CN117113683A - 一种地铁车站装修工程的测量放样方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种地铁车站装修工程的测量放样方法及装置，包括：分层获取地铁车站的控制点平面坐标及控制点高程值，并布设扫描点位；基于所述扫描点位获取地铁车站的三维点云数据进行拼接，并进行预处理；将处理后的三维点云数据导入预先设计好的地铁车站土建结构模型中，进行图模重构，生成第一结构模型；将预先设计好的地铁车站装修BIM模型导入所述第一结构模型中，生成第二结构模型；根据所述第二结构模型，对施工现场进行放样。本发明能有效解决传统测量所导致的周期长、精度低、效率低等问题，有效减少测量所用的人工消耗，提高了测量精度和效率，同时也促使装修材料备料加工时间大大提前。
Description
技术领域
本发明涉及地铁车站施工技术领域，特别涉及一种地铁车站装修工程的测量放样方法及装置。
背景技术
在地铁车站装修的施工中，土建结构复核测量通常是通过图纸用墨线弹出轴网线，通过甲方提供的控制点把标高引测到站台层及站厅层。采用人工拉通线的方式复核立柱与墙面，对比每个立柱、墙面与装修完成面间距是否满足装修施工需求。地面复核是在土建结构的不同区域上分别标记1m线，通过激光水平仪分区域进行量测不同地面点位与1m线间距是否满足要求。基于这种传统复核通过人工卷尺进行量测的方法，其测量误差大、测量效率低、周期也比较长、人员需要数量多、精度也不高、也不够直观，不能全面的显示原结构的真实状况，常常因复核不到位影响后续的装修施工。而传统的施工放样方法是通过图纸找出每一个需要放样点的坐标，手动输入到仪器中，在施工现场测量人员通过对讲机进行互通，由一人指挥，一人根据指挥进行慢慢的挪动到放样点位上，每一个放样点位全靠人员的互通与移动，坐标手动输入易出错、放样效率低、周期也比较长、也不够直观、人员数量多。传统的测量技术虽然成熟，但因地铁装修工程交叉施工干扰大、工期紧、任务重、难度大等特点，面对现有的测量技术已无法满足行业要求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中所存在的地铁车站由于空间局限性，交叉施工大等因素，导致常规测量方法周期长；由于传统的结构误差检测方法通过人工卷尺测量、激光测距仪及全站仪交叉使用，精度不高，也容易出错；地铁车站现场的施工环境复杂，而传统的放样方法是通过手动输入坐标以及人员跑动进行放样，手动出错率高、放样效率也低等不足，提供一种一种地铁车站装修工程的测量放样方法及装置。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
一种地铁车站装修工程的测量放样方法，包括：
分层获取地铁车站的控制点平面坐标及控制点高程值，根据所述控制点平面坐标和控制点高程值布设扫描点位；
基于所述扫描点位获取地铁车站的三维点云数据，拼接所述三维点云数据，并进行预处理；
将处理后的三维点云数据导入预先设计好的地铁车站土建结构模型中，进行图模重构，生成第一结构模型；
将预先设计好的地铁车站装修BIM模型导入所述第一结构模型中，生成第二结构模型；
根据所述第二结构模型，对施工现场进行放样。
优选地，所述预处理是将拼接后的三维点云数据进行删减整合，去除三维点云数据的噪音数据，所述噪音数据包括障碍物数据。
优选地，通过转换所述三维点云数据的格式，将转换后的三维点云数据导入所述预先设计好的地铁车站土建结构模型中，能对地铁车站土建结构模型进行误差分析。
优选地，所述第一结构模型为重新构建的，能反映施工现场实际状况的土建结构BIM模型。
优选地，通过统一坐标系，将预先设计好的地铁车站装修BIM模型导入所述第一结构模型中，进行自动匹配。
优选地，所述第二结构模型生成前，通过施工现场处理及方案调整进行修正校核，使得所述第二结构模型与施工现场实际一致。
优选地，根据所述第二结构模型辅助施工现场施工和装修材料下单。
本发明的另一发面，还提供了以下技术方案：
一种地铁车站装修工程的测量放样装置，用于执行如上述任一项所述的一种地铁车站装修工程的测量放样方法，所述测量放样装置包括：
测量装置，用于分层获取施工现场的控制点平面坐标及控制点高程值；
扫描装置，用于基于所述扫描点位获取地铁车站的三维点云数据；
处理装置，用于拼接所述三维点云数据，并进行预处理；
重构装置，用于将处理后的三维点云数据导入预先设计好的地铁车站土建结构模型中，进行图模重构，生成第一结构模型；
校核装置，用于将预先设计好的地铁车站装修BIM模型导入所述第一结构模型中，生成第二结构模型；
放样装置，用于提取所述第二结构模型中的放样数据，并依据所述放样数据进行施工现场放样。
优选地，所述放样装置，通过将获取的第二结构模型进行转换，生成模型文件并导入控制终端内，根据接收组、求交组、求交方向进行提取所需放样点数据。
优选地，所述控制终端采用后方交会法设站后，根据提取好的放样点数据在控制终端上进行施工放样工作。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
通过本发明提供一种地铁车站装修工程的测量放样方法及装置，能够有效解决传统测量所导致的周期长、精度低、效率低等问题，有效减少测量所用的人工消耗，提高测量精度和效率，同时也促使装修材料备料加工时间大大提前，在获取现场实际的点云模型的同时，也为后期运营维护保存了基础数据。通过放样装置并配合高精度三维激光扫描，也大大提高了施工放样的效率和精度，也同时减少了施工放样误差，使测量精度更高，施工放样更高效。
附图说明
图1为本发明的方法流程图；
图2为本发明的施工流程图；
图3为本发明的控制点布置平面图；
图4为本发明的扫描点布置平面图；
图5为本发明的点云数据处理图；
图6为本发明的图模重构示意图；
图7为本发明的重构装修示意图；
图8为本发明的放样流程图；
图9为本发明的控制终端1#模型图；
图10为本发明的控制终端2#模型图。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
本发明提供了一种地铁车站装修工程的测量放样方法，如图1所示，为本发明的方法流程图，包括：
分层获取地铁车站的控制点平面坐标及控制点高程值，根据所述控制点平面坐标和控制点高程值布设扫描点位；
基于所述扫描点位获取地铁车站的三维点云数据，拼接所述三维点云数据，并进行预处理；
将处理后的三维点云数据导入预先设计好的地铁车站土建结构模型中，进行图模重构，生成第一结构模型；
将预先设计好的地铁车站装修BIM模型导入所述第一结构模型中，生成第二结构模型；
根据所述第二结构模型，对施工现场进行放样。
实施例2
本发明的另一方面，还提供了一种地铁车站装修工程的测量放样装置，用于执行如上述所述的一种地铁车站装修工程的测量放样方法，其特征在于，所述测量放样装置包括：
测量装置，用于分层获取施工现场的控制点平面坐标及控制点高程值；
扫描装置，用于基于所述扫描点位获取地铁车站的三维点云数据；
处理装置，用于预处理所述三维点云装置；
重构装置，用于将处理后的三维点云数据导入预先设计好的地铁车站土建结构模型中，进行图模重构，生成第一结构模型。
校核装置，用于将预先设计好的地铁车站装修BIM模型导入所述第一结构模型中，生成第二结构模型
放样装置，用于提取所述第二结构模型中的放样数据，并依据所述放样数据进行施工现场放样。
实施例3
在本实施例中，具体提供了一套精度高、效率高、三维直观、可视化放样的测量放样方法。该方法现场可操作性强，极易于推广，通用性较强，适合城市轨道交通车站等较大空间装修工程。方法如下：
1、本实施例中，具体实施的工作流程如图2所示，包括：
实地踏勘及施工准备、控制测量及反射贴布置、扫描路线布设、三维激光实体扫描、点云数据处理、误差分析、图模重构、BIM机器人放样。
2、实地踏勘及施工准备；
(1)各种测量设备及工具所需要的资料文件齐全、有效；
(2)完成测量控制点相关移交手续；
(3)测量人员应具有相应的岗位证书并对进场的仪器设备重新进行检定；
(4)施工现场清理到位，工作面施工无障碍；测量工具准备到位，相关验收手续办理完毕；安全防护措施齐全、有效。
3、控制测量及反射贴布置，如图3所示；
根据甲方单位提供的控制点、施工图纸以及施工现场的实际情况，进行平面控制网闭合导线控制测量以及三角高程法高程控制测量。通过平面控制测量所得数据采用专业软件进行处理，得到平差软件所需格式的文件，通过平差软件进行平差得到所需控制点平面坐标，高程控制测量所得数据利用Excel编辑内置函数和逻辑计算功能(设计了高程计算表)进行平差计算，得到控制点高程值，并拟定扫描位置区域内控制点及反射贴数量及其对应粘贴位置。
4、扫描路线布设，如图4所示；
由于地铁车站空间小、遮挡多等情况，需通过多次扫描工作得到整体的三维点云数据，必须从不同的站点进行数据采集，由于站厅、站台层高差较大，需通过楼梯传递并且两站之间扫描要保持连续，从而将得到的数据进行拼接，得到完整的物体表面点云模型，通过图纸及现场实际情况进行扫描路线布设。
5、三维激光实体扫描
将控制点及反射贴数据导入三维激光扫描仪器中，将三维激光扫描仪器架设在现场确定的扫描点位上，通过后方交会法或后视定向法定位控制点后进行数据采集。
6、点云数据处理，如图5所示
在三维扫描测量过程中，存在一系列因素，会扫描到关联性较小的物体以及现场施工堆放的材料等其他障碍物，将其存储在点云数据中，形成数据冗余，因此在进行模型对比工作之前需对点云进行相应的处理工作，点云处理的主要方法有噪声点剔除、数据精简、数据平滑处理和数据对齐等。
将扫描的每一组数据进行自动拼接，删减、整合功能去除点云数据中不必要的内容，从而得到具有精准的数据内容。
7、误差分析；
通过坐标、高程配准，将土建结构模型定义到实际坐标系中，通过处理过的点云数据转成所需格式文件，将点云数据导入模型中即可进行误差分析比对，通过误差分析对比，形成点云模型与施工图纸的误差分析报告。
8、图模重构，如图6所示；
图模重构，指三维激光扫描技术所获取的现场实际点云数据，重新构建反映现场实际状况的BIM模型的过程。通过获取的点云数据模型对土建结构模型进行重构，得到现场实际的土建结构BIM模型。然后，统一所述设计装修BIM模型同步与所述已重构的土建结构BIM模型的坐标系，再将所述设计装修BIM模型导入中所述已重构的土建结构BIM模型，基于所述坐标系进行自动匹配。检查分析各立柱、墙面、地面、楼梯口、天花等区域，对现场土建结构误差无法满足装修施工及设备安装的地方进行沟通确认，通过现场处理或者方案调整等方式对装修BIM模型进行深化及修改，达到满足装修施工及设备安装要求，生成最终现场实际的装修BIM模型，如图7所示。
9、BIM机器人放样；
利用BIM技术，通过模型转换、将施工模型导入BIM机器人放样设备终端中，通过可视化设备终端拾取现场施工放样点，对现场可实现精准放样。
在获取完整的装修施工BIM模型后通过扫描设备的控制终端进行施工放样，BIM机器人放样流程如图8所示。首选模型转换，将装修BIM模型导入到模型转换软件，通过模型处理，添加导出的IFC文件(国际通用格式)，对模型文件进行压缩处理，压缩后模型可以提高读取速度、提高渲染效率，转换输出“.ive”格式文件；其次模型导入，将装修BIM模型导入到扫描设备的控制终端内，加载模型文件，根据接收组、求交组、求交方向进行提取所需放样点数据，如图9、图10所示；最后现场施工放样，BIM机器人放样采用是360°棱镜及放样控制终端，将仪器架设好，通过放样控制终端设置将仪器与360°棱镜进行连接。采用后方交会法成功设站后，根据提取好的放样点数据在控制终端上进行施工放样工作，放样工作仅需一人即可。在设置好放样点后，仪器可自动追踪360°棱镜，通过控制终端指引快速将360°棱镜移动到放样点位置，在通过棱镜杆上气泡精准对中后确定放样点位置。用黑色记号笔做好标记，通过多个点位的确定，用墨线弹出放样物体范围线并标记好名称。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种地铁车站装修工程的测量放样方法，其特征在于，包括：
分层获取地铁车站的控制点平面坐标及控制点高程值，根据所述控制点平面坐标和控制点高程值布设扫描点位；
基于所述扫描点位获取地铁车站的三维点云数据，拼接所述三维点云数据，并进行预处理；
将处理后的三维点云数据导入预先设计好的地铁车站土建结构模型中，进行图模重构，生成第一结构模型；
将预先设计好的地铁车站装修BIM模型导入所述第一结构模型中，生成第二结构模型；
根据所述第二结构模型，对施工现场进行放样。
2.根据权利要求1所述的一种地铁车站装修工程的测量放样方法，其特征在于，所述预处理是将拼接后的三维点云数据进行删减整合，去除三维点云数据的噪音数据，所述噪音数据包括障碍物数据。
3.根据权利要求1所述的一种地铁车站装修工程的测量放样方法，其特征在于，通过转换所述三维点云数据的格式，将转换后的三维点云数据导入所述预先设计好的地铁车站土建结构模型中，能对地铁车站土建结构模型进行误差分析。
4.根据权利要求1所述的一种地铁车站装修工程的测量放样方法，其特征在于，所述第一结构模型为重新构建的，能反映施工现场实际状况的土建结构BIM模型。
5.根据权利要求1所述的一种地铁车站装修工程的测量放样方法，其特征在于，通过统一坐标系，将预先设计好的地铁车站装修BIM模型导入所述第一结构模型中，进行自动匹配。
6.根据权利要求1所述的一种地铁车站装修工程的测量放样方法，其特征在于，所述第二结构模型生成前，通过施工现场处理及方案调整进行修正校核，使得所述第二结构模型与施工现场实际一致。
7.根据权利要求6所述的一种地铁车站装修工程的测量放样方法，其特征在于，根据所述第二结构模型辅助施工现场施工和装修材料下单。
8.一种地铁车站装修工程的测量放样装置，用于执行如上述权利要求1-7任一项所述的一种地铁车站装修工程的测量放样方法，其特征在于，所述测量放样装置包括：
测量装置，用于分层获取施工现场的控制点平面坐标及控制点高程值；
扫描装置，用于基于所述扫描点位获取地铁车站的三维点云数据；
处理装置，用于拼接所述三维点云数据，并进行预处理；
重构装置，用于将处理后的三维点云数据导入预先设计好的地铁车站土建结构模型中，进行图模重构，生成第一结构模型；
校核装置，用于将预先设计好的地铁车站装修BIM模型导入所述第一结构模型中，生成第二结构模型；
放样装置，用于提取所述第二结构模型中的放样数据，并依据所述放样数据进行施工现场放样。
9.根据权利要求8所述的一种地铁车站装修工程的测量放样装置，其特征在于，所述放样装置，通过将获取的第二结构模型进行转换，生成模型文件并导入控制终端内，根据接收组、求交组、求交方向进行提取所需放样点数据。
10.根据权利要求9所述的一种地铁车站装修工程的测量放样装置，其特征在于，所述控制终端采用后方交会法设站后，根据提取好的放样点数据在控制终端上进行施工放样工作。
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| 许少辉;: "地面三维激光扫描技术在地铁隧道竣工测量中的应用", 城市勘测, no. 05, 31 October 2016 (2016-10-31), pages 71 - 75 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117113683B (zh) | 2024-05-24 |
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