２０１１年６月 第３期 文章编号：１６７２—８２６２（２０１０）０３—１４１—０３ 城市勘测 Ｊｕｎ．２０１１ Ｎｏ．３ Ｕｒｂａｎ Ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ＆Ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ 中图分类号：Ｐ２５８ 文献标识码：Ｂ 建筑物立面测量的研究 别建晓 （武汉市政工程设计研究院有限责任公司，湖北武汉４３００１５） 摘 要：在实际测量工作中，往往需要测绘出原有建筑物的立面图，立面上的点都是处在一个竖直面上。但常用的测 绘成图软件都是基于平面图测绘而开发出来的，无法直接用于立面图测绘。本文重点阐述了立面与平面的相互关系、 立面测量的基本原理和作业流程，再通过编程的方法对测量数据进行格式转换，将转换后的数据导入到测绘软件中， 就可以实现立面图的绘制。 关键词：建筑物；立面；平面；坐标文件；格式转换 １ 前言 檐口、屋顶（女儿墙或隔热层）、雨水管，墙面分格线或 其他装饰构件等。 （３）注出外墙各主要部位的标高。如室外地面、 台阶、窗台、门窗顶、阳台、雨篷、檐口标高、屋顶等处完 在城市建设中，为了使临街建筑与街道的景观协 调起来，往往需要对旧有建筑物的立面进行整治，这就 要求作业人员测绘出建筑物的立面图；一些原有的建 筑根据需要进行改建或扩建，也要求测绘出立面图。 但是目前常见的测绘软件都是基于平面图测绘而开发 出来的，无法直接用于立面图测绘。要进行立面测量， 就显得非常繁琐，甚至有些无法下手。其实只要我们 知道了立面测量的基本原理，通过编程的方法对测量 成面的标高。一般立面图上可不注高度方向尺寸。但 对于外墙留洞除注出标高外，还应注出其大小尺寸及 定位尺寸。 （４）各部分构造、装饰节点详图索引，用料名称或 符号。 数据进行格式转换，将转换后的数据导人到测绘软件 中，就可以轻松实现立面图的绘制。 ２立面的基础知识 立面图是将建筑物不同的立面投影到铅直的、与 立面平行的投影面上而得到的正投影图，称为建筑立 面图，简称立面图。它主要表现建筑物的外貌形状，反 映屋面、门窗、阳台、雨篷、台阶等的形式和位置、建筑 垂直方向各部分高度、建筑的艺术造型和外部装饰等。 根据建筑形体的复杂程度，建筑立面图的数量也有所 不同。一般分为正立面、背立面和侧立面，也可按建筑 的朝向分为南立面、北立面、东立面、西立面。有时也 按轴线编号来命名立面图名称（如图１所示），如①～ 图１立面图示例 ３立面与平面的关系 从图１中可以看出，这个视图只能反映建筑物的 长度和高度，还不能反映它的宽度。因此，在一般情况 下，一个视图不能完全确定建筑物的形状和大小。所 ⑨立面图或Ａ—Ｅ立面图，这对平面形状复杂的建筑 尤为适宜。在施工中，建筑立面图主要是作建筑外部 装修的依据。建筑立面图应包括以下内容： （１）建筑两端或分段的轴线及编号。 （２）画出室外地面线及房屋的勒脚、台阶、花台、 门、窗、雨篷、阳台；室外楼梯、墙、柱；外墙的预留孔洞、 以我们可以设立三个投影面（通常是三个投影面，也有 可能是六个或更多），然后从三个方向进行观察，这样 就可以在三个投影面上画出三个视图，用以表达建筑 物的形状和大小。 收稿日期：２Ｏ１Ｏ—Ｏ９—２２ 作者简介：别建晓（１９７５一），男，高级工程师，主要从事城市测绘技术与研究工作。 １４２ 城市勘测 图２三视图 如图２所示，从建筑物的前方向后观察，在Ｖ面上 所得的视图，称为主视图，它反映了长度和高度。从左 方向右观察，在ｗ面上所得到的视图，称为左视图，它 反映了高度和宽度。从上方向下观察，在Ｈ面上所得 的视图，称为俯视图，它反映了长度和宽度，其实也就 是我们熟悉的平面图。为了将三个视图画在同一个平 面上，规定Ｖ面保持不动，将其他两个投影面旋转和Ｖ 面处于同一平面上，这样就得到如图３所示的三视图。 在实际画图中，投影面的边框不必画出。 如图３所示，俯视图相当于建筑物的平面图，主视 图相当于正立面图，左视图相当于侧立面图。三者间 的联系规律也就是三视图的投影规律：长对正、高平 齐、宽相等。它们对于建筑物的整体或局部以致建筑 物上任何两点之间的位置都是适用的。 图３各投影面的关系 ４立面测量的原理 如图４所示，在立面测量过程中，选定建筑物前一 开阔地方Ｐ２架设全站仪，照准Ｐ１点后将仪器置零，Ｐ１ 点和Ｐ２点为平面坐标系ＸＯＹ中的点，其坐标和高程 为已知。Ａ、Ｂ、ｃ、Ｄ为建筑物正立面上的四个点，我们 假定以面ＡＢＣＤ为投影面，该面与Ａ点所处水平面的 交线为ＡＢ。现建立以Ａ为坐标原点，以ＡＤ方向为ｘ 轴，以ＡＢ方向为Ｙ轴的立面坐标系ＸＯＹ。 假定点Ｐ是建筑物上的某一点，它在投影面上的 投影点为Ｅ，立面测量的关键就是求Ｅ点在ＸＯＹ坐标 系中的坐标。 Ｄ 图４立面测量示意图 其中Ｐｌ点和Ｐ２点的平面坐标和高程为已知。仪 器照准Ａ点时根据极坐标原理可以得到Ａ点的平面 坐标（ 、 ）和高程 ，同理可得到Ｂ点和Ｐ点的平 面坐标和高程。如图４所示，假设Ｐ点在Ａ点所处水 平面上的投影点为Ｐ ，其平面坐标与Ｐ的平面坐标相 同。Ｐ 在投影面上的投影点为Ｆ，可以看到Ｆ点也是 Ｐ 在ＡＢ线上的垂足。假定Ｅ点在ＸＯＹ坐标系中的 坐标为 、 ，根据几何关系可得： ＸＥ＝ＥＦ＝ 一 １ ｙＦ＝ＡＦ＝￣／（Ｘｓ－ＸＡ） ＋（ｙＦ— ）。Ｊｌ （１） 因为Ａ、Ｂ的平面坐标已知，可以反算得到ＡＢ的 坐标方位角，假定为ＯＬ。 ｔａｎ ＝ 根据式（２）可以求得Ｏｔ，因为Ｐ Ｆ与ＡＢ相垂直， 所以假定Ｐ Ｆ的方位角为 ，则／３＝ａ＋９０。 由图４可知，Ｐ 与Ｐ的平面坐标相同，假设Ｆ点的 平面坐标为（ ），那么： —ｌ，Ａ ｔ ｎ —ＸＦ－ＸＡ —ｙｐ （３） 则求得Ｆ点的坐标如下： ＸＡ‘ｔａ 一 Ａ‘ｔａｎａ＋ＹＡ一】，Ｐ ——— —一 ＹＦ：Ｙｐ＋ｔａｎ／３。（ Ｆ— Ｐ） （４） 或ｙＦ＝】，Ａ＋／ａｎｏ￣・（ ｒ Ａ） 根据式（３）即可求出Ｆ点的平面坐标，再代入Ｊ＝【＝＝ （１）即可求得ｙＦ了， 可根据Ｐ点和Ａ点的高程求 第３期 别建晓．建筑物立面测量的研究 １４３ 得，这样我们就求出Ｐ点在投影面上的坐标了。 在开发数据转换程序时，利用ＶＢ６进行，程序界 面如图６所示。其中基准点也就是图６中的Ａ点，它 ５立面测量的实施 知道了立面测量的原理后，就可以利用现有的测 绘成图软件进行立面图的测绘和成图。野外测量与平 时的平面图测绘没什么两样，都是使用全站仪进行测 记法采集立面上某些特征点的三维坐标，即北坐标、东 的坐标必须是三维的，即 、ｌ，Ａ和日 。基准方向点也 就是图４中的Ｂ点，它与Ａ点可以不在同一水平面 上，也就是说它们的高程可以不相等。通过基准点和 基准方向点的竖直面也就是投影面了。 坐标、高程，这些点的坐标都是平面坐标系中的坐标， 它们都存在全站仪中的指定文件里。内业处理时首先 将这些点坐标通过电缆线传输到计算机中，再通过编 程的方法对测量的坐标数据进行转换，得到在立面坐 标系中的坐标；转换的同时将坐标数据格式转换成绘 图软件所要求的格式。然后将转换后的数据导入到测 绘软件中，再经过连线处理就可实现立面图的绘制，如 图５所示。 立面图测绘的作业流程如图５所示。 野外测量，求得三维坐标 图６程序界面图 ６ 结语 本文重点阐述了立面测量的基本原理和作业流 将数据从全站仪导出到计算机 程，由不同品牌的全站仪导出的测量数据格式不同，绘 Ｊｒ 通过编程的方法对坐标数据进 图软件ＥＰＳ ２００５或ＣＡＳＳ ７．０所要求的坐标文件格式 也不同，这就要求首先掌握坐标文件的数据格式，针对 所使用的全站仪和绘图软件编制出相应的转换程序， 从而保证立面图测绘工作的顺利完成。 行转换：①将平面坐标系转换为 立面坐标系。②将数据格式转换 为测绘软件所要求的格式。 Ｉ将转换后的数据导入测绘软件 人工连线、注记等编辑处理 参考文献 ［１］ 陈大钊．房屋建筑学［Ｍ］．北京：高等教育出版社，２００１ ［２］ 武汉测绘科技大学《测量学》编写组．测量学［Ｍ］．北 京：测绘出版社，２００４ ［３］ 李青岳，陈永奇．工程测量学［Ｍ］．北京：测绘出版社， １９９５ 图５立面图测绘作业流程图 Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ Ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ ｔｈｅ Ｖｅｒｔｉｃａｌ ｓｉｄｅ ｏｆ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｂｉｅ ＪｉａｎＸｉａｏ （Ｗｕｈａｎ Ｍｕｎｉｃｉｐａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｄｅｓｉｇｎ＆Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．Ｗｕｈａｎ ４３００１５，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｌｍｏｓｔ ａｌｌ ｔｈｅ ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｐｒｏｇｒａｍｓ ａｒｅ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｏｎ ｄｒａｗｉｎｇ ｐｌａｎｉｍｅｔｒｉｃ ｍａｐｓ，ｔｈｅｙ ｃａｎ’ｔ ｂｅ ｕｓｅｄ ｉｎ ｄｒａｗｉｎｇ ｖｅｒｔｉｃａｌ ｍａｐｓ ｄｉｒｅｃｔｌｙ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｍａｉｎｌｙ ｅｘｐｌａｉｎｓ ｔｈｅ ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ． Ｉｆ ｙｏｕ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ ｔｈｅ ｆｏｒｍａｔ ｏｆ ｔｈｅ ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ ｄａｔａ ｂｙ ｍｅａｎｓ ｏｆ ｃｏｍｐｉｌｅ ｐｒｏｇｒａｍｍｅ，ｔｒａｎｓｆｅｒ ｔｈｅ ｄａｔａ ｔｏ ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ ｓｏｆｔｗａｒｅ， ｔｈｅｎ ｙｏｕ ｃａｎ ｄｒａｗ ｐｌａｎｉｍｅｔｒｉｃ ｍａｐｓ ｗｉｔｈ ｅａｓｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｂｕｉｌｄｉｎｇ；ｖｅｒｔｉｃａｌ ｓｉｄｅ；ｐｌａｎｅ；ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ ｆｉｌｅ；ｆｏｒｍａｔ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ