虚拟仿真技术在建筑工程测量中的应用研究

虚拟仿真技术在建筑工程测量中的应用研究

张飞翔 ，

江苏省交通技师学院， 212000

摘要：虚拟仿真技术简称VR，是集人工智能技术、传感技术、计算机技术于一身的综合集成技术，该技术通过计算机硬件、软件以及传感器构成一个人工虚拟的三维空间，使操作者产生身临其境的感觉。测量工作贯穿建筑工程施工全过程。但是，在建筑工程所在地的地表环境差、地质结构复杂、自然气候条件恶劣，导致测量工作无法正常进行的情况下，施工单位为了给施工过程提供精准的测量数据，将虚拟仿真技术引入到测量工作当中，技术人员根据虚拟环境下的模拟测量数据，能够及时了解和掌握建筑工程施工地点的标高数据以及建筑物的尺寸形态信息。因此，虚拟仿真技术不仅给测量工作提供了一个数据交换平台，同时，使每一道施工工序能够顺利进行。

关键词：虚拟仿真技术;建筑工程;测量;应用策略;

近年来，在建筑工程测量中，受到地理环境、自然气候条件以及人为主观因素的影响，测量工作的开展难度越来越大，测量精度也受到严重影响，在这种形势之下，建筑施工单位将虚拟仿真技术与测量工作融合到一起，借助模拟的现实空间，获取建筑项目实施全过程的各项数据信息，进而保障建筑施工进程顺利推进。本文围绕虚拟仿真技术在建筑工程测量中的应用优势以及应用策略进行全面阐述。

1.虚拟仿真技术与建筑工程测量技术概述

1.1 虚拟仿真技术

虚拟仿真技术的数据输入载体是计算机键盘、鼠标头盔、数据手套等设备，当数据输入到计算机系统后，将自动生成一个虚拟环境，操作人员可以和虚拟环境之间进行实时交互，这一体验过程仿佛置身于现实世界当中。目前，这项新技术已经走进国内诸多高等院校的课堂，成为学生的一门必修课程。随着虚拟仿真技术的日渐成熟，在社会各领域也得到普及推广和应用，比如施工组织设计阶段、施工人员培训阶段、工程测量放样阶段等，都能够看到虚拟仿真技术身影。

1.2 建筑工程测量技术

工程测量作为一门应用型学科，起初主要用来测量与计算实物的长度、宽度、周长、面积等参数，后来逐渐演化成一门利用精密测量仪器与复杂运算的专项技术，在建筑工程项目实施阶段，工程测量内容涉及基础测量、高程测量、视距测量、角度测量、建筑物形变测量等。随着测量仪器的不断创新以及设计生产技术水平的不断提升，近年来，一些新型的测量技术应运而生，比如数字摄影测量技术、三维激光扫描技术、全球定位系统实时动态测量技术等，而虚拟仿真技术在测量学中的应用则是建筑工程施工领域的一种全新尝试。

2.虚拟仿真技术在建筑工程测量中的应用优势

2.1 不受时间、空间影响

对于建筑工程来说，测量工作是招投标文件以及施工组织设计方案中的重要组成内容，在方案与文件当中，明确规定了测量时间与测量工作流程，因此，测量本身是一项明确固定时间与固定地点的工作任务。而应用模拟仿真技术时，则无需考虑时间与空间的限制，施工单位在中标以后，即可以利用该技术在虚拟环境当中完成初始测量放样任务。同时，测量人员也无需亲临施工现场，只需要在日常办公场所就可以计算出施工现场的各项数据。

2.2 不受自然气候影响

建筑工程项目施工过程始终在室外进行，而测量工作地点也处于室外环境当中，一旦施工地点的自然气候条件发生改变，将给测量工作的正常开展带来不利影响，甚至出现测量中止的情况。比如雨雪天气、大雾天气，测量工作将无法进行。在这种情况之下，施工单位可以利用虚拟仿真技术，将工作地点搬到室内，测量人员在计算机系统构建的虚拟环境中，就可以对施工现场进行测量放样，以获取精准的测量数据。

2.3 不受施工进度影响

随着施工进度的不断推进，每一道工序都需要精准测量数据的支撑，但是，由于人为失误，极易影响实地测量的精准度，为了不影响施工进度，施工单位可以应用虚拟仿真技术，在模拟的虚拟环境中，对此前的测量结果能够进行反复校验，以确定测量数据是否准确，如果发现测量误差较大，测量人员可以及时采取补救措施，以保证施工进度不受任何影响。

3.虚拟仿真技术在建筑工程测量中的应用策略

3.1 在基础桩位测量中的应用

建筑基础测量的核心任务是确定基础桩位的准确位置，在实地测量中，需要根据施工规范要求，合理控制好承台桩位的误差值，如果桩位的测量误差较大，就必须对原设计方案进行重新修订，这样一来，将给施工单位造成巨大的经济损失。而应用虚拟仿真技术，能够有效解决这一问题。首先，测量人员将施工现场的地质结构信息、施工设计图纸的建筑位置信息以及周边的地理信息输入到计算机系统当中，然后在传感器的作用下，能够在计算机显示界面出现施工现场的虚拟画面，在画面当中，承台桩位的位置能够直观地展现在测量人员面前，测量人员根据位置中心点的坐标数据，能够快速地计算出基础桩位的高程数据，这不仅节省了大量的测量放样时间，也能够保障测量数据的精准度。

3.2 在底板基础测量中的应用

在测量底板基础时，由于施工作业现场的作业条件较为恶劣，部分区域不具备放置全站仪等测量仪器的条件，这就需要利用虚拟仿真技术来获取土方开挖深度以标高数据。首先，测量人员将建筑物基础的周边环境信息输入计算机系统当中，此时，借助于计算机系统生成一个基础开挖现场的虚拟环境。然后，测量人员通过手动操作，确定基础开挖的中心点，利用传感器提供的人机交互功能，在虚拟环境中对实地测量步骤进行模拟操作。比如底板、承台、底梁的土方开挖深度，经过测量模拟可以得出一个测量数据，测量人员将这一数据与施工设计图纸进行比对，当误差值满足标准要求后，即视为该阶段的模拟测量工序结束。再比如测量垫层与桩头标高时，对测量精度提出了较高要求，如果在实地测量时，测量人员需要进行多次复测才能提高精准度，而应用虚拟仿真技术，只需要与虚拟环境进行实时交互，甚至一键操作就可以完成一次完整的测量过程，最后将每一次模拟的数据进行比对，就可以精准地确定垫层与桩头的标高值。由此可以看出，在底板基础测量施工中应用虚拟仿真技术能够大幅提高工作效率与测量精度，进而使底板基础的施工质量得到切实保障。

3.3 在墙柱平面垂直度测量中的应用

墙柱平面的垂直度是建筑物质量的衡量标准，如果垂直度误差较大，建筑物的主体结构就会产生倾斜现象，严重的还会导致楼体坍塌，因此，墙柱平面垂直度的测量工序尤为重要。测量墙柱平面垂直度一般在混凝土浇筑工序结束后，为了提前预知测量结果，不影响墙柱钢筋绑扎以及模板施工工序的正常进行，测量人员可以利用虚拟仿真技术对测量现场进行仿真模拟。通过在操作界面的手动操作，测量人员与虚拟空间可以进行实时互动。

比如所选的墙体长度小于3m，在模拟空间中，可以在同一面墙的4个角当中选取左上及右下2个角，然后按照45°的角斜放靠尺，测量2次表面平整度，距离地面约20cm的位置测放靠尺一次，并将3个实测值作为指标合格率的3个计算点。在检测墙柱平面垂直度时，测量人员可以模拟空间中固定吊线，在铅锤自然下垂时，吊线对应的下部标尺刻度应当为0，如果墙柱平面垂直度存在偏差，测量人员可以在下部标尺上面读出最终的偏差数值。通过这种方法，测量人员能够准确测量出墙柱平面的垂直度，而且最终实测结果可以作为墙柱施工阶段的重要参考数据。

4.结束语

虚拟仿真技术与建筑工程测量工作的融合，不仅给测量人员提供了高效便捷的服务，也使建筑工程施工能够顺利开展。因此，测量技术人员应当不断提升专业技术水平，积极借鉴虚拟仿真技术的实践操作经验，为保障建筑工程质量提供准确、完备的测量数据。

参考文献

[1]甘鹏飞.虚拟仿真技术在建筑工程施工中的应用[J].房地产导刊，2019，(20)：64，102.

[2]蔡琦婧.浅谈虚拟仿真技术在建筑工程技术专业中的应用[J].市场周刊：理论研究，2020(001)：P.177-178.

[3]陈淑清.建筑工程虚拟仿真实训平台构建[J].中国教育技术装备，2020，No.480(06)：62-63+68.