利用CASS成圖系統繪制河道斷面圖的研究

摘 要：CASS成圖系統在我國測繪領域中的應用較為廣泛。本文結合CASS成圖系統繪制河道斷面圖及地形圖的應用實例，介紹了具體的實現方法。實踐表明，CASS成圖系統的應用取得了較高的精度和經濟效益，值得推廣使用。

關鍵詞：河道；斷面圖；CASS成圖系統；精度

1引言

近些年來，隨著測繪技術的飛速發展，越來越多的測繪工作者把目光聚焦到了利用計算機來進行數字化成圖技術上，以此來減輕測量內業人員的工作量，提高工作效率及輸出成果的精準度。CASS成圖系統在繪制河道斷面圖及地形圖上有著十分明顯的優勢，下面，就結合實例，詳細介紹了利用CASS系統繪制河道斷面圖，并對繪制精度及效益進行了分析。

2理論算法

2.1斷面與斷面基點的關系

斷面也叫剖面、截面，物體切斷后呈現的表面。河槽中某處垂直于流向的斷面稱為在該處河流的橫斷面。由于該工程斷面基點均在大堤的一側，則可看成是相鄰斷面基點的連線與河水的流向平行，這樣就說明相鄰斷面基點的連線與斷面方向垂直，其關系如圖1所示。圖1中，H1、H2為相鄰的斷面基點，AB為在H2所測得的斷面，線段H1H2與線段AB垂直。

圖1斷面基點與斷面關系

2.2斷面轉化坐標的算法

由點H1、H2的坐標利用公式（1）可以求出點H1（x1，y1）到點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與H2A的方位角，也就是∠BH2C；

∠BH2C=∠CH2H1+π/2 （2）

最后利用公式（3），求得AB上各點的坐標。

x=x2+bcos（∠BH2C）

y=y2+bsin（∠BH2C） （3）

式中，b為過點H2的斷面上點到斷面基點的距離。

2.3算法可行性分析

1）斷面能夠反應出與大堤垂直方向上的最基本的地形變化，例如堤肩、下腳、溝坎、水邊等地形，所以根據轉化的坐標能夠畫出主要的地形線。2）斷面資料包含了高程信息，且該算法轉化的坐標不會改變這些高程信息，由此得到的坐標文件能夠反應出真實的地理高程。3）測區內重要地物如：閘、穿堤涵、輸電線等，可以在斷面基點上進行補測。保證了坐標系統的統一。以上幾點保證了該方法切實可行。

3實現方法

3.1內業工作

河段已有的51條斷面，縱向涵蓋了需要測量地形圖的所有區域；斷面的橫向長度為堤腳外40m，迎水面測至河中35m，與地形圖的橫向范圍也吻合。由于斷面數目較多，以點DH26、點DH27和點DH28為例來說明方位角的計算結果，如表1。以通過DH27的斷面為例說明斷面的距離轉換為坐標的結果，如表2。

表1方位角計算

由表1可知：DH26到DH27的方位角與DH27到DH28的方位角只相差20′37.51″，雖然相差很微小，但是也會對利用公式（3）轉化的坐標產生影響，此影響與距離成正比；為此，我們分別用兩方位角計算距離61.3m的坐標，其X坐標差為0.172m，Y坐標差為0.349m，滿足1：2000地形圖測量的規范要求。為消除影響，取兩方位角平均數進行計算，坐標計算見表2。

表2坐標計算

將經過轉化后的坐標保存為/1DAT0格式的文件，然后導入CASS軟件進行成圖，這樣可以勾畫出地形圖的框架線。

3.2外業工作

內業部分只能畫出基本的地形框架，對于具體水工建筑物，特殊地形、地物，管線設施，居民地等仍需要外業采集。具體外業采集的工作主要包括：

1）測區范圍內的水工建筑物，如：泵站，穿堤管涵等；2）特殊地形，如：與大堤相交道路、橋梁以及在1：2000地形圖上需要表示出來的溝坎等；3）管線設施，主要包括地面上和地面下的通訊線、通信光纜、輸電線、通信線、油氣管道、輸水管道及其輔助設施；4）居民地、墳區、獨立墳等。

3.3最后成圖及檢查驗收

內業完成的大堤的地形框架與外業完成的局部圖，通過CASS軟件復制到一張圖上，人工將兩幅圖按照真實地形進行連接，然后進行圖面的整飾，就可以得到測區的1：2000地形圖，最后選擇圖面部分點進行野外檢查對比，如果檢查合格則出圖驗收。

4結果分析

4.1精度分析

利用GPSORTK方法對測圖成果進行野外檢查，將RTK獲得坐標與已有坐標對比來說明轉化結果的精度。檢驗內容為：圖根控制點坐標30個，碎部坐標點130個，圖根高程30個，碎部點高程123個，統計結果見表3。

表3野外檢查精度統計

4.2效益分析

將斷面轉化法與常規地形圖測量的經濟效益進行分析，分析內容為：內外業作業天數、人員、設備及輔助交通工作，統計情況見表4。

表4經濟效益分析

由表4可知，利用斷面轉化法成圖在外業天數、人數上均小于常規地形圖測量方法，其所需要的設備、交通車輛及相應的物資需求均小于常規地形圖測量方法，即經濟成本小于常規地形圖測量方法。

5結束語

本文所介紹的利用CASS成圖系統將河道斷面轉化成圖，在精度上能夠滿足要求，而且還可以提高繪制工作的效率，簡單易操作，降低了工作人員的勞動強度，具有廣泛地推廣價值。

參考文獻

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[2] 韋晶珠.淺談如何利用CASS軟件繪制地形圖和斷面圖[J].現代企業文化.理論版，2010年第5期