基于M icrostation平臺和DEM的橫斷面提取方法研究

劉 廷

基于M icrostation平臺和DEM的橫斷面提取方法研究

劉 廷

(河北省水利水電第二勘測設計研究院，河北石家莊050021)

結合航測生成的DEM成果和Geopak軟件現有的功能，本文采用C#語言基于Microstation平臺提供的Addins二次開發方式，開發了橫斷面提取工具，實現了基于Microstation平臺的橫斷面的自動化、智能化提取，極大地提高了工作效率。

Microstation；Geopak；DEM；二次開發；橫斷面提取

M icrostation軟件是Bent1ey公司推出的一款CAD平臺軟件，是一個功能強大的圖形、模型設計系統，基于這個平臺，針對不同專業Bent1ey公司又開發了多個軟件，Geopak就是一款運行在M icrostation平臺上的工程設計軟件，里面包含Survey、Site、Bridge、Drainage、Water等多個模塊，適用于絕大多數的工程設計項目［1］，雖然Geopak Survey模塊是針對專業測繪人員設計的，功能包括測繪屬性成圖、坐標轉換、數字地面模型建立(DTM)、地塊劃分等［2］，但在實際應用中效果并不理想，除了在操作方式上與應用已久的AutoCAD平臺有很大不同之外，有些功能并不完善，因此如何整合Geopak現有功能并開發出一些符合本單位設計習慣的工具將顯得尤為重要。本文結合航測的DEM成果，基于Geopak軟件和Microstation平臺提供的SDK開發了橫斷面提取工具，在很大程度上提高了工作效率。

1 軟件架構

M icrostation平臺提供了多種二次開發語言，常用的開發方式有VBA、Addins、MDL等，各種開發方式又有各自的特點，VBA開發簡單，但功能比較少，而且代碼不易保護；MDL功能強大，但學習和開發的難度很大；而Addins結合了2者的優點，是基于.NET框架的，可以利用.NET的各種優勢，并且可以根據自己的習慣選擇C#、C+ +/CLI、VB.NET等任意一種編程語言，大大提高了開發速度。

本程序以提高設計效率為宗旨，力求簡化中間環節，最大程度的實現橫斷面提取的自動化和智能化，采用基于C#語言的M icrostation Addins開發方式，充分利用C#強大的界面設計功能和Addins支持命令表、能編譯成DLL的優點，達到資源共享，實現在Microstation平臺上橫斷面的自動化、智能化提取。基于M icrostation平臺的橫斷面提取工具的處理流程如圖1所示。

2 資料準備

DEM數據是橫斷面剖切和提取的基礎，因此，首先需要利用格式轉換工具將DEM數據轉換成Geopak軟件支持的.TIN文件，然后在DEM上布置河道中心線和橫斷面線，布置完成之后利用Geopak軟件自帶的Drape Vectors工具將布設的斷面線投影到選擇的.TIN文件上，實現高程點內插。

在這個過程中為了后續程序設計的需要，在Geopak中新增4個圖層：TIN層、zxx層、dmx層、touying層，分別用于存放DEM數據、河道中心線、斷面線、投影后的斷面線。

3 主要功能實現

基于DEM的橫斷面提取程序以簡化設計過程為目的，通過在M icrostation平臺中一鍵框選可以實現橫斷面的自動篩選、自動統計、橫斷面數據查詢、橫斷面圖預覽以及橫斷面數據導出等功能，程序設計流程如圖2所示。

圖1 基于M icrostation平臺的橫斷面提取工具處理流程

圖2 程序設計流程

現就每個功能的設計思路簡述如下：

(1)自動篩選及統計功能。在Microstation文件中同時包括河道中心線和橫斷面線，本程序對每個框選到的元素通過預設的圖層進行篩選判斷，可以準確統計出河道長度、河道中心線的轉點數、橫斷面總數、橫斷面樁號、各條橫斷面長度等信息。主要代碼如下：

(2)橫斷面數據查詢及橫斷面預覽。通過程序自動篩選出的橫斷面列表，設計人員可以選擇任意一個橫斷面，在后面的表格內可以查詢該斷面上任意一點的坐標值、高程值以及各斷面點的累距，根據工程應用需要，程序設置了左起累距和樁分左右兩種累距方式，選擇左起累距時，各點的累距以面向下游時斷面最左端點為基準點進行累距，選擇樁分左右時，各點的累距以斷面線與河道中心線的交點為基準點進行累距，并且累距值面向下游左負右正，通過在表格內點擊任意一點可以在下面的橫斷面圖上查看該點在整條橫斷面上的具體位置。主要代碼如下：

(3)橫斷面數據導出。斷面數據導出功能充分考慮到了與其他橫斷面數據處理軟件的數據接口問題，可以將橫斷面數據導出為Exce1格式和dmc格式，方便其他軟件直接調用。軟件操作界面如圖3所示。

4 結束語

在傳統的設計手段中，橫斷面數據的來源由測繪人員現場逐條斷面測量而得，或者由已有地形圖上通過數據內插獲得，前者不僅工作量大而且效率不高，而后者受實際地形變化和地形圖精度影響內插得到的斷面數據的準確性和精確性難以保證，并且一旦河道中心線或管道中心線發生變化，前面的橫斷面數據需要重新獲得，費時費力。DEM作為測繪4D產品之一，有著重要的應用價值，基于M icrostation平臺的橫斷面提取工具結合DEM數據在整合Geopak軟件現有功能的同時，極大地提高了設計人員的工作效率。

圖3 軟件操作界面

［1］孫曉云，毛文軍，王曉東.在Geopak中用高程點和斷裂線生成等高線的關鍵技術［J］.測繪通報，2015(08)：112-114.

［2］劉戰江.水利測繪在基于M icrostation平臺三維設計軟件中的應用［J］.黑龍江水利科技，2012(01)：112-113.

［3］趙杏英，顧德山，周宇艷.不同平臺下大比例尺TIN建模與分析［J］.大壩與安全，2014(01)：33-36.

［4］肖劍平.VC++環境下運用MDL進行M icrostation二次開發的剖析［J］.工程勘察，2006(02)：57-60.

［5］胡愛華.基于Microstation的地圖符號庫設計與實現［J］.測繪信息與工程，2010，35(01)：40-41.

［6］王海英.M icrostation軟件Geopak在地形圖編輯中的應用［J］.山西建筑，2009，35(18)：360-361.

［7］高戈，滕大強，和秀英.基于M icrostation的工程測量系統開發［J］.城市勘測，2009(03)：11-12.

［8］李軍，黃磊，鐘洪德.基于Microstation的管線成圖系統設計與開發［J］.四川測繪，2007，30(05)：210-212.

TV147

B

1672-2469(2017)03-0054-04

DO I：10.3969/j.issn.1672-2469.2017.03.021

2017-01-17

劉 廷(1985年—)，男，工程師。