基于全站儀和CASS軟件的河道斷面測繪方法研究

李保杰

（河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第二地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，河南 鄭州 450001）

基于全站儀和CASS軟件的河道斷面測繪方法研究

李保杰

（河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第二地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，河南 鄭州 450001）

利用全站儀內(nèi)置的對邊測量程序和CASS軟件的斷面圖繪制方法，探索出斷面測繪的內(nèi)外業(yè)一體化作業(yè)模式，有效地提高斷面測繪的作業(yè)效率。

全站儀；斷面測繪；對邊測量；cass軟件

斷面測量是工程勘測的一項(xiàng)重要的工作內(nèi)容。斷面測量包括縱斷面測量(與中樁測量在概念上是等同的)和橫斷面測量。經(jīng)典的斷面測量方法有經(jīng)緯儀視距法、水準(zhǔn)儀測量法和方向架加“抬桿法”。但經(jīng)緯儀視距法由于視距精度不高,存在觀測量多、計算工作量大、高程精度低向往；水準(zhǔn)儀測量受地形起伏、視距等因素的制約，有在工作量較大等缺點(diǎn)?，F(xiàn)在生產(chǎn)的各種型號全站儀一般都有內(nèi)置的對邊測量程序。隨著全站儀的普及，充分發(fā)揮全站儀測量的優(yōu)勢，充分利用現(xiàn)有的測量軟件，是提高測繪效率的一個有效途徑。

1 對邊測量的原理

對邊測量稱為間接測量，可用來測量兩點(diǎn)之間的水平距離和高差。對邊測量功能可量測基準(zhǔn)點(diǎn)與目標(biāo)點(diǎn)、目標(biāo)點(diǎn)與目標(biāo)點(diǎn)之間的平距、斜距、垂距、坡度百分比。

圖1 對邊測量測點(diǎn)分類

如圖1所示，在測站上安置好全站儀，輸入儀器高、棱鏡高，照準(zhǔn)目標(biāo)1按【測距】鍵，將獲得測站點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)1的距離、高差。并將其存儲。轉(zhuǎn)動全站儀的照準(zhǔn)部，照準(zhǔn)目標(biāo)2，儀器自動存儲測站點(diǎn)與目標(biāo)1方向與存儲測站點(diǎn)與目標(biāo)2方向所夾得水平角α，并獲得測站點(diǎn)與目標(biāo)2之間的距離和高差。根據(jù)三角形的余弦定理，即可獲得目標(biāo)1與目標(biāo)2之間的距離以及目標(biāo)1與目標(biāo)2之間的高差。

一般全站儀的對邊測量功能具體分為連續(xù)對邊測量和輻射對邊測量模式。連續(xù)型對邊測量獲得的是本次觀測的目標(biāo)點(diǎn)與前一個目標(biāo)點(diǎn)之間的距離和高差，如圖2所示。輻射型對邊測量獲得的是本次觀測的目標(biāo)點(diǎn)與第一個目標(biāo)點(diǎn)之間的距離和高差，如圖3所示。

圖2 連續(xù)對邊測量模式

圖3 輻射對邊測量模式

2 CASS軟件在斷面測量中的作業(yè)方法

CASS成圖軟件是廣州南方測繪儀器公司開發(fā)的基于AutoCAD平臺技術(shù)的數(shù)字化測繪數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，廣泛的應(yīng)用于地形成圖、地籍成圖、工程測量應(yīng)用三大領(lǐng)域，使用骨架線實(shí)時編輯、簡碼用戶化、GIS無縫接口等先進(jìn)技術(shù)。自從CASS軟件發(fā)行以來，在測繪領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

CASS軟件中繪制斷面圖的方法有根據(jù)已知坐標(biāo)、根據(jù)里程文件等多種方法。由于全站儀對邊測量獲得的數(shù)據(jù)是斷面點(diǎn)的高程和斷面點(diǎn)到中樁的平距，所以選擇用CASS軟件繪制斷面圖，繪制方法選擇根據(jù)里程文件繪制法。

CASS軟件中里程文件的編寫格式如下：

BEGIN，斷面里程：斷面序號

第一點(diǎn)里程，第一點(diǎn)高程

第二點(diǎn)里程，第二點(diǎn)高程

……

3 對邊測量和CASS軟件斷面圖繪制的聯(lián)合應(yīng)用

在傳統(tǒng)的橫斷面測量中，常規(guī)的儀器方法效率很低。即使借助于電子儀器來同時獲得距離和高差，也需要頻繁的遷站，降低了作業(yè)效率。基于全站儀的輻射型對邊測量來獲得兩個目標(biāo)點(diǎn)之間的水平距離和高差的功能，聯(lián)合CASS軟件的自動繪制斷面圖功能，在線路橫斷面測量中有著極其優(yōu)越的作用。

3.1 對邊測量在河道斷面測量中的施測應(yīng)用

在以往河道橫斷面測量中，往往涉及到河流兩岸灘地的過河水準(zhǔn)測量，難度較大。而用全站儀的對邊測量功能則只需建立一個測站,在河道主流兩側(cè)各放一個鏡頭,就可通過對邊測量功能一次性連續(xù)快速地完成河道橫斷面測量。

如圖4所示，在所測斷面附近找一視野開闊的控制點(diǎn)如C3，設(shè)置測站，輸入測站高和棱鏡高，啟動全站儀的內(nèi)置測量程序輻射型對邊測量，然后照準(zhǔn)所需測的第7個斷面中樁Z7，按測距鍵，將中樁Z7作為本斷面的第一個目標(biāo)點(diǎn)，然后依次照準(zhǔn)該斷面左側(cè)各斷面點(diǎn)進(jìn)行施測，則操作界面中即可獲得各斷面點(diǎn)到該斷面中樁的平距和高差；本斷面左側(cè)各斷面點(diǎn)施測完成后，依次在照準(zhǔn)該斷面右側(cè)各斷面點(diǎn)進(jìn)行施測，則操作界面中又可獲得各斷面點(diǎn)到該斷面中樁的平距和高差。本斷面施測完成后，如果要施測下一個斷面，測站點(diǎn)和斷面點(diǎn)之間又可以通視，儀器不用遷站，只需照準(zhǔn)下一個斷面的中樁，并將其作為目標(biāo)1，然后順次測量本斷面中其它各斷面點(diǎn)。這樣，一次設(shè)站可以施測多個斷面，從而大大提高作業(yè)效率。

圖4 斷面測量的測點(diǎn)示意圖

表1 Cass軟件繪制的土石方數(shù)量計算表

3.2 CASS軟件的數(shù)據(jù)處理及斷面圖的繪制

將運(yùn)用全站儀對邊測量程序在外業(yè)獲得的斷面測量數(shù)據(jù)編寫為斷面里程文件的數(shù)據(jù)格式。編寫的環(huán)境為記事本。

在記事本下編寫完代碼后，將其保存為“*．hdm”的格式。

然后打開CASS軟件，如果僅僅需要繪制出斷面圖，則點(diǎn)擊菜單【工程應(yīng)用】→【繪斷面圖】→【根據(jù)里程文件】選擇相應(yīng)的里程文件，進(jìn)行一系列的設(shè)置，則即可繪制出斷面圖。如果還需要計算出土方量，則點(diǎn)擊菜單【工程應(yīng)用】→【斷面法土方計算】，在彈出的下一級菜單中選擇標(biāo)準(zhǔn)斷面的設(shè)計文件，如選擇【任意斷面】。

繪制出的斷面圖土方量計算表1所示。

4 結(jié)語

如上所述，采用全站儀對邊測量的內(nèi)置程序，同時加強(qiáng)對CASS等測量后期數(shù)據(jù)處理軟件的配合使用，實(shí)現(xiàn)斷面測量的內(nèi)外業(yè)一體化作業(yè)，既提高了測量效率，又解決了實(shí)際問題，將起到事半功倍的效果。

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P228.4；TV221

A

1671-0711（2017）01（下）-0159-02