下面是兩篇建筑工程師投稿的職稱論文，第一篇論文介紹了建筑安全標準化管理模式，對構建安全標準化管理體系進行了簡單探討，提高建筑企業安全標準化。第二篇論文介紹了三維激光掃描技術在古建筑測繪的應用，論文詳細論述了三維激光掃描技術的特點和優勢，利用三維點云數據制作的立面圖可以直觀的體現古建筑的結構形態。

　　《建筑安全標準化管理模式》

　　摘要：安全標準化管理模式是確保建筑項目順利進行，減少安全事故發生的關鍵，本文將分析建筑安全標準化管理的內涵、特點以及影響安全標準化管理的相關因素，針對如何構建建筑安全標準化管理體系進行簡單的探討，為提高建筑企業安全標準化管理水平提高參考。

　　關鍵詞：建筑安全;標準化;現場管理

　　引言

　　隨著建筑行業規模的不斷擴大，產業結構調整進一步深化，建筑市場競爭也日益激烈。部分建筑企業為追求更高的經濟效益，將精力放在進度管理、節約成本等方面，忽視了安全管理，導致建筑安全事故頻發，人員傷亡及財產損失巨大，建筑安全生產形勢嚴峻，因此，必須采取建筑安全標準化管理模式，在確保安全生產的前提下進行施工。

　　1建筑安全標準化管理的相關理論

　　1.1建筑安全標準化管理的內涵

　　安全標準化管理是指企業在管理中認真負責、嚴格貫徹相關部門的安全生產法律法規，按照安全規程、安全標準開展各項管理活動。安全標準化管理主要是借鑒發達國家的HSE管理體系，同時融入了國內職業健康安全管理的相關理念，形成共同參與、權責分明的建筑安全管理模式，實現規范化、系統化、標準化的管理目標。安全管理是建筑項目管理的重要組成部分，包括人員、場地、材料、組織、施工、監理、設計等各個方面，涉及企業的各個部門，管理難度較大。近年來，安全管理逐漸受到人們的廣泛關注，建立科學的建筑安全標準化管理模式，適應項目安全的新要求和新變化，已經成為必然的發展趨勢。

　　1.2建筑安全標準化管理的特點

　　建筑安全標準化管理主要具有以下幾個特點:第一，復雜性。建筑施工過程復雜，環節眾多，需要各個部門相互合作，共同完成建筑項目。例如，安裝腳手架、起重、運輸、混凝土澆筑等，都需要按照標準化流程進行操作，認真分析，全面檢查，確保施工各個環節安全進行。

　　第二，變化性。建筑施工環境和條件不是一成不變的，隨著施工條件的變化，也會帶來新的安全隱患及管理問題，同時，由于建筑項目周期較長，部分項目勞動條件較差，季節變化、惡劣天氣等無法避免，必須采取恰當的安全保護措施。

　　第三，全面性。安全管理包括人的管理、物的管理以及管理行為本身，人的管理包括施工作業是否嚴格按照相關的操作規范、流程、工藝進行;物的管理包括材料、設備、辦公設施以及防護網的管理等，是否符合安全標準;管理行為主要是指各級項目管理人員、負責人，應按照管理制度進行標準化管理工作。

　　第四，長期性。安全標準化管理的過程是長期的，應確保在整個項目過程正常運行，加強安全標準化理念的宣傳和教育，以預防為主，將安全隱患消除在萌芽中，尤其是在人員變動頻繁時，一定要加強警惕，做好安全管理工作。

　　1.3建筑安全標準化管理的內容

　　建筑安全標準化管理包括企業建筑項目標準化管理文件的制定，構建項目管理標準化體系，確定實施細則，并監督落實情況;隨著新問題的出現，不斷完善安全標準化管理體系，總結經驗和不足，及時修正和調整;定期檢查工作，確定新的管理要求是否得到落實和執行;發生安全事故應對事故原因進行調查，對負責人進行嚴肅處理。標準化管理應分為安全職責劃分標準化、安全風險控制標準化、施工安全標準化、安全評價標準化、安全檢查標準化、應急管理標準化等幾個方面，全面提升建筑項目的安全管理水平。

　　2建筑安全標準化管理問題分析

　　目前，從整體上看，我國建筑安全標準化體系建設還不夠完善，雖然頒布了《安全生產法》、《建筑施工安全檢查標準》、《施工企業安全評價標準等》等，但無法滿足建筑施工安全生產的客觀要求，同時，企業在建筑安全生產標準規范建設方面也比較欠缺，部分企業甚至沒有制定安全技術標準，不利于安全標準化管理的順利開展。其次，部分企業還存在組織機構不健全、缺乏相應的獎懲制度和問責機制等問題。安全標準化管理工作，需要健全的組織機構作為支撐，權責分明，發揮對各項安全工作的監督和指導作用。對故意減少安全生產投入、違規作業等問題，應加大懲處力度，糾正其僥幸心理，要求各級管理人員和全體施工人員重視安全標準化工作，落實問責及獎懲制度。此外，安全意識薄弱，自我保護意識不強也是影響安全標準化管理的重要因素，針對這種情況，應加強安全意識教育，強化安全意識，將安全放在首位。

　　3建筑安全標準化管理體系構建

　　3.1組織機構標準化

　　完善管理組織，將項目經理作為建筑安全標準化管理第一責任人，全面負責安全標準化工作，設立安全監察部門，直接由項目經理負責，成員由企業指派或項目部自行任命;所有安全標準化管理負責人均應取得安全生產考核合格證書，持證上崗，并定期接受繼續教育和相關培訓;根據《建筑施工企業安全生產管理機構設置及專職安全生產管理人員配備辦法》的相關要求，進行部門設置及人力資源調配。落實安全責任制，項目經理應結合項目具體情況，建立安全標準化管理體系并組織落實工作，將標準化目標分解，落實到個人，明確安全職責，消除事故隱患;堅持“安全第一”的原則，抓好安全生產、文明施工工作;認真做好安全技術交底工作，主持安全防護、檢查、驗收等工作;設置專職安全員，協助項目經理做好安全管理工作。

　　3.2現場管理標準化

　　制定現場標準化管理制度，參考《建設工程安全生產管理條例》、《關于開展建筑施工安全質量標準化工作的指導意見》等相關規定，結合企業的實際情況和項目特點，制定現場管理的具體細則。做好現場標識，包括安全知識、文明施工制度等宣傳板，劃分不同功能區域，設立安全警示標牌，尤其是具有觸電危險場所，標志牌應使用絕緣材料。臨時設施管理應符合環保和消防等相關要求，例如臨時宿舍，應確保生活設施完善，安靜整潔;配備急救藥品及急救器材，對于大型建筑項目，施工條件允許的情況下可以設置醫療站。物料管理應根據不同材料的存放特點，分區域堆放;做好安全保護措施，例如易燃易爆物品等，應妥善保管。

　　3.3安全信息標準化

　　在建筑安全標準化管理中，安全信息管理是基礎，通過收集、整理最近安全信息，借鑒國內外先進的安全施工技術和管理辦法，提高項目的安全標準化管理水平。實現安全信息管理的標準化，首先應制定原始記錄標準，包括項目計劃、設計、設備、隱患整改、工藝、作業控制、操作、監督、事故處理、安全教育等;此外，還應該采取科學的信息分析方法等。建立安全資料崗位責任制，確保現場各項信息資料的真實性、完整性、系統性以及有效性，直至竣工驗收后轉交給專人負責。

　　3.4安全防護標準化

　　加強安全防護標準化建設，按照《建設工程施工現場安全防護標準》的要求，制定安全防護方案。例如，所有現場作業人員必須持證上崗，并經過項目部組織的安全標準化培訓;制定臨時用電組織設計，對事故高風險區域加強防護;豎井、防護網布局應符合相關規定;建筑物外側按要去封閉;高空作業必須系好安全帶;電梯井口、通道口應設置防護欄、防護門;臨時拆除或更改安全防護設施，應提前準備替代措施，并警示所有作業人員，注意作業安全;施工班組應按照標準流程做好檢查、驗收、移交等工作，明確責任。

　　3.5評價機制標準化

　　評價機制標準化管理是對建筑項目安全生產成果的檢驗和評價，包括安全管理考核、安全組織機構考核、安全檢查和監督等，由建筑企業單位負責組織考核工作，針對項目上報的安全管理方案進行審核及檢查，同時，定期或不定期的深入現場檢查，了解安全管理工作的具體落實情況，對發現的問題及時指正并要去項目部及時整改。綜合評價各個項目事故發生率、人員傷亡情況、財產損失情況、重大安全事故情況等，了解安全標準化管理成果。

　　4結束語

　　建筑安全標準化管理是項目人員和財產的安全保障，同時也是項目是否能夠順利進行和完成的關鍵。目前，我國建筑安全標準化管理還存在一定缺陷，例如安全標準化體系建設還不夠完善，部分企業還存在組織機構不健全，缺乏相應的獎懲制度和問責機制，安全意識薄弱等，安全管理水平還有待提升。針對這些問題，應從組織機構標準化、現場管理標準化、安全信息標準化、安全防護標準化、評價機制標準化等方面入手，構建完善的建筑安全標準化管理體系，實現安全生產、標準化管理的目標。

　　參考文獻：

　　[1]田鑫柳.建筑工程項目安全管理新模式分析與研究[J].城市建設理論研究(電子版)，2017(20)：49.

　　[2]方璐.論建筑工程安全標準化建設在安全生產中的作用[J].建材與裝飾，2017(40)：136-137.

　　[3]任文良.我國現階段建筑安全標準化管理模式的探索[J].山西建筑，2015，41(01)：250-251.

　　[4]張桂平.探析建筑施工安全監督管理工作新思路[J].建筑安全，2016，31(06)：47-49.

　　[5]鄭如佳.建筑安全標準化管理模式的分析[J].科技創新與應用，2016(22)：250.

　　作者：王楠 單位：沈陽城市建設學院

　　《三維激光掃描技術在古建筑測繪的應用》

　　[摘要]古建筑測繪是指測量建筑物的形狀、大小和空間位置，并在此基礎上繪制相應的平、立、剖面圖紙。但是，隨著測繪技術的革命性變革，傳統測量手段已無法完全滿足實踐的要求。三維激光掃描技術的發展為全面獲取建筑物表面的三維數據提供了可能。本文詳細論述了三維激光掃描技術的特點和優勢，研究了點云數據的采集、去噪、拼接以及立面圖的制作，嘗試了古建筑建模的方法;通過項目實例，總結出外業“控制與碎步相結合”+內業“先單體，后整合”的整體解決方案。結果表明：利用三維點云數據制作的立面圖可以直觀的體現古建筑的結構形態。

　　[關鍵詞]古建筑測繪;三維激光掃描;點云拼接;正射圖;三維建模

　　1引言

　　古建筑測繪從技術上屬于測繪學分支中的工程測量，但由于其具有歷史意義，因此又不同于工程測量。為了給古建筑保護提供準確而又翔實的資料，需要對古建筑的相關幾何、物理和人文信息及其隨時間變化的信息適時進行采集、測量、處理、顯示、管理。傳統古建筑測繪一般采用全站儀、卷尺等工具進行人工測量，這種方式需要耗費大量的人力和物力，測量的精度也比較低，而且因其操作屬于接觸性測量，可能會對文物產生二次破壞[1]，造成不必要的損失。

　　與傳統的測量的方式相比，三維激光掃描技術具有非接觸性，應用于古建筑測繪中，既能節省人力、物力，保證工作人員的安全，也能減小對文物的損害;三維激光掃描能夠高速獲取建筑物表面大量數據，可以很大程度上保證古建筑的數據的完整性;測量成果豐富，能滿足不斷增長的應用需求、符合未來發展趨勢。本研究以北京某四合院三維數字信息采集項目為依托，探討了三維激光掃描技術在古建筑三維數字化、數據預處理及正射圖制作方面的相關技術問題，并采用第三方軟件對古建筑三維建模技術進行了嘗試。

　　2三維激光掃描數據處理

　　2.1外業掃描

　　2.1.1激光掃描原理地面三維激光掃描系統包括兩個主要的運行過程：一是多面反射鏡的轉動，可以精確的記錄角度值;二是將脈沖按照預定的方向快速發射，使其沿橫、縱向的執行快速掃描。通過以上運行過程，三維激光掃描獲得的原始數據主要包括：激光反射鏡在水平方向的旋轉角度α;在豎直方向的旋轉角度β;激光反射回來后掃描點到儀器坐標中心的距離S;掃描點的反射強度及場景影像數據等。根據掃描原理，利用掃描儀獲取的原始數據，可以計算出目標物表面某掃描點相對于儀器中心的三維坐標值，其原理如圖1所示。被掃描到的點帶有三維坐標信息和激光反射信息，掃描點數據被保存到掃描工程中或內置SD卡中，這是目標物體重建的原始數據。一般情況下，掃描儀記錄的點云數據會按照目標物體的輪廓形態以一定的順序記錄[3]。

　　2.1.2外業實施(1)控制測量在古建筑周邊均勻布設控制點以保證對掃描數據形成整體控制。在各個控制點建立掃描站，采用反射片真實坐標作為該站坐標轉換的依據。同時，古建筑周邊需建立附和或閉合掃描線路，并且每個掃描站均做控制。(2)掃描測量針對各個建筑立面特點循序漸進選擇架站位置進行掃描，最后對于細部存在遮擋位置進行多次多角度設站;室內掃描也遵循同樣的原則，除此之外，為保證室內外銜接，在單體建筑門口位置架設銜接站。選擇站點位置時，盡量保證站點均勻分布以保證數據分布的均勻性。

　　2.2內業數據處理

　　外業掃描的數據需經過導入、單天工程處理、單體工程處理三個階段，單天和單體工程需分組進行處理，采用的軟件為RiSCANPro，數據處理流程如圖2所示。主要步驟包括相機的校準、點云數據的“站-站”粗拼接、各站點云噪聲去除、整體數據的精拼接、單體建筑正射圖制作，其中噪聲的去除、數據精拼接、正射圖制作為關鍵步驟，任何一項處理不當就會影響成果的質量。

　　2.3古建筑三維模型構建

　　數據獲取的最終目的就是通過構建實體模型來準確地描述被測物體的信息。三維點云模型僅僅只包含了表面采樣點的空間坐標信息，是離散的模型，在被測對象的表達上有一定的局限，因此必須通過一定的方式建立相應的三維幾何實體模型，進而實現古建筑的數字化。本文對古建筑建模進行了嘗試，采用的軟件為GeomagicStudio12，其生產實體模型的流程如圖3所示。

　　3案例研究

　　本次項目實例以北京某四合院為研究對象，采用的儀器為RieglVZ-400i(如圖4所示)，該儀器掃描速度最高可達120萬點/秒，測量精度優于5mm，最大測距能力理論值可達800m，外接2000萬像素的尼康D610數碼相機，可為后期建筑物正射圖的制作提供高清晰的彩色紋理。

　　3.1項目概況

　　經過現場踏勘，待測四合院可分為三個部分，一進門、前院、后院，共有單體建筑20棟，其中一進院較為狹窄，二進院和三進院較為寬闊，院內均分布有高大樹木及部分雜物，場區建筑分布如圖5所示。外業數據采集歷時7個工作日，掃描總站數為364站，數據量共600G。掃描數據主要參數為：數據覆蓋率90%以上，最小點間距小于6mm，整體拼接數據誤差1.7mm;數據精細度滿足1∶50出圖要求，解析度大于150dpi。

　　3.2數據處理中的關鍵技術研究

　　3.2.1去噪噪聲是指與建筑物本身無關的點，以此可分為環境噪聲(人員、車輛、樹木等)、儀器噪聲(反射率噪聲、回波噪聲等)[4]，數據精拼接以三角網為依據，因此非固定的噪聲(晃動的樹木，行走的人、車等)的存在影響數據精拼接的精度;儀器噪聲分布于真實物體表面，它的存在直接影響成果的質量。對于儀器噪聲RiSCANPro軟件中有相關的功能，并且反復試驗多次得出反射率的去噪閾值為-20dB(即反射率小于-20dB的均為噪點)，回波噪聲可以只保留單回波及第一次回波，而對于環境噪聲是不可預知的，因此此類噪聲多數需人工干預。圖6、圖7分別是儀器噪聲去除前后對比效果圖。除此之外，雖然點云去噪步驟較為簡單，但是重復性太強，充分利用軟件中的各項工具，可以提高效率，并且去噪前，必須保證已經完成MTA轉換，否則去噪后再進行轉換，所有的工作都將無效。

　　3.2.2精拼接四合院總站數為364站，平均每站數據量為1.5G，總體數據量較大，精拼接成果數據需要具有北京地方坐標系坐標成果，在精拼接時，為了提高拼接效率并且避免出現數據分層，依照測量中“先控制，后碎部”原則，第一步，建立掃描站的控制路線，在四合院整體范圍內選擇較為合適的前后通視位置以及各建筑物室內外銜接站，建立掃描控制路線(圖8)，每個院內的主體掃描站利用反射片直接獲取北京市坐標，對于路線中的其他站采用精拼接(ICP)[5]的方式進行拼接;第二步，以控制導線中的站點為固定站，對室內室外分別拼接。為了保證項目要求精度(3mm)，需在精拼時多次操作，誤差限差由大到小進行設置，并在完成后進行剖面檢查，查看數據分層情況[6]。對偏差較大的數據及時進行調整，圖9為拼接結果整體拼接誤差達到1mm。除此之外，粗拼接必須保證較高的精度(經驗值20mm以內)并且在各個坐標軸方向沒有明顯的坐標旋轉角，以此保證精拼接不出現異常結果。

　　3.2.3正射圖制作各站掃描角度不同，對于同一物體掃描存在色差，在正射圖制作過程中容易出現顏色分層，影響整體美觀效果。針對正射圖制作過程中出現色彩不均、色彩分層的問題，采用以下方法解決，針對某一個建筑物立面。將所有相關站分離出來對比照片色彩，選用效果較好的作為樣例，在圖片處理軟件(Photoshop)中調整其他站點的照片色彩，將色差降到最低(圖10)。

　　由于需要對部分站點的數據進行隱藏或刪除，考慮到數據的完整性，及操作的效率，可以將每站中與當前剖面有關的數據復制出polydata，對polydata進行處理;正射時遇到角度旋轉問題，可一次性整體調整，然后出圖。需要特別注意的是，為了避免成果數據坐標發生變化，出圖前盡量將所有站點的旋轉矩陣(SOP)導出以備不時之需。出圖時，參照站點布置圖加站，盡量只保留每站掃描的重點區域，如有缺失，再進行補漏，對由于植被晃動引起的賦色誤差，在處理時可沿邊緣進行剔除，以保證出圖質量(圖11、圖12)。圖13、圖14為部分正射圖成果。圖15為四合院整體鳥瞰圖。

　　3.3古建筑三維建模

　　在Geomagicstudio12軟件中，首先將經過預處理后的點云數據進行封裝，保證建筑物表面的連續性，再通過一定的方法對多邊形進行曲面擬合，經一些列的修復操作后構造三維實體模型。流程如圖2.3。點階段的工作主要是：點云拼接、點云去噪、點云濾波、點云壓縮和點云封裝，這在前面章節中已經進行了闡述，下面接著已經處理好的數據，直接進行多邊形階段的處理。多邊形階段的處理工作主要包括孔洞和缺口的修補、特征去除、多邊形抽稀簡化、平滑松弛等。曲面階段軟件中有比較快捷的處理工具，只需進行簡單的操作即可生成平滑的曲面，對于細部的瑕疵，還需要單獨進行修復。模型構建完成之后模型顏色為系統顏色，需要進行紋理映射工作以獲得更加真實的效果。

　　3.3.1多邊形孔洞修補所謂多邊形孔洞修補就是利用周邊領域的完整三維數據插值出缺損部位的點云數據，并建立數據間的相應拓撲關系[7]。進行孔洞填補時，小孔用平面填補，大孔用基于曲面的方法填補[8]。效果如圖16、17所示。圖16封裝好的屋頂數據圖17孔洞修補完成的屋頂3.3.2特征去除、平滑、松弛由于原始數據排列雜亂無章，形成的三角面會出現交錯、覆蓋、凸起、釘狀物等現象，而軟件中“多邊形去除特征”和“網格醫生”命令能很好地優化處理這些小瑕疵[9]，可以使整體模型變得光滑柔順。

　　3.3.3模型紋理映射紋理映射實質上是從二維紋理平面到三維模型表面的一個映射(即UV映射)[10]。一般來說，二維紋理文件屬于平面系統，可以用數學函數表達，亦可以用各種數字化圖像來離散定義。這樣，該平面系統的每一點處，均定義有顏色值，稱該平面區域為紋理空間。將外業采集的正射紋理圖片進行處理后，在軟件中通過生成紋理貼圖，紋理匹配點對應以及投影圖像三個步驟實現對應模型的紋理映射工作，屋頂點云模型和最終紋理映射效果如圖18和圖19所示。

　　4結束語

　　本文闡述了三維激光掃描技術用于古建筑測繪的關鍵技術，以某四合院掃描為例進行了探討，分析了項目中內外業主要流程及實現方法，針對不同情況總結出相關技術方案，并嘗試利用第三方軟件實現建筑物模型構建，三維激光掃描儀作為古建筑測繪的一種新的技術手段，一定會在古建筑測繪應用中得到普及和推廣，并在歷史建筑保護與再生利用領域中發揮重要的作用。設站的優化、去噪自動化程度低、精拼接異常、與CAD軟件的交互以及模型的制作效率和精細度仍是日后應用研究解決完善的重要方向。

　　參考文獻

　　[1]張遠翼，張鷹.三維激光掃描儀在古建筑測繪中的應用研究[J].實驗技術與管理，2014，31(1)：79-82.

　　[2]袁鳳祥，秦巖賓，安家瑞.三維激光掃描技術在土石方量測量中的應用[J].測繪工程，2016(9)：55-58.

　　[3]黃颯.三維激光掃描技術應用于古建筑測繪及其數據處理研究[D].河南焦作：河南理工大學，2012.

　　[4]黃颯.三維激光掃描技術應用于古建筑測繪及其數據處理研究[D].河南焦作：河南理工大學，2012.

　　[5]吳霆.基于標簽法和ICP的點云拼接方法[J].仲愷農業工程學院學報，2011(4)：57-59.

　　[6]李寶瑞.地面三維激光掃描儀在古建筑測繪中的應用于研究[D].陜西西安：長安大學，2012.

　　[7]廖紫驊，蔡繼鳴，封全宏，等.三維激光掃描測量技術在古建筑維修保護中的應用[J].東華理工大學學報(自然科學版)，2013，36(4)：410-414.

　　[8]李永強，牛路標，楊莎莎，等.大型仿古建筑三維精細建模方法研究[J].河南理工大學學報(自然科學版)，2015，34(5)：640-644.

　　[9]盧小平，王玉鵬，盧遙，等.齊云塔激光點云三維重建[J].測繪通報，2011(9)：11-14.

　　[10]陳岳濤，趙芳，田董煒，等.基于三維激光掃描技術的雕像建模[J].科學技術創新，2017，(19)：115-116.

　　作者：張立偉 劉鵬飛 李冠 單位：北京市勘察設計研究院有限公司

　　推薦閱讀：建筑施工管理類職稱論文范文(兩篇)