基于BIM的现场测绘与放样技术应用

基于 BIM的现场测绘与放样技术应用

黄兴强

桂平市天悦测绘有限公司

【摘要】伴随着我国科学技术的不断发展，当前BIM技术已广泛应用在现场测绘和放样工作中，为测绘的精准性和高效率提供技术上的支持。当前阶段，我国在测绘领域应用BIM技术贯穿于测绘领域地模建立、古建筑测量、施工放样和工程监测四大版块，对该技术应用的方式及效果进行探讨，有着非常重要的意义。本文结合笔者多年的研究与实践，探讨基于BIM现场测绘和放样技术的实践应用，以供参考。

【关键词】BIM;现场测绘;放样技术;实践应用

多年的应用实践证实，现场复核和放样技术能使BIM模型更好的指导现场施工，可将深化图纸的信息全面、迅速、准确地反映到施工现场，保证施工作业的准确性、可靠性及高效性。建筑信息模型 BIM（Building Information Modeling）是21世纪出现的全新概念，是一种将建筑信息化、模拟化、虚拟现实化的一种运作方式，它是在信息技术与建造技术发展的基础上所产生的，对建筑业产生了巨大变革和深远影响。BIM技术的产生得益于信息技术的飞速发展进步，通过专门的建模软件，将建构筑物以直观的三维可视化的模型呈现，并赋予其对应的参数信息，可进行设计、编辑、分析等系列操作且依此进行动态调整，从而应用于规划设计、工程施工、运营维护、变形监测等工程项目的全过程。应用BIM技术可以直观形象地处理三维模型，快速调用数据库中的所需数据，优化设计方案，提升决策质量，从而提高项目质量，节约项目工期，减少项目成本。随着BIM技术应用于建筑业全生命周期中的各个阶段，服务于建筑业各阶段的测绘工作与之紧密联系，在测绘领域引入 BIM 技术有其必要性。

1.BIM技术及施工测量技术简述

建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）以三维数字技术为基础，集成了工程项目各种相关信息的工程数据模型，是对工程项目设施实体与功能特性的数字化表达，具有强大的三维可视化、协同性和信息提取等特点。BIM技术的核心是从传统的二维升级为三维模型，为有效解决目前工程领域普遍存在的的整体性差、细节缺失、协调性不强等问题提供一些思路^[1]。随着建筑类型的多元化发展，复杂的大型建筑、超高层建筑越来越多，对于建筑工程项目的质量和管理水平提出了更高要求，BIM技术能够实现对整个过程的监控与管理，在建筑工程项目建设工程中全生命周期中具有非常的重要意义。施工测量是工程测量的重要内容，包括施工控制网的建立、建筑物的放样、施工期间的变形观测和竣工测量等内容。近年来，外观造型复杂的超大、超高建筑日益增多，测量放样主要使用全站型电子速测仪（简称全站仪）。随着新技术的应用，全站仪逐步向自动化、智能化方向发展。智能型全站仪由马达驱动，在相关应用程序控制下，在无人干预的情况下可自动完成多个目标的识别、照准与测量，且在无反射棱镜的情况下可对一般目标直接测距。

BIM与智能型全站仪集成应用，是通过对软件、硬件进行整合，将BIM模型带入施工现场，利用模型中的三维空间坐标数据驱动智能型全站仪进行测量。二者集成应用，将现场测绘所得的实际建造结构信息与模型中的数据进行对比，核对现场施工环境与BIM模型之间的偏差，为机电、精装、幕墙等专业的深化设计提供依据。同时，基于智能型全站仪高效精确的放样定位功能，结合施工现场轴线网、控制点及标高控制线，可高效快速地将设计成果在施工现场进行标定，实现精确的施工放样，并为施工人员提供更加准确直观的施工指导。此外，基于智能型全站仪精确的现场数据采集功能，在施工完成后对现场实物进行实测实量，通过对实测数据与设计数据进行对比，检查施工质量是否符合要求。与传统放样方法相比，BIM与智能型全站仪集成放样，精度可控制在3毫米以内，而一般建筑施工要求的精度在1~2厘米，远超传统施工精度。传统放样最少要两人操作，BIM与智能型全站仪集成放样，一人一天可完成几百个点的精确定位，效率是传统方法的6~7倍^[2]。

2.基于BIM的测绘放样系统及其应用

2.1基于BIM的测绘放样系统

基于BIM的测绘放样系统，包括处理器、BIM 数据存储器、显示器、终端控制器以及测绘终端，所述的处理器分别连接BIM数据存储器、显示器和终端控制器，所述的测绘终端与终端控制器连接。与现有技术相比，可以减少工程的错误率，提高施工作业的精确性、可靠性及高效性，并且降低整体施工成本。

2.2基于BIM现场测绘与放样技术的应用

首先是对预制厂生产的构件进行质量检查复核。以机电工程为例，通过对构件的测绘形成相应的坐标数据，并将测得的数据输入到计算机，在软件中对比构件是否和数字加工图上的参数一致，或通过BIM三维施工模型进行构件预拼装及施工方案模拟，结合机电安装实际情况判断该构件是否符合安装要求，对于不符合施工安装相关要求的构件可令预制加工厂商重新生产或加工，实现模型与加工过程中数据的协同和反馈

^[3]。其次，对建筑结构专业进行现场测量，获取模型和现场的准确误差。现场寻找基准点、基准线，对BIM模型中标注的点进行测绘，通过现场测绘实施竣工核查，现场与传送的实际数据与BIM数据的精确对比，以此对BIM模型进行相应的修改调整，保证土建模型与现场一致性，为机电管线预制加工、装配化施工提供保障。此外，对于修改后深化调整部分，尤其是之前测量未涉及的区域进行二次测量，确保现场建筑结构与BIM模型以及机电深化设计图纸相对应，通过发送和接收更新设计及施工进度数据，高效掌控作业现场，保证机电管线综合准确性。再者是高效放样与精确施工。现场放样保证现场能够充分实现按图施工、按模型施工，将模型中的管线位置精确定位到施工现场，利用全站仪附带的软件插件在CAD和Revit软件中对需测量管线进行标点，将修改后的CAD文件传入放样管理器，准备工作完成。然后对现场测试仪表进行定位，找到现场的基准点，即图纸上的轴线位置，只要找到2个定位点，设备即可自动测量出这两个定位点之间的位置偏差，去确定现在设站位置。确定平面基准点后还需要设定高度基准，现场已划定一米线，使用定点测量后就可获得。通过现场测绘可实现在BIM模型中调整修改，确保机电模型无碰撞后，按模型和图纸创建放样点到现场进行施工放样。同时可将放样信息以电子邮件的形式直接发送至作业现场或直接连接设备导入数据，实现现场利用电子图纸施工，最后在施工现场定位创建基准点，根据创建的放样点轻松放样，有效确保机电深化后预制管线的高效安装、精确施工。最后是三维激光扫描。BIM与3D扫描集成，是将BIM模型与所对应的3D扫描模型进行对比、转化和协调，达到辅助工程质量检查、快速建模、减少返工的目的，可解决很多传统方法无法解决的问题。3D激光扫描技术可有效完整地记录工程现场复杂的情况，通过与设计模型进行对比，直观地反映出现场真实的施工情况，为工程检验等工作带来巨大帮助。此外，对于现场难以修改的施工现状，可通过3D激光扫描技术得到现场真实信息，为其量身定做装饰构件等材料。例如，针对土方开挖工程中较难统计测算土方工程量的问题，可在开挖完成后对现场基坑进行3D激光扫描，基于点云数据进行3D建模，再利用BIM软件快速测算实际模型体积，并计算现场基坑的实际挖掘土方量^[4]。

3.结束语

综上所述，在建筑工程施工环节中，测量不但是后续建设的基础，还直接决定了工程的质量。将BIM技术应用其中，特别适用于当前复杂的建筑和各种机电安装工程，很大程度上提高建设的精度与效率，为促进我国相关行业的发展奠定基础。

【参考文献】

[1]杨秀伶.BIM技术在测绘领域中的应用研究[J].技术分析,2020,11(9):47-48.

[2]邱颖新.基于BIM技术的高速铁路变形监测信息可视化表达方法[D].成都：西南交通大学,2017.

[3]李乐.基于BIM建模的某声学风洞工程高精度测量方法研究[J].测绘与空间地理信息,2014,2(11):85-86.

[4]刘光孟.BIM在建筑物竣工验收测量中的探索应用[J].城市勘测,2017,2(4):102-104.