利用CASS成图系统绘制河道断面图的研究

摘 要：CASS成图系统在我国测绘领域中的应用较为广泛。本文结合CASS成图系统绘制河道断面图及地形图的应用实例，介绍了具体的实现方法。实践表明，CASS成图系统的应用取得了较高的精度和经济效益，值得推广使用。

关键词：河道；断面图；CASS成图系统；精度

1引言

近些年来，随着测绘技术的飞速发展，越来越多的测绘工作者把目光聚焦到了利用计算机来进行数字化成图技术上，以此来减轻测量内业人员的工作量，提高工作效率及输出成果的精准度。CASS成图系统在绘制河道断面图及地形图上有着十分明显的优势，下面，就结合实例，详细介绍了利用CASS系统绘制河道断面图，并对绘制精度及效益进行了分析。

2理论算法

2.1断面与断面基点的关系

断面也叫剖面、截面，物体切断后呈现的表面。河槽中某处垂直于流向的断面称为在该处河流的横断面。由于该工程断面基点均在大堤的一侧，则可看成是相邻断面基点的连线与河水的流向平行，这样就说明相邻断面基点的连线与断面方向垂直，其关系如图1所示。图1中，H1、H2为相邻的断面基点，AB为在H2所测得的断面，线段H1H2与线段AB垂直。

图1断面基点与断面关系

2.2断面转化坐标的算法

由点H1、H2的坐标利用公式（1）可以求出点H1（x1，y1）到点H2（x2，y2）的方位角，即∠CH2H1；

∠CH2H1=arctan[（y2-y1）/（x2-x1）] （1）

然后利用公式（2），可以得到H2B与H2A的方位角，也就是∠BH2C；

∠BH2C=∠CH2H1+π/2 （2）

最后利用公式（3），求得AB上各点的坐标。

x=x2+bcos（∠BH2C）

y=y2+bsin（∠BH2C） （3）

式中，b为过点H2的断面上点到断面基点的距离。

2.3算法可行性分析

1）断面能够反应出与大堤垂直方向上的最基本的地形变化，例如堤肩、下脚、沟坎、水边等地形，所以根据转化的坐标能够画出主要的地形线。2）断面资料包含了高程信息，且该算法转化的坐标不会改变这些高程信息，由此得到的坐标文件能够反应出真实的地理高程。3）测区内重要地物如：闸、穿堤涵、输电线等，可以在断面基点上进行补测。保证了坐标系统的统一。以上几点保证了该方法切实可行。

3实现方法

3.1内业工作

河段已有的51条断面，纵向涵盖了需要测量地形图的所有区域；断面的横向长度为堤脚外40m，迎水面测至河中35m，与地形图的横向范围也吻合。由于断面数目较多，以点DH26、点DH27和点DH28为例来说明方位角的计算结果，如表1。以通过DH27的断面为例说明断面的距离转换为坐标的结果，如表2。

表1方位角计算

由表1可知：DH26到DH27的方位角与DH27到DH28的方位角只相差20′37.51″，虽然相差很微小，但是也会对利用公式（3）转化的坐标产生影响，此影响与距离成正比；为此，我们分别用两方位角计算距离61.3m的坐标，其X坐标差为0.172m，Y坐标差为0.349m，满足1：2000地形图测量的规范要求。为消除影响，取两方位角平均数进行计算，坐标计算见表2。

表2坐标计算

将经过转化后的坐标保存为/1DAT0格式的文件，然后导入CASS软件进行成图，这样可以勾画出地形图的框架线。

3.2外业工作

内业部分只能画出基本的地形框架，对于具体水工建筑物，特殊地形、地物，管线设施，居民地等仍需要外业采集。具体外业采集的工作主要包括：

1）测区范围内的水工建筑物，如：泵站，穿堤管涵等；2）特殊地形，如：与大堤相交道路、桥梁以及在1：2000地形图上需要表示出来的沟坎等；3）管线设施，主要包括地面上和地面下的通讯线、通信光缆、输电线、通信线、油气管道、输水管道及其辅助设施；4）居民地、坟区、独立坟等。

3.3最后成图及检查验收

内业完成的大堤的地形框架与外业完成的局部图，通过CASS软件复制到一张图上，人工将两幅图按照真实地形进行连接，然后进行图面的整饰，就可以得到测区的1：2000地形图，最后选择图面部分点进行野外检查对比，如果检查合格则出图验收。

4结果分析

4.1精度分析

利用GPSORTK方法对测图成果进行野外检查，将RTK获得坐标与已有坐标对比来说明转化结果的精度。检验内容为：图根控制点坐标30个，碎部坐标点130个，图根高程30个，碎部点高程123个，统计结果见表3。

表3野外检查精度统计

4.2效益分析

将断面转化法与常规地形图测量的经济效益进行分析，分析内容为：内外业作业天数、人员、设备及辅助交通工作，统计情况见表4。

表4经济效益分析

由表4可知，利用断面转化法成图在外业天数、人数上均小于常规地形图测量方法，其所需要的设备、交通车辆及相应的物资需求均小于常规地形图测量方法，即经济成本小于常规地形图测量方法。

5结束语

本文所介绍的利用CASS成图系统将河道断面转化成图，在精度上能够满足要求，而且还可以提高绘制工作的效率，简单易操作，降低了工作人员的劳动强度，具有广泛地推广价值。

参考文献

[1] 程媛；郁坚；马松山.利用CASS系统绘制河道断面图的两种方法之比较[J].科技致富向导，2010年第21期

[2] 韦晶珠.浅谈如何利用CASS软件绘制地形图和断面图[J].现代企业文化.理论版，2010年第5期