基于AutoCAD的斷面測量新模式和軟件研究

鄭勇波

(上海市城市建設設計研究院，上海 200125)

1 引言

大多數工程測量單位過去采用的縱、橫斷面作業方法是按照傳統模式進行的，即是根據地形圖，在實地確定斷面精確位置以及各斷面點到中樁點的距離，并且利用水準儀測量斷面點的高程。由于這種作業方法是用直尺直接在草圖上量距離，誤差較大，并且斷面數據全部在野外生成，校審功能不能很好執行。另外，工程線路會經常改動，運用傳統方法，返工的事情不可避免，并且勞動強度過大。因此，提出一種新的作業模式并開發對應的內業軟件是有必要的。

2 新的作業模式提出

為了摒除上述傳統縱、橫斷面測量作業方法的缺點，我們提出了一種新的作業模式:首先對道路工程線狀地形圖進行精確測繪，尤其是斷面線所在位置的特征點。接著，使用全站儀或者水準儀，在斷面線所在位置及其周圍所有特征點上實地采集高程數據，然后把這些高程數據按實際位置繪制到電子地形圖上，用單行文本顯示，再在電子地形圖上，利用新開發的數據處理軟件，完成所有斷面的數據采集(數據采集過程，下文有述)，并生成各類格式的斷面數據。運用這種新方法，即便工程線路發生變化，我們也可以利用原來采集的一部分高程數據，這既減少了工作量，而且電子地形圖上的數據也可以供設計人員參考。

3 開發思路和關鍵技術

由于AutoCAD是測量工作必備平臺，本文的斷面測量軟件便是基于AutoCAD平臺，利用VBA語言及對應編程工具編寫的，然后用InstallShield制作 EPToSecMap.msi安裝包以發布軟件。軟件開發的概略流程圖如圖1所示。

圖1 程序設計概略流程圖

(1)VBA二次開發技術。在開發過程中，軟件采用的AutoCAD VBA對象及方法有:①GetEntity，以交互方式獲取對象;②GetKeyord，從用戶處獲取關鍵詞字符串;③GetPoint，獲取 AutoCAD中選定的點;④AcadLine，直線;⑤AcadText，單行文本對象;⑥AcadCircle，完整的圓。

(2)斷面數據采集。軟件中，在CAD中進行斷面數據采集的基本過程如下:如圖2所示，①拾取中樁點，即斷面線的中心位置，根據地形圖已有數據，采集樁號“AK0+080”和高程值“2.39”;②以中樁點所在位置為起點，沿斷面線向左取一特征點，獲取其相對中樁點的距離以及高程值“2.29”，其他特征點以此類推;③當采集完左側最末端點時，人工選擇轉向采集右側斷面;④以中樁點所在位置為起點，沿斷面線向右取一特征點，獲取其相對中樁點的距離以及高程值“2.28”，其他特征點以此類推;⑤當采集到右側最末端點時，此點沒有直接高程數據，可根據實地地形，圖上為水泥地面，間接推斷出該點高程值約為“3.09”。總結起來，所有樁號和高程數據，要么來自地形圖上直接數據，要么從地形圖上數據推斷而出，距離通過兩點坐標反算求得。整個采集過程都有詳盡的操作提示和出錯提示，如采集的數據不符合樁號或者高程格式時，會提示重新采集以及選擇的點位出現錯誤時，可返回重新選擇等。

圖2 斷面數據采集流程圖

(3)數據管理設計。本文軟件中的數據文件分為兩大類:配置信息文件和斷面數據文件。配置信息文件:主要用來存儲采集方式設置、路徑保存設置、格式轉換設置等相關信息。斷面數據文件，包括:①臨時數據文件，主要存儲直接從電子地形圖上采集來的最原始斷面數據，如斷面樁號、斷面點位置、距離及高程等;②正式斷面數據文件，儲存轉換成通用的一些斷面格式后的數據，這些數據都可以直接被設計人員所利用。

為了提高數據管理效率，合理分配系統內存，考慮到斷面測量數據均為二進制格式，并且具備很強的規律性，本文所述的斷面測量軟件采用文本文件的方式對各類斷面數據進行管理［1］，以下為臨時數據文件和某種格式的斷面數據文件中的部分數據。

臨時數據(DataColl.temp)

縱斷面數據(zdm.txt)

橫斷面數據(hdm.txt)

(3)多種斷面數據格式轉換設計。利用臨時數據文件作為中間過渡格式，各類格式的斷面數據文件都能轉化為臨時數據文件，而臨時數據文件也可以轉化為各類格式的斷面數據文件，這樣便實現了各種斷面數據格式的相互轉化。

4 軟件實現

軟件包括生成斷面線、數據采集、數據顯示、數據轉換及各類參數設置等模塊。系統運行主界面如圖3所示。

圖3 程序運行主界面

生成斷面線。在道路中心線的基礎上，根據工程需要的斷面間距和寬度，在對應整樁號的位置自動繪制斷面線，所有斷面線都位于一個圖層中;

數據采集。采集過程中，斷面數據會自動保存到相應臨時數據文件中。一個斷面采集結束，會自動生成斷面形狀，用來及時判斷采集的數據是否有重大失誤。

數據顯示。數據采集時，實時顯示各類斷面信息，包括中樁樁號、高程，特征點所在方位(左側或右側)、距離和高程等。

數據轉換。采集數據可以轉化為國內比較通用的幾種縱、橫斷面數據格式，如同濟、城建院、市政院、鴻葉、李方和緯地等。轉換方式分自動轉換和選擇轉換，自動轉換是在數據采集完，就直接轉換成選擇的幾類格式，選擇轉換是當使用者需要轉換時才轉換。同時，可進行各種斷面數據格式之間的相互轉換，如圖4所示。

各類參數設置。提供一些輔助功能，如設置數據文件的保存位置、設定AutoCAD的捕捉方式、設置斷面圖繪制模式、斷面寬度和間距以及選擇斷面數據轉換模式和格式類型等。

圖4 斷面數據相互轉換界面

5 對比分析

為了驗證在斷面測量新模式下，使用本文的軟件在實際工程項目的應用效果，特別挑選了兩個道路工程項目作對比分析，一個是2008年完成，另一個是2010年近期完成的一個規模相當的工程，兩個工程都進行過線路改線。分別統計兩個工程中縱、橫斷面測量首次、改線一次、改線二次以及全部的工作量，前者采用傳統方式，后者采用本軟件結合新作業模式，工作量對比如表1所示。

工作量對比表 表1

從對照表可以明顯看出在新模式下采用本文軟件后，節約了內業工作人員大量的時間，全部工作量節省高達59.3%，有效地減輕工作人員的勞動強度和工作壓力，尤其是在改線后，提高率更是高達77.8%和87.5%，有利于我們用有限的時間完成更多的工程項目。

另外，從實際效果來看，采用新模式，避免了傳統縱、橫斷面測量模式外業記錄工作的繁瑣，能很好保證了原始記錄紙的整潔，而且提高了縱、橫斷面測量的校審效率。

6 結語

近年來上海市的市政建設飛速發展，工程量越來越大，工期要求越來越緊，本軟件解決了因縱、橫斷面內業數據無法及時完成而延誤工期的問題，大大提高了計算、校核、審核三道關的工作效率，能更好滿足工期要求。就經濟效益來說，預計每年可達50萬元。

［1］梅文勝，鄭勇波，周命端.基于PDA的測量機器人自動化網觀測軟件研究.測繪信息與工程，2008(5):45～47

［2］張帆等.AutoCAD VBA二次開發教程［M］.北京:清華大學出版社，2006

［3］王新洲，吳繼忠，花向紅等.PDA支持下的高精度曲線測設系統的設計與實現.測繪工程，2005(3):11～14