【一文看懂】相辅相成的工程设计与测绘关系

百科   2024-10-31 10:36   广东  
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一、工程设计与测绘的紧密联系

工程设计离不开测绘提供的数据与图纸,测绘贯穿工程建设全过程,为工程设计奠定基础。
在工程建设中,测绘工作的重要性不言而喻。工程设计是在测绘工作提供的数据和图纸上进行的,离开测绘就无法进行工程的规划和设计。例如,在高层建筑建设前期,测量工作主要是提供各种比例尺的地形图供设计人员进行设计。场地平整和设计高程确定后,建筑物的地坪高程设计也需要依据测绘数据,室内地坪要高出室外地面 0.15 - 0.5 米左右,地下管道埋设深度最浅为 0.6 米,平坦地区地形图的高程误差可为 0.15 米,最大误差应在 0.3 米以内。
目前,测绘技术日新月异,数字化测图技术应运而生。数字化测图具有自动化程度高、精度高、现势性强、整体性强、适应性强、内业成图周期短等优点。与传统的白纸测图相比,数字化测图以计算机为核心,连接测量仪器输入与输出设备,在软硬件技术支持下对地形空间数据进行采集、输入、成图、输出、绘图和管理等,是一种高精度、高效率、多用途的 GIS 数据前端采集技术。南飞测绘视界
在既有建筑改造项目中,宏观判断需要建筑和结构两个专业结合起来。结构师首先要具有较丰富的结构设计经验,还要熟悉工程检测和鉴定。而测绘与检测虽不属于一个行业,但有些交叉。例如,新建或改造涉及到用地界限、总图报规等指标时,必须有规划部门指定的具有资质的测绘部门提供建设项目用地边界的地形图,有按国家标准的坐标和高程。
在工程建设中,勘察和测绘都是前期必不可少的工作。勘察是对工程项目所在地的自然环境、地质地貌、气候水文、交通及环境条件等进行详细的调查和研究,为工程设计提供依据;测绘是利用测量仪器和技术手段对地球表面进行测量和记录,以获取地理空间信息,并将其表现在地图、图表、数字模型等形式上。
总之,工程设计与测绘紧密联系,测绘为工程设计提供了基础数据和技术支持,是工程建设中不可或缺的重要环节。

 

二、测绘在工程各阶段的重要作用

 

(一)勘测设计阶段

在工程的勘测设计阶段,测绘起着至关重要的作用。测绘工作主要是提供各种比例尺的地形图与地形数字资料,为工程设计提供直观的地理信息展示。例如,在大型水利工程的勘测设计中,测绘人员会提供不同比例尺的地形图,帮助设计师了解工程所在地的地形地貌、河流走向等关键信息。同时,测绘还要为工程地质勘探、水文地质勘探及水文测验进行测量。对于重要的工程或地质条件不良的地区进行建设,还需对地层的稳定性进行观测。据统计,在一些复杂地质条件的工程项目中,测绘工作为地质勘探提供的数据占总数据量的 30% 以上,这些数据对于评估工程的可行性和设计的合理性至关重要。

(二)施工阶段

进入施工阶段,施工测量和设备安装测量成为关键。通过测绘建立不同的施工控制网,作为定线放样的基础,然后采用不同的放样方法,逐一将设计图纸转化为地上实物。这一过程不仅保证了工程建设的准确性,还能实现施工资源的优化配置。例如,在道路建设工程中,精确的施工测量可以确保道路的坡度、曲线半径等符合设计要求,避免资源浪费。同时,测绘还有助于建立工程信息系统,实时监控施工进度和质量。据相关数据显示,采用先进测绘技术的施工项目,施工效率可提高 20% 以上。南飞测绘视界

(三)竣工和管理阶段

在竣工和管理阶段,测绘的作用同样不可忽视。进行竣工测量、变形测量和维修养护测量等,能够监视工程安全,鉴定工程情况,为工程运营提供保障。通过定期对建筑物、构筑物进行位稳、沉陷、倾斜以及摆动进行观测,并及时反馈测量数据、图表等工作,可以及时发现工程存在的问题,采取相应的维修养护措施。例如,在一些高层建筑的运营过程中,变形测量可以及时发现建筑物的微小变形,避免安全事故的发生。据统计,定期进行测绘监测的工程项目,安全事故发生率可降低 50% 以上。

 

三、工程设计对测绘的需求

 

(一)设计底图需求

工程设计阶段对地形图等有着迫切的需求,作为设计的基础底图,这些地图为设计师提供了直观的地理信息展示。测绘工作在这个过程中起着关键作用,需要根据设计任务的性质,精心选择合适的成图比例尺。例如,对于大型工程项目,可能需要较大比例尺的地形图,以详细展示工程区域的地形地貌和各种地物特征;而对于一些初步规划阶段的项目,可以采用较小比例尺的地形图,以获得更宏观的区域信息。
测绘工作还负责提供数字化地图,随着科技的发展,数字化地图已被设计者普遍使用。数字化地图具有诸多优势,如易于存储、传输和更新,能够与各种设计软件无缝对接,提高设计效率。据统计,使用数字化地图进行设计的项目,设计周期可缩短 20% 以上。

(二)高层建筑设计中的测绘

高层建筑设计对地形图的要求更为特殊,需要面状地形图来全面了解建筑所在区域的地形特征。数字化测图技术在高层建筑设计中发挥着重要作用,它能够提供高精度的设计底图。
在高层建筑的测绘中,需要使用专业的测量仪器和设备,如全站仪、GPS 等,以获取高精度的测量数据。同时,结合现代的数字化技术,如激光测距、三维扫描等,能够进一步提高测绘数据的精确度和准确性。例如,通过三维扫描技术,可以绘制出建筑物周围的三维模型,为设计师提供更直观的空间信息,有助于优化建筑设计方案。南飞测绘视界
高层建筑的形状复杂多变,传统的测量方法往往难以准确地测量和描述建筑的形状。因此,在高层建筑的测绘中,需要借助于三维扫描技术和计算机辅助设计软件,对建筑的形状进行精确测量和模拟。这些技术可以绘制出建筑物的三维模型,为建筑的设计、施工和维护提供可靠的依据。据相关数据显示,采用先进测绘技术的高层建筑项目,设计精度可提高 30% 以上,施工质量也能得到有效保障。

 

四、测绘与工程检测、鉴定的关系

 

(一)既有建筑改造中的检测与鉴定

在既有建筑改造中,检测与鉴定起着至关重要的作用。鉴定是根据检测的结果,按国家鉴定标准对建筑结构进行综合判断,确定结构可靠度和抗震性能等级。民用建筑的鉴定标准主要有《民用建筑可靠性鉴定标准 GB50292 - 2015》、《建筑抗震鉴定标准 GB50023 - 2009》等。检测则是利用仪器对结构尺寸进行测量,对材料、构件性能、耐久性等进行检测,这需要有国家颁发的检测资质。而测绘与检测虽不属于一个行业,但在既有建筑改造中存在一定交叉。例如,在对既有建筑进行改造前,需要对建筑进行检测鉴定,确定其原有结构的安全指标,排查安全隐患,判断其是否符合改建或改造的条件。同时,在改造过程中,测绘可以为改造设计提供准确的地形信息和建筑尺寸数据,确保改造方案的科学性和可行性。

(二)测绘在工程设计中的例子

1、新建或改造涉及用地界限等需规划部门指定测绘部门提供地形图。

在新建或改造项目中,当涉及到用地界限、总图报规等指标时,必须有规划部门指定的具有资质的测绘部门提供建设项目用地边界的地形图,该地形图有按国家标准的坐标和高程。这是确保项目合法合规进行的重要前提。例如,在一个连锁饭店的扩建及夹层项目中,业主最初不理解为什么设计师不能现场测量地形,而需要政府认可的有坐标和高程的地形图。经过解释后,业主明白了其中的重要性,积极安排人去搞定地形图,避免了项目在规划阶段出现问题。

2、大型山地开发项目需自行测绘场地地形用于建筑规划布置。

对于大型山地开发项目,如立体车库开发项目,场地地形复杂,既有地下管线、井盖和租赁方不允许移动的小建筑等障碍物。此时,自行测绘场地地形可以为建筑规划布置提供准确的信息。例如,在一个小区空地开发立体车库项目中,设计师建议业主找专门的测绘公司测量,因为他们有先进的仪器,可以在半天内搞定包括坐标、高程、管线走线埋深和周边建筑的关系等信息,为项目的建筑方案设计和未来施工提供可靠依据。

3、小规模项目可私人测绘获取场地相对坐标和高程。

对于一些小规模建设改造项目,业主可以找私人进行测绘,获取场地的相对坐标和高程。虽然这种方式可能不如正规测绘公司准确,但在一些不报规划的项目中,可以节省成本。例如,一些短平快的装修改造项目中,业主可以根据实际情况选择私人测绘,满足项目的基本需求。南飞测绘视界

4、竣工验收时测绘部门测出建筑面积,可能与规划指标不符。

在竣工验收时,测绘部门测出的建筑面积可能与规划指标不符。这是因为规划验收测绘和房产测绘依据的技术规范不同。例如,封闭式阳台规划验收按一半计算建筑面积,但房产测绘则全部计算建筑面积。这种差异可能会给不动产登记工作带来困扰。为了解决这个问题,不动产登记机构需要进行严格审查和实地核查,查明房屋建造情况是否符合规划条件,以及面积不一致的原因。同时,可以通过内部会商,并征求住建等有关部门意见后决定,按照测绘的实际面积如实登记,并在登记簿上载明测绘与规划验收面积不一致的情况及其原因。

 

五、工程中勘察与测绘的区别

 

(一)目的不同

勘察主要是对工程项目所在地的自然环境、地质地貌、气候水文、交通及环境条件等进行详细调查和研究,目的在于获取工程建设所需的基础资料和技术参数,为工程设计提供依据。例如,在道路建设工程中,勘察工作要确定地质构造、岩土性质、地下水情况等,以确保道路的稳定性和安全性。据统计,在一些复杂地质条件的道路工程中,勘察工作为设计提供的地质参数占总设计参数的 40% 以上。南飞测绘视界
测绘则是利用测量仪器和技术手段对地球表面进行测量和记录,以获取地理空间信息,并将其表现在地图、图表、数字模型等形式上。比如在城市规划中,测绘工作通过制作地形图、等高线图等,为规划师提供直观的地理信息展示,以便进行合理的城市布局。

(二)内容不同

勘察的主要内容包括地质勘察、水文勘察、交通勘察、环境勘察等。地质勘察要详细调查工程建设地点的地质构造、岩土性质、地下水情况等;水文勘察要确定工程建设地点的水文地质特征、水文气象条件等;交通勘察需了解工程建设地点的交通状况、交通流量、交通方式等;环境勘察则要掌握工程建设地点的环境质量、环境保护要求等。
测绘的主要内容包括地形测量、工程测量、海洋测量、大地测量等。地形测量对地球表面的高程、坡度、地形等进行测量和记录,制作地形图、等高线图等地图;工程测量对工程建设地点的场地、建筑物、道路等进行测量和记录,制作工程图纸、施工图等;海洋测量对海洋水深、海底地形等进行测量和记录,制作航海图、海底地形图等;大地测量对地球形状、地球大小、地球重力场等进行测量和记录,确定地球的基本参数和测量标准。

(三)方法不同

勘察主要通过实地考察和数据分析的方式进行。实地考察时,勘察人员亲自前往现场进行勘察,观察地质构造、土壤质量等,并进行样本采集和测量。数据分析则通过搜集现有的地理信息数据和相关资料,进行综合分析,得到工程所需的各类数据。例如,在地质勘察中,勘察人员会使用钻探设备进行采样,然后对样本进行实验室分析,以确定岩土的物理力学性质。
测绘主要通过地面测量、空中测量和遥感测量等手段来获取地理空间数据。地面测量使用测量仪器和设备进行地面测量,如全站仪、测距仪等,以获取地面的准确位置和形态数据;空中测量通过航空摄影、激光雷达等空中测量技术,获取大范围、高精度的地形数据;遥感测量利用遥感技术获取各种地理信息,如卫星图像、地理信息系统等,提供空间数据支持。

(四)应用不同

勘察的结果主要用于工程设计的依据,为后续工程施工提供有关工程条件的参考。例如,在建筑工程中,勘察报告中的地质参数将直接影响基础设计和施工方案的选择。如果地质条件复杂,可能需要采用特殊的基础形式,如桩基础或筏板基础。【南飞测绘视界
测绘的结果主要用于进行工程建设的测量和绘图,提供工程建设和管理的依据。在工程施工过程中,测绘人员会根据设计图纸进行施工放样,确保建筑物的位置、尺寸等符合设计要求。同时,测绘成果也为工程的竣工验收和后期管理提供重要依据。

 

六、测绘对工程设计的重要性

 

(一)贯穿土木工程始末

工程测量在土木工程中起着基础性的作用,贯穿其始末。在设计阶段,测绘为工程设计提供准确的地形、地貌、地下水深度、软弱土层厚度等数据,以及温度、湿度等气候因素的测量结果,确保设计的科学性和稳定性。在施工阶段,测绘将设计图纸上的建筑标注在实地,进行施工放样,并在每道工序后进行测量,保证施工严格按照设计进行。同时,对建筑进行变形测量,确保其在合理范围内。在竣工阶段和后期维护阶段,测绘通过对各项数据的测量,确定建筑是否符合设计规范和相关要求,保护人民生命和财产安全。可以说,没有测绘,土木工程就无法顺利进行,工程质量也无法得到保障。南飞测绘视界

(二)现代测绘技术的作用

现代测绘技术如全球定位系统(GPS)、3S 技术(卫星定位系统、地理信息系统和遥感技术)等在工程设计和施工中发挥着重要作用。GPS 能够以精确的经纬度确定工程待建地点,还能检测温度和湿度等外部因素。3S 技术共同构建起了测量、记录、数据分析、数据输出的复杂工作。地理信息系统能够实现属性数据与空间数据的完美结合,对大数据进行综合管理、搜索等,并能在数据处理的基础上实现熟悉化地图的绘制,建立数字模型。遥感技术能够从人造卫星、飞机或其他飞行器上收集地物目标的电磁辐射信息,判认地球环境和资源,为工程设计提供丰富的地理信息。
现代摄影技术则能够更加直观地通过影像将测量结果表现出来,比传统手绘的测量图更为精确,且能测量人无法达到的地点。这些现代测绘技术将人从繁重的测量工作中解放出来,提高了测量的精度和效率,为工程设计和施工提供了准确的数据和指引,推动了建筑行业的发展。例如,在 “3S” 技术在电力线路工程勘测设计中的应用,为工程提供了精准的数据,使电力线路工程勘测技术水平大大提高,工程质量得到有效保障。在林业勘测设计工作中,“3S” 技术的应用提升了林业勘测设计工作的质量与效率,为后续林业的高质量发展打好基础。在规划设计中,3S 技术也发挥着重要作用,为城市规划提供了强有力的技术支持。
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