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测绘为奥运服务

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GIS为奥运村管理添羽翼

奥运村升旗仪式

  随着8月8日北京奥运会开幕式的临近,北京已正式进入“奥运时间”。7月20日,北京奥运村预开村,标志着这个能同时接待近两万宾客的“世界第一村”投入运行。当日,奥运村志愿者们开始上岗接待各个国家和地区奥委会代表团的先遣人员。7月27日,奥运村正式开村,各代表团所有人员开始正式进驻,中国体育代表团第一个进驻并在广场举行升旗仪式。

  北京奥运村位于北京中轴线北端,是奥林匹克公园的重要组成部分,南邻主场馆区,北接奥林匹克森林公园,环境优美,交通便利。奥运会期间,来自世界200多个国家和地区的16000多名运动员将居住、生活在这里。全村分为居住区、国际区和运行区,分别是代表团居住的区域、提供商业服务等活动的场所以及物流、交通等后勤保障区域。村内主要建筑包括42栋住宅楼、5栋配套公共建筑,总建筑面积52万平方米。显而易见,奥运村日常管理工作的能力和水平对于能否办好本届奥运会至关重要。

  6月10日,一个专门用于奥运村管理工作的地理信息系统(GIS)——北京奥运村地理资源信息系统,提交给国奥投资发展有限公司奥运村管理部门。奥运会期间,管理部门以这一系统为平台,对奥运村进行科学管理,从而保障运动员的安全舒适生活和奥运会的安全顺利进行。奥运村地理资源信息系统的投入使用,无疑将使奥运村的日常管理工作更加直观、高效、规范。

  这个涵盖了奥运村房屋、地籍、道路、绿化、地下管线及设施、消防安全保障设施等地理资源信息的管理系统,是由中国兵器工业勘察设计研究院历时4个月建立的。这个院的测绘人员在奥运村进行了控制测量,地形图测量和道路铺装、绿化调绘,专业管网测量,信息系统建库,图集制作等工作,建立了奥运村全面、完整、现势的地理信息数据库,既为奥运村的日常管理和奥运会的安全顺利进行提供了技术支持和服务保障,也为奥运村的可持续发展提供了科学、翔实的现势数据和图纸资料,同时还可在一旦出现危急情况时提供快速决策支持。

  考虑到测区面积较大,测绘人员在测区周边布设了4个E级静态GPS点作为首级平面控制点,采用动态GPS技术布设了43个测图控制点,按四等水准精度要求施测了首级高程控制点位,沿小区内部道路布设了47个图根点,采用全野外数字化测图法施测了地形图。在此基础上,他们实地调查了道路铺装材料的名称、规格、颜色及其分界线,作为编绘道路铺装图及建数据库的基础;实测单棵树、单棵灌木,调绘各种树木及花卉的名称、棵数、分界线,作为编绘绿化图及建数据库的基础。他们还对各种管线进行了实地调查,对有检修井的可见部分进行逐井调查与量测,对于金属管线的隐蔽部分先用金属管线探测仪进行探测,再进行测量,最后编绘成数字化管线图及管线测点成果表。

  奥运村地理资源信息系统数据库包括各种管线子库、建筑物子库、植被子库、道路子库,建库依据为地形图、管网测绘成果、道路铺装及绿化资料等。建立这一数据库工作量大,困难多,需要大量细致的工作。譬如,仅地下管线,他们就调查了上水管线,喷淋、直饮水管线,中水管线,冷凝水管线,雨水管线,污水管线,天然气管线,电力管线,路灯、景观灯、动力电缆管线,弱电管线,电信管线,热力管线等十几种。奥运村中绿化乔木、灌木密度大,种类繁多,通视条件差,地面铺装较为复杂;专业管网均为地下敷设,种类多且密集,还有不少非金属管道;外业施测时,各种管线施工尚未完全结束,部分管线需要改动……所有这些,都给现场管线调查及测量带来较大困难,增加了许多额外工作量。

  经过4个月的努力,测绘人员圆满完成了1:500比例尺地形图测绘、小区绿化及地面铺装调查与测绘、15种165公里的地下管网调查与探测、60种近万棵树木的调查与测量,并根据实际情况增创了20种特殊管线图例符号、60种树木图例符号、48种道路铺装图例符号,提供了奥运村1:500比例尺地形图15幅、各种专业管线图、绿化及道路总装图和彩色图集。这些测绘成果完整地体现了奥运村中建筑物、道路铺装及绿化的现状,体现了各种地下管线的走向、埋深及关系,成为奥运村各种基础设施管理和维修的基础资料,哪里停电了,哪里跑水了,在信息系统中都能一目了然。

  奥运村地理资源信息系统具有完善的信息查询分析和统计功能,方便快捷的数据库维护、修改、编辑功能,简单、易用的属性数据库修改、编辑功能,便捷的图形、数据及报表输出功能,便捷的图形放大、缩小、漫游功能等。运用信息查询功能,可以查看带有数据库属性的建筑物、道路、绿地、树木、地下管线等实体的信息。运用统计功能,可以统计单个管线的长度、区域内管线总长度、一类专业管线总长度,统计区域内道路、绿地、树木的数目、面积等内容。运用分析功能,可以分析各类管线的影响范围,一旦发生事故,可快速查找距事故点最近的阀门。技术人员给记者讲述了这样一件事:在奥运村开村前信息系统试运行时,测绘人员通过系统的分析功能发现,有一个区的生活用水只有总阀门而没有分栋建筑控制阀,那么当需要进行设备维护时,就必须断掉该区域的全部供水。测绘人员及时反映了这一情况,建议进行修改。管理部门不仅对此高度重视,立即进行了整改,还借助这一系统对各专业可能存在的隐蔽性问题逐一进行了排查,消除了事故隐患。

  再有10天,世人期盼已久的北京奥运盛会就要开幕。一百年的轮回,奥运和中国这两个承载了太多光荣与梦想的名词终于紧紧相连。数以万计的各国体育健儿正满怀期待源源不断地向盛装的北京,向他们在北京的“家园”奥运村云集。可以想见,此时此刻,中国特色浓郁的北京奥运村一定是一派喜庆、热情、祥和的氛围,不同肤色、不同民族、不同信仰的运动员来到这里,都会有一个共同的感受:宾至如归。可以想见,奥运村的日常管理工作一定会因测绘工作者提供的地理资源信息系统而更加科学、规范、高效,来自五大洲的朋友都将在这里度过一段美好而难忘的时光。

  期待着北京奥运村成为国际体育健将们的“加油站”,助他们在奥林匹克的舞台上一展英姿,实现心中神圣的梦想。

  

为了CCTV展新容

CCTV总部大楼工程测量。

  

  在北京市朝阳区中央商务区(CBD)核心地带,一座造型奇特、结构新颖的摩天大楼令许多人叹为观止。两栋高耸入云的塔楼比肩而立,在高空相向内倾,伸出两条长长的钢铁悬臂将塔楼连在一起,远远望去,如同一个充满美感和力量的巨型雕塑,抬头仰视,在蓝天白云的映衬下,又呈现出凌空飞架之势。

  这座突破了高层建筑常规表现方法的独一无二的大楼,就是中央电视台(CCTV)新台址的总部大楼。它与众不同、绝无仅有的设计风格,不仅树立了CCTV的标志性形象,也翻开了中国建筑崭新的一页。有资料表明,这个中国建筑面积最大的“公共建筑”总用钢量达到14万吨,就用钢量而言,相当于3个“鸟巢”,是目前单体用钢量最多的钢结构工程,有“超级钢铁巨无霸”“世界级工程”之称。2007年,它被英国《泰晤士报》评选为中国建筑经典工程,入选美国《时代》周刊评选的世界十大建筑奇迹。

  CCTV新台址将承担奥运会主办国电视主播台的任务,是2008北京奥运会的重要配套工程,以其对中国和2008奥运会的政治、经济影响引起了全世界的广泛关注。新台址分南北两个建筑物,北侧是电视文化中心(TVCC),南侧是CCTV总部大楼。2008年,将首次启用TVCC进行奥运报道。2009年,新台址将全面投入使用。目前总部大楼外立面已经竣工,正在进行内部装修和设备安装调试。

  中建华海工程测绘有限公司承担了CCTV总部大楼的结构施工控制测量和结构变形监测任务。大楼造型新颖,形式特殊,结构复杂,体量庞大,设计标准高,科技含量和施工难度举世无双。相应地,对建筑工程测量,特别是结构变形控制也提出了新的更高的要求。同时,该工程还存在焊接难度大、声学要求高、机电系统多、幕墙几何定位难等诸多技术难关,其中最大的难题是倾斜加悬挑。业界公认的高层建筑结构设计方面的3个难题:倾斜、悬挑、扭转,央视新大楼就占了两个。面对从未遇到过的结构形式,面对难得的机遇和严峻的挑战,善打硬仗的华海测量人员知难而进,精心施测,攻坚克难,挑战极限,以高精度的测量技术和成果为大楼的安全顺利施工提供了保障服务。

  CCTV总部大楼包括52层、234米高和44层、194米高的两栋塔楼,总建筑面积约47万平方米。两栋塔楼在高空向内倾斜6度,在162米处由14层、56米高、约1.8万吨重的悬臂钢结构相交对接,在大楼顶部形成折形门式结构体系,悬挑长度分别为75米和67米。据专家介绍,两座“斜塔”只是外观倾斜,是外观支撑的钢结构建造成了倾斜的“外骨架”,而“内骨架”则是完全与地面垂直的。在悬臂层的地板上留有一个方形观景区,参观者可以透过它直视地面,体验令人昏眩的“悬空”之感。

  华海公司测量人员于2005年4月进驻施工现场,从此开始了连续32个月的紧张、艰苦的施测。为了更好地完成测量任务,公司投入高精度测量仪器和年轻能干、技术过硬的员工队伍,并邀请多位在建筑工程施工测量领域经验丰富的清华大学教授,对施工变形监测工作进行指导。在整个施工过程中,测量人员团结协作,突破常规思路,大胆创新,针对现场复杂多变的环境进行技术革新,提高作业效率,规范作业流程,保证测量成果质量,并自主研发了强制对中盘、精密量距专用卡具等工艺,大大提高了仪器的测量精度,增强了精密测量数据的可靠性。

  两座塔楼在首层地面以下是独立的,要在162米高空将它们通过悬梁连接起来,对定位精度的要求非常高。为提高定位精度,测量人员整体布设了矩形高精度控制网,精度等级达到国家规范中一级控制网精度的要求,部分精度指标超过国家规范2至3倍。同时公司建立了严格的质量验收体系,采用三级检查一级验收制度,使测绘成果合格率达到100%,优良率达到85%,所有测量报验成果全部一次验收合格,为顺利施工奠定了坚实的基础。

  如何保证两座塔楼的垂直度和倾斜度,保证塔楼的顺利连接,是本工程的关键技术难点。华海公司选用高精度激光铅直仪、电子数显激光靶,并配合专业激光捕捉数据分析软件,进行竖向传递,并使用强制对中装置,以减少人为误差、对中误差的影响,把误差控制在最小范围内,保证了测量精度。

  在施工过程中,随着高度不断增加,自重不断加大,塔楼的结构变形也在不断增加,对结构定位的影响非常大。同时,在两座塔楼未连接为一个整体前,塔楼结构的变形也在不断变化,逐级加大。而悬臂结构的变形是自身变形与塔楼变形的叠加。两条要在高空合龙的悬臂仅自身钢结构就重约1.8万吨,再加上混凝土楼板、幕墙、装饰等,重量达到5.1万吨。这一重量级的“钢铁巨人”悬在高空,势必产生一定量的结构变形。同时,日照等因素也会使建筑物膨胀。由于向阳面和背光面的膨胀步调不一致,建筑物会向背光面倾斜而产生变形。过大的变形幅度必然会影响到结构安装的精度和结构受力状态,影响到悬臂在高空的准确对接。因此,提高监测精度,准确监测并控制建筑物的变形态势十分重要。

  针对这种情况,测量人员在施工场地布设8个永久性的强制对中装置,选用8台高精度GPS接收机,进行了连续48小时的静态观测,掌握了大楼的摆动频次、摆动幅度和最佳对接时机,为大悬臂的顺利合龙提供了准确可靠的数据。他们还将现场实测变形数据与前期模拟计算数据进行分析比对,得到修正值,及时修正放样数据。测量人员用专用数据处理软件对观测数据进行了处理,得知部分观测精度指标超过国家规范要求的两倍多。

  2007年12月8日,CCTV总部大楼大悬臂第一阶段7个节点合龙完成。12月26日,第二阶段悬臂外侧全面合龙,最后一根合龙杆件拧上象征吉祥如意的金螺栓,在合龙点上准确安装就位。施工难度最大、施工过程最为复杂的悬臂合龙工作的顺利完成,标志着央视新台址建设工程钢结构施工取得了决定性的胜利。钢铁大悬臂的成功合龙,突破了一批具有自主知识产权的核心技术和关键技术,取得了一系列重大科技创新成果,促进了众多技术学科的交叉与融合。

  CCTV总部大楼巍然屹立,令华海公司所有参测人员激情澎湃。32个月的紧张施测,终于有了回报,他们感到虽苦犹荣。他们以精湛的测量技术,出色完成了为这项重要的奥运配套工程保驾护航的任务,又一次为新北京、新奥运做出了新的贡献,还有什么能比这更令他们欣慰与自豪呢?

  

导航地图在手 奥运出行无忧

建设中的CCTV总部大楼。

  时下,越来越多的人驾车出行,特别是到一个陌生的地方,已没有了不知目的地在哪里、无从选择一条正确路线之虞,因为安装在手机或汽车上的导航电子地图越来越普及。只要打开导航仪,就能利用定位系统接收到的电子地图,顺利达到目的地,在哪儿转弯,在哪儿上下高速路,哪儿有出口,都能提前预知。即使你因为这样那样的原因,没有按照导航仪设定的路线行驶也不要紧,它会随时按照你的选择重新设定一条新的线路。

  随着我国卫星导航产业进入快速发展时期,集成了全球定位系统与地理信息系统的导航电子地图,已经越来越广泛地应用于车载移动目标监控、管理与服务系统,以及面向个人消费者的导航定位产品中。用如火如荼来形容我国导航电子地图产业的发展态势并不为过。从2003年至今,国家测绘行政主管部门已审批了北京四维图新科技股份有限公司、高德软件有限公司、武大吉奥信息工程技术有限公司、国家基础地理信息中心等十几家具有国家甲级测绘资质的导航地图企业。

  为各行各业的发展带来生机与活力的2008北京奥运盛会,同样也给导航电子地图的发展提供了新的契机和难得的机遇,国内各大电子导航地图制造商纷纷乘势而上,精心研发,一款款面向奥运服务的导航电子地图竞相亮相。四维图新今年3月下旬推出的07冬增强版,就是为北京奥运量身定做的导航地图,已广泛应用于车载导航、便携式导航、移动位置服务、互联网位置服务等领域,并将乘着奥运会的东风,进入寻常百姓家。

  奥运会期间,将有数百万中外游客涌入北京及奥运协办城市。在这个庞大的群体中,有相当多的人对这些城市十分陌生。那么,他们能够克服地域和语言的障碍,畅行无阻,拥有一个舒适的奥运之旅吗?针对人们的疑虑,四维图新在发布这一款面向奥运的导航地图时同时提供重要类别兴趣点的英文名称,让来自海内外的奥运游客真正做到一图在手,奥运出行无忧、住宿无忧、购物无忧、健康无忧、美食无忧、休闲无忧、旅游无忧,尽享快乐精彩的奥运之旅。

  作为我国著名的导航地图厂商,四维图新拥有全国最大的导航电子地图数据库。已发布的数据覆盖全国31个省、自治区、直辖市的1840个市县,支持全国2861个县级城市(西藏墨脱县不通车除外)的无间断引导,兴趣点的数量高达548万个,道路里程达193万公里。为响应《北京奥运行动规划》中提出的“到2008年,基本实现任何人、在任何时间、任何场所都能够安全、方便、快捷、高效地获取可支付得起的、丰富的、无语言障碍的、个性化的信息服务,保证北京奥运会的出色承办”,四维图新投入大量的人力、物力进行实地调研,在2007冬季版强大的数据库基础上,进行实地采集、实车验证,将奥运城市中几乎所有的购物、休闲、旅游场所和景点信息进行分类后,全部纳入到07冬增强版的信息检索栏中。

  07冬增强版导航地图除了涵盖所有奥运场馆的信息,还提供北京及6个奥运协办城市的奥运商品特许零售店、奥运定点医疗服务机构、星级宾馆、特色旅馆、大型商场、特色餐饮、特色旅游景点等信息,并首次增加了动态交通信息属性,充分体现科技奥运、人文奥运的理念,使国内外奥运游客出行更加方便快捷。由于有了奥运场馆及周边道路、设施的详细信息,只要轻轻一点,最快捷的乘车或行驶路线便会呈现在你的眼前,数据详细而精准,不必再四处问路或绕来绕去地寻找目标。

  对于海内外游客来说,畅游北京奥运自然不能错过老北京的传统美食。那么,到哪家餐馆才能品尝到正宗的美食?在奥运场馆附近哪里就餐更方便?假如你在“鸟巢”,想在“200米”范围内进餐,只需打开导航仪,输入这两个关键词,点击搜索,“鸟巢”周边餐馆的地址、联系方式等,就会即刻出现在你的眼前。为了方便游客购物休闲,地图还覆盖了奥运城市的特色酒吧、咖啡馆、啤酒屋、茶楼以及游乐场、卡拉OK厅、艺术剧院、晚宴剧场等休闲、游乐及艺术场所,国内外游客既可以轻松小聚、增进友谊,又能够切身感受奥运城市欢乐和谐的人文氛围。同时,各奥运城市的特色旅游景点也囊括其中,借助它游客可以游山玩水,饱览中国大好河山。如果游客在忘情山水之时偶感不适也不要紧,因为很容易地就可以在导航地图的帮助下,选择一家奥运会定点医疗服务机构,并按照它的指引前往就医。

  奥运会对任何一个主办城市来说,都既是机遇,也是挑战,特别是在交通方面。当全世界的重心瞬间集中在一个城市的某几座体育场馆时,那里的交通将承受极大的压力,周边道路很可能变得非常拥挤,北京奥运会面临同样的问题。不难想象,当有刘翔或姚明这些体育明星参加的比赛时,相应的比赛场馆周围一定会车流量大、行驶缓慢;而如果没有重大比赛,即使是“鸟巢”附近的道路,也可以是畅通无阻的。为了帮助人们选择正确的出行路线,避开拥堵路段,北京建立了一套智能交通系统——北京市奥运交通与导航信息定位服务系统,将交通拥堵信息直观地显示在地图上。为这一系统提供导航地图数据的,也是北京四维图新科技股份有限公司。多年来,四维图新走在同行业前列,参与了多个重大动态交通应用项目。他们开发的中国实时交通信息道路编码,是以国际上现有的交通信息道路编码为基础, 并充分考虑中国道路和交通状况的多样性与复杂性,针对中国特殊道路情况而制定的,可以为静态导航地图叠加上各种来源的动态信息。

  “四维图新有责任为奥运交通做贡献”,四维图新总经理孙玉国博士的话,代表了公司全体员工的心声。在他们为北京奥运研发的导航电子地图、参与的智能交通应用项目中,无不凝聚着他们为奥运会做贡献的热切期望和不懈努力。

  

  

  

  


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