摘要：随着经济的发展和人民生活水平的提高，人民群众对居住环境的要求也在不断增加。为提高城市居民生活条件，各级政府也在因地制宜的实施各类旧城改造工程，特别是对城市建筑物的立面装修改造，为实现美好的城市景观创造有利条件。建筑物立面改造工程的设计、施工、验收等工作离不开地理信息基础数据支持，为获取详实精确的建筑物立面数据，根据城市建筑立面测量特点，结合当地建筑物实际情况，选取适合的施测方法，是工作开展的重要保障。经对比常用的全站仪、激光扫描仪、无人机摄影测绘三类技术方法特点，提出基于免棱镜全站仪的建筑立面测绘方法，该方法可以根据现场情况自由设站，构建独立坐标系，只需采集必要的点、线特征数据，经处理后可得到建筑平面和立面位置、高程、尺寸等数据，显著提升数据可视化效果以及作业效率，并从实践上验证了该方法在建筑立面测绘工作中的优越性和适用性。

关键词：城市改造  立面测量  全站仪  免棱镜

1引言

立面图是城市市容环境改造和建筑物改建工程设计、施工、验收的依据，其投影面是与立面平行的铅垂面,但常用的绘图软件投影面是水平面,因此无法直接用于立面图测绘。通过对立面测量原理的研究,提出基于全站仪免棱镜功能的立面测量方法,结合工程案例阐述了立面测量的作业流程及数据处理过程,给出解决立面测量常见问题的办法。一般测量工作中，多以平面坐标系和高程基准为基准，使用此基准在建筑立面测绘时，采集的立面点数据都处在一个竖直面上，不利于业务使用和图件绘制。文章简述了如何利用全站仪的免棱镜功能对建筑立面进行测量，再通过数据处理、格式转换的方法，将数据导入到绘图软件中，从而实现立面图的绘制。

项目实例位于深圳市光明区和宝安区茅洲河两侧，深圳经济特区作为我国改革开放的重要窗口，各项事业取得显著成绩，已成为一座充满魅力、动力、活力、创新力的国际化创新型城市。茅洲河两侧现有建筑物，因建设年代较早，未进行合理的规划，多数为私人建造的楼房，建筑密度大，建筑高度参差不齐，各建筑之间间距小，对城市形象造成影响。为满足市民对居住环境要求，并提升城市的品位和形象，使之与中国特色社会主义先行示范区相匹配，根据政府统一安排，对辖区内的172栋建筑物进行改造。我单位负责建筑物测量工作，为设计、施工、审计、验收提供基础数据支持服务。本文以光明区和宝安区建筑改造工程为背景，结合项目实践提出如何利用免棱镜全站仪对现状建筑物开展立面测量工作。

2 测量方法选取

科学技术的飞速发展对测绘地理信息行业产生了深远的影响，在前期工作阶段，首先考虑采用先进的三维激光扫描或无人机航空摄影测量，但根据现场踏勘的情况分析，一是部分区域位于航空管制区，不适用航空测量。二是建筑物楼间距狭窄,最窄处不足1米，使用三维激光扫描存在多角度盲点，难以保证数据精度。依据项目特点选择最佳测量方法是：利用免棱镜全站仪结合手持激光测距仪开展工作，此方法相比其他方法较为方便，节省工期，直接用仪器测出建筑物立面的要素点，最后个别遮挡测不到点的地方，再用手持测距仪进行测量，补回数据，并且登记到草图。选择这种测量方法：工作效率高、精度高、成本低。下面将选择此种测量方法为例进行阐述。

3立面测量基础

建筑物立面测量是对建筑物的外貌形状的精确反映，是建筑物不同立面正投影的精确测量，它不但反映屋面、门窗、阳台、雨篷、台阶等的形式和准确位置，同时也反映了建筑垂直方向各部分高度与宽度以及建筑的艺术造型和外部装饰等。与建筑物立面平行的铅垂投影面上所做的投影图称为建筑立面图，建筑物立面图通常可按房屋朝向来命名，包括南（北）立面图和东（西）立面图四部分。

4 测量要点分析

4.1前期准备

现场踏勘调查时准备好数码相机、绘图本、记录簿等工具，先观察建筑物的周边环境和内外结构的复杂程度，重点观察周边车流量、人流量等交通安全环境，科学合理选择仪器支站点。根据每座建筑物的使用功能不同，采用字母和数字相结合的方式，为每座建筑物的四个立面编号，拍摄每个立面的全景照片，记录建筑结构、楼层、新旧程度、功能等属性信息。

4.2仪器设备架设

仪器设备架设点需要与建筑物保持一定的距离，在合适位置任意设置一个固定A点，可防止测量时镜头仰角过大产生测绘盲区和影响采集数据的精度，固定点A应选在可以最大程度观测到整个立面的位置。将全站仪架设在固定A点上，对中整平后将支站和后视点坐标值及仪器高度录入。（假设A点坐标为：X=100，Y=100，H=10，假设后视B点坐标为：X=150，Y=100，H=10），仪器视线近似垂直所测建筑物立面定向。

4.3数据采集

利用全站仪的免棱镜功能，对建筑物立面上的要素点进行数据采集，并通过编码定义重要的特征点，为保证测绘精度，每点进行两次观测，在允许误差范围内取平均数作为最终数据，超出允许误差的重新观测。遇到不通视的特征点时，通过支站进行数据采集，支站不能超过两站。遇到地方窄小无法支站时，使用激光测距仪通过距离交汇的方式测出位置、高度，并标记在草图上。在数据检查过程中，通过现场观察结合经验判断，可以用建筑物外墙装饰瓷砖、装饰线条作为参考，一般装饰的瓷砖形状大小一致。如发现数据存在较大差距时需重新测绘，不能以此为标准直接修改数据 。

5 数据处理

因常用CASS绘图软件是基于平面图绘制使用的，而建筑立面测绘的数据点是处在同一个竖直面上的，如通过南方CASS软件展点出来，则数据点均在一条直线上，无法绘制立面图，所以需要对数据进行转换处理。

首先，将仪器里面的数据导出，展绘到南方CASS成图软件内，这时立面的数据点都在一条直线上，选择同一立面的两个距离较远的房角点F1、F2作为基点，绘制一条水平直线C、D。然后，利用软件内的测站改正功能，通过以F1、F2基点改正到直线C、D两端，把改正后的数据按统一编号命名保存。最后，把每座建筑东南西北四个立面数据保存在同一文件夹内。

使用Excel软件打开测量数据文件（文件格式为：点号，编码，Y，X，H），由于测量数据文件类型为（*.dat），所以在Excel软件里面打开时，要选择文件类型为所有文件，然后选择分隔符号（Tab键、逗号、空格）。立面的数据则将高程H数值代替X数值，原高程数值改为0保存，将扩展名改回（*.dat）。绘制立面图时，将转换后的立面的数据展绘到CASS成图软件中，根据数据点直接绘制立面图的门、窗、阳台等。

6  结论

随着当代社会的不断发展，城市化进程的不断推进，对城市存在的老旧建筑改造项目不断剧增。为了美化城市环境，相信未来对建筑物立面测量的需求将越来越大。虽然三维激光扫描、航空摄影测绘等新技术在三维立体测绘方面提供了先进的技术支持，减少了大量外业工作，但因成本高、数据处理量大，内业时间长等原因，在实际应用过程中仍存在一些短板和弊端。全站仪免棱镜测绘技术在建筑物立面测量中仍有优势，依然可以发挥出重要作用，掌握好全站仪免棱镜测绘技术在立面测量中的关键步骤，理顺逻辑关系和数据转换原理，就可以快速高效的完成建筑立面测量任务，为城市更新改造项目设计、施工、审计、验收等工作提供重要的基础数据保障。

（作者单位：山东天诚国土规划设计院有限公司）

参考文献

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