窯子；大榆樹、石崖畔等地形特征點(diǎn)作為參照物），避免了因位置理解錯誤給施工管理造成損失。極大的提高了企業(yè)形象和管理水平。

對“實(shí)時樁號系統(tǒng)”在施工中能夠指導(dǎo)施工生產(chǎn)，提高工作效率的應(yīng)用，應(yīng)該積極的推廣！