李德龍

(合肥市測繪設(shè)計(jì)研究院，安徽 合肥 230061)

1 引 言

常規(guī)“測圖”，是指測繪地物在水平面上的投影。為解決立面圖測量及平、立面圖一體化測量問題，我院展開平立面測圖一體化測量模塊的研發(fā)工作。模塊研發(fā)指導(dǎo)思想:在不配置新設(shè)備，如三維激光掃描系統(tǒng)、近景攝影測系統(tǒng)等情況下，采用約定的測量規(guī)則，利用全站儀內(nèi)存記錄測量數(shù)據(jù)，通過研發(fā)的模塊，完成平面地形圖與建筑立面圖一體化測量，并對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 墻立面方程建立與坐標(biāo)轉(zhuǎn)換

2.1 墻立面方程建立

如圖1所示EFGR 為建筑墻立面所在平面，設(shè)方程為Ax+By+Ch+D=0，因平面垂直地面，所以C=0，則方程簡化為Ax+By+D=0，測定E、F、G、R 四點(diǎn)三維坐標(biāo)，利用最小二乘法求出平面方程系數(shù)A、B、D。

圖1 墻立面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換

2.2 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換

全站儀記錄地物點(diǎn)數(shù)據(jù)格式為:點(diǎn)名，Y 坐標(biāo)，X坐標(biāo)，H 高程。立面測圖就是把三維空間坐標(biāo)換換為平面坐標(biāo)，如圖1所示。平面X'RY'為建筑墻立面，垂直于水平面XOY，R'Q'為兩平面交線。R 為建筑墻立面左下角點(diǎn)，在測量坐標(biāo)系中坐標(biāo)為(XR，YR，HR)，RR' =HR(R 點(diǎn)高程值)。P 為墻立面窗戶一點(diǎn)，在測量坐標(biāo)系中坐標(biāo)為(XP，YP，HP)，在X'RY'平面坐標(biāo)系中坐標(biāo)為(X'P，Y'P)。由圖1可得:

由式(1)、式(2)可知，在確定墻立面方程及左下角坐標(biāo)情況下，就可把位于該墻立面內(nèi)的任意三維點(diǎn)測量坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為墻立面所在平面的二維坐標(biāo)。

3 平立面一體化測量

3.1 平面圖測量方法

按常規(guī)作業(yè)，不贅述。

3.2 立面圖測量方法

圖2 平立面一體化測量

圖2中，a1、a2、a3 為平面、高程控制點(diǎn)。作業(yè)前確定建筑名稱和建筑墻立面名稱，要求名稱唯一。墻立面要素測點(diǎn)點(diǎn)名要求如下。

(1)測點(diǎn)點(diǎn)名格式:“墻立面名稱”+“#”+“序號(hào)”。例:A 棟建筑北面墻AN 某測點(diǎn)點(diǎn)名為“AN#007”。

(2)測點(diǎn)編號(hào)分配。同一墻立面測點(diǎn)編號(hào)中，最小4 個(gè)序號(hào)分配給墻立面4 個(gè)拐角測點(diǎn)，程序處理時(shí)自動(dòng)排序查找“同名”測點(diǎn)中的前4 個(gè)，以建立墻立面方程，同時(shí)判斷墻立面的左下角坐標(biāo)，作為墻立面的坐標(biāo)原點(diǎn)，即圖1中R 點(diǎn)。

(3)同一墻立面要素可以在不同測站施測，程序會(huì)通過排序功能把不同測站觀測的“同名”數(shù)據(jù)進(jìn)行分類整理。測點(diǎn)序號(hào)相連的，如AS#009 和AS#010，繪圖時(shí)，兩測點(diǎn)間連線，序號(hào)相隔的不連線。同時(shí)，程序繪圖時(shí)會(huì)把不同墻立面對(duì)象放置在以墻立面名稱命名的圖層中，編輯處理必須在對(duì)應(yīng)的圖層中進(jìn)行。程序自動(dòng)統(tǒng)計(jì)各墻立面的可粉刷面積和全部墻立面的可粉刷面積。

4 程序?qū)崿F(xiàn)

本程序開發(fā)語言使用Visual Basic．net 2010，采用微軟ActiveX 技術(shù)，通過對(duì)AutoCAD 2010 的COM 組件的引用，實(shí)現(xiàn)測量數(shù)據(jù)交換與處理。

4.1 連接AutoCAD

首先在開發(fā)環(huán)境中添加AutoCAD 2010 Type Library 的引用。

Dim acadapp as AutoCAD．AcadApplication 定義對(duì)象

acadapp=GetObject("AutoCAD．Application．18") 如果AutoCAD 已運(yùn)行，獲取對(duì)象

acadapp= CreateObject("AutoCAD．Application．18")如果AutoCAD 未運(yùn)行，創(chuàng)建對(duì)象

4.2 數(shù)據(jù)排序

為方便程序自動(dòng)化處理，把測點(diǎn)觀測數(shù)據(jù)傳遞至數(shù)組，通過數(shù)組的Array．Sort 方法對(duì)觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行排序。排序結(jié)果如下:

4.3 限差設(shè)置

由于墻立面的窗戶、陽臺(tái)凸凹情況及誤差和粗差的存在，數(shù)據(jù)處理時(shí)，須考慮測點(diǎn)偏差。

(1)用于解算墻立面方程的拐角點(diǎn)坐標(biāo)偏差限差設(shè)置為0.1 m。使用最小二乘法求解墻立面方程為:Ax+By+D=0。設(shè)拐角點(diǎn)距墻立面距離Si= |Axi+如果Si＞0.1，則認(rèn)為所測拐角點(diǎn)坐標(biāo)限差超限。程序忽略整個(gè)墻立面測點(diǎn)數(shù)據(jù)處理，超限測點(diǎn)信息寫入錯(cuò)誤報(bào)告，供查錯(cuò)糾正使用。

(2)墻立面細(xì)部測點(diǎn)坐標(biāo)基本偏差限差為0.3 m。設(shè)細(xì)部點(diǎn)坐標(biāo)距墻立面距離為Zi，如果Zi＞0.3，則認(rèn)為細(xì)部點(diǎn)坐標(biāo)超限。程序忽略此細(xì)部點(diǎn)數(shù)據(jù)處理，超限點(diǎn)信息寫入報(bào)告，供查錯(cuò)糾正使用。

(3)凸凹?jí)α⒚婧喕幚頃r(shí)限差設(shè)置。圖2中，B建筑中BE 立面整體結(jié)構(gòu)有凸凹，可以分別精確測量繪制每個(gè)凸凹面，也可進(jìn)行簡化處理。凸凹?jí)α⒚婧喕幚頃r(shí)，選擇一主投影面，設(shè)凸凹面至主投影面最大距離為N，此時(shí)細(xì)部測點(diǎn)至主投影面距離偏差限差設(shè)為N+0.3。測點(diǎn)偏差小于N +0.3 時(shí)，測點(diǎn)投影至主投影面;超過限差，程序忽略此細(xì)部點(diǎn)數(shù)據(jù)處理，超限點(diǎn)信息寫入報(bào)告，供查錯(cuò)糾正使用。

4.4 圖形繪制

AutoCAD 2010 COM 組件封裝了豐富的面向?qū)ο蟮姆椒?，可以完成圖形的自動(dòng)化繪制。主要方法如下。

繪制墻立面圖時(shí)，程序判斷建筑邊線方位角，布置墻立面圖于建筑拐角處，且旋轉(zhuǎn)墻立面繪圖方位與建筑方位相同。不同墻立面分別屬于不同的層，即使墻立面之間或立面與平面之間有壓蓋，利用圖層開關(guān)，可以方便編輯和查看，如圖3所示。

圖3 墻立面部件圖

4.5 粉刷面積統(tǒng)計(jì)

圖3中，編輯墻面、窗戶、陽臺(tái)等要素，使其封閉，程序查找當(dāng)前圖層中閉合圖形。面積最大者為建筑墻立面整體，設(shè)其面積為S;剩余為墻立面中的窗戶、陽臺(tái)、透氣孔等部件，累加計(jì)算其總面積T;S －T 為墻立面墻可粉刷面積。主要方法如下。

FilterType(0)=8 以圖層為選擇集過濾器

FilterData(0)=layerent．Name 圖層名稱

filterset．Select(acSelectionSetAll，，，F(xiàn)ilterType，F(xiàn)ilterData)

選取指定圖層的實(shí)體

areaofacadline(iii)=acadline．Area 閉合線面積賦值

acadapp．ActiveDocument．ModelSpace．AddText(window_area) 注記窗戶總面積

5 結(jié) 語

平立面一體化測量模塊的研發(fā)，在合肥市舊城改造測繪中發(fā)揮了積極作用。測繪業(yè)在科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的大背景下，已從經(jīng)典測量發(fā)展為現(xiàn)代測繪，數(shù)字化、信息化、智能化概況了現(xiàn)代測繪的發(fā)展主要階段。測繪技術(shù)的發(fā)展同時(shí)對(duì)測繪生產(chǎn)單位提出了更高的要求，測繪單位只有加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新和技術(shù)研發(fā)能力，才能更好適應(yīng)現(xiàn)代測繪的要求。

［1］CJJ/T 8 －2011．城市測量規(guī)范［S］．

［2］別建曉．建筑物立面測量的研究［J］．城市勘測，2011(3)，141 ～143．

［3］樊功瑜．測量平差教程［M］．北京:測繪出版社，1991．

［4］Francesco Balena Visual Basic．net 技術(shù)內(nèi)幕［M］．北京:清華大學(xué)出版社，2003．

［5］曾洪飛，張帆，盧擇臨．AutoCAD VBA ＆ VB．NET 開發(fā)基礎(chǔ)與實(shí)例教程［M］．北京:中國電力出版社，2008．

［6］武漢測繪科技大學(xué)《測量學(xué)》編寫組編著．測量學(xué)［M］．北京:測繪出版社，2002．

［7］孔祥元，郭際明，劉宗泉．大地測量學(xué)基礎(chǔ)［M］．武漢:武漢大學(xué)出版社，2001．