浅谈基于地形图上的断面数据快速绘制断面图的方法

摘要: 文章介绍了纵横断面和地形测量一体化工作中如何利用测量数据快速精确的绘制断面图。

关键词：地形图；CASS；快速绘制；断面图

中图分类号：P217文献标识码：A

1．引言

在河道、公路、堤坝等带状地形的测量工作中，往往都需要进行地形和纵横断面测量，传统的测量方法一般是地形测图和纵横断面测量分开，现在由于高精度的全站仪、GPS－RTK的大量应用，很多测量单位已经采用地形和纵横断面野外数据采集一体化，即采集地形的同时采集断面数据。这种方法的优点是测量工作合二为一，节省了大量的人力、物力、提高了工作效率。缺点是采集的数据均为统一的三维坐标数据，而没有绘制断面图所需的断面数据，所测的断面点也往往不在绝对的断面线上，如果从图面量取距离再录入生成断面数据的话，在有大量断面的情况下工作量将是十分巨大的，而且精度无法保证。

虽然南方CASS及其它一些测绘软件可以直接生成断面图，但往往都是采用三角网插值求得的断面数据，不能有效的反映实际地形，特别是陡坎、壕沟等地形变化较大的区域，而且桩号点在CASS中是无法指定的。

本文中笔者就象山县石浦镇某河河道断面测量工程为例，介绍一种快速精确绘制断面图的方法。

2.断面数据准备

首先将外业测量得来的数据采用南方CASS展到图中，并在桩号位置做好标记，然后通过桩号沿着垂直河道中心线的方向绘制横断面线，由于实际作业中所测的断面点不完全在横断面线上，所以需要设定一个最大的允许偏离值R，这里我们可以设定R＝5，把距离断面线大于5米的坐标去除，如图1所示：

图1

1）根据河道的走向绘制一条水平线或垂直线作为桩号中心线，并以桩号点为基点把断面数据复制到这条线上，注意在复制的过程中，为使每个断面保持清晰明了，两条断面线的距离一定要大于最大的允许偏离值R的2倍，如这里，我们在复制的过程中保证两条断面线的距离大于10米就可以了，然后把断面数据以桩号为中心旋转，使断面线与桩号中心线垂直。

2）根据横断面的走向旋转图形，并把桩号中心线的顶点移动到坐标（0，0）点，这样的目的是为了后面生成的断面桩号左为负，桩号右为正。如图2所示。

图2

3.断面数据处理

1）在上面的断面数据旋转、移动等操作过程中，高程点的Z坐标往往会出错，而高程注记是不会变化的，所以我们需要对Z坐标进行统一修正：在南方CASS中选择所有数据，点击绘图处量－－>高程点处理－>根据注记修改高程。这样，所有的高程点的Z坐标就和高程注记统一了。

2）选择工程应用－>高程点生成数据文件－>无编码高程点，把高程数据导出，作为断面原始数据，数据格式为dat文件。

3）使用EXCEL打开数据文件，在打开窗口中的文件类型中选择所有文件（*.*），然后在随后打开发文本导入向导中使用逗号作为分割符号，打开断面原始数据。

4）将坐标数据以纵坐标大小排序，即以D列做升序排序，使每个断面分离开来，如图3所示。

图3

5）现在计算断面数据，其中G列作为断面点到桩号的左右距离，写入G1=C1、G2＝C2……,H列为断面点的高程，写入H1＝E1、H2＝E2……，I列为断面图编号，写入H1＝当前桩编号、H2=IF(IF(D1-D2

图4

6）将所得的数据复制到一个新的EXCEL表中，并以列C为主要关键字列A为次要关键字进行排序，如图5所示

图5

7）现在，我们把他处理成南方CASS的里程文件样式，具体文件格式为：

BEGIN,断面里程：断面序号

第一点里程，第一点高程

第二点里程，第二点高程

……

下一个断面

……

如图6所示：

图6

8）保存里程文件：选择另存为，文件名需加上双引号，如”里程.hdm”，保存类型为CSV逗号分隔文件，如图7所示：

图7

4.断面图的绘制

在南方CASS中选择工程应用－>绘断面图－>根据里程文件，选择刚刚建立的里程文件，然后设置好相应的参数就可以自动生成断面图了。也可以选择工程应用－>断面法图方计算－>场地断面，选择刚才的里程文件，设置好相关参数，也可以自动生成纵横断面图，如图8所示。这样，中心线即为桩号位置，所绘断面图精确，可以满足设计施工要求。

图8

5.总结

使用上述文法，在绘制大量断面图的情况下，效率和精确度的提高是非常明显的，笔者曾经做过试验，采用手工方法量取距离，再录入里程文件的需要15天的工作量，采用本文介绍的方法一个工作日就可以完成，而且出现误差的概率大大降低了，很值得推广使用。

参考文献

[1]陈贻胜,道路纵横断面及地形测量一体化作业[J].测绘与空间地地理信息,2005,28(6): 38-41.

[2]南方CASS7.1 用户手册,广州,南方测绘仪器有限公司