用AutoCAD繪制人工影響天氣作業點安全射界圖的方法

高國明，和文仙，楊春香

(云南省楚雄州氣象局，云南 楚雄 675000)

1 引言

人工影響天氣在社會經濟發展中發揮的作用日益凸現，隨著作業規模不斷擴大，作業的安全性越來越受到重視，37 mm高炮是地面作業的主要手段之一，37 mm高炮彈單發炮彈彈丸最大破片可達14 g，引信瞎火率0.1‰～3‰[1]，在引信瞎火情況下，彈頭不會爆炸，直接掉落地面，因此，37 mm高炮作業對地面的人畜、設施存在一定的威脅。制作安全射界圖對于安全作業具有重要意義。在安全射界圖繪制中，如果繪圖操作“失之毫厘”，就可能造成實際工作中的“謬以千里”。

《37 mm高炮人工影響天氣作業點安全射界圖繪制規范》(QX/T 256-2015)于2015年5月1日起實施，《規范》對37 mm高炮安全射界圖的制作作出了詳細規定。經調查，縣(市)級人影單位多使用Photoshop或CoralDraw制圖軟件繪制安全射界圖，使用這些軟件繪制安全射界圖，共同的不足之處在于繪圖比例難以控制，繪圖操作比較繁瑣，制作過程耗時較長，特別是繪制扇形區域并將其精確定位的難度較大。有的單位使用外包方式，給校對工作造成困難，繪圖質量難以保證。AutoCAD軟件具有完善的圖形繪制和編輯功能，使用AutoCAD繪圖，可以最大程度保證圖紙數據與實際數據的精確對應。

2 準備工作

2.1 地圖及繪圖工具

根據安全射界選取原則，為了避開人口密集區和重要設施(如油庫、化工廠、文物古跡、軍事設施等)，文獻[2]對安全射界圖底圖的比例尺(分辨率)提出了較高要求，要求底圖宜選用1∶50 000以上比例尺或分辨率不低于5m的衛星遙感地圖[2]，選用谷歌衛星地圖，可以達到“分辨率不低于5 m”的要求。繪圖軟件推薦使用AutoCAD 2014以上的版本，AutoCAD 2014以前的版本無法將填充部分進行透明處理，因此不推薦使用。部分環節涉及到截圖、制表等，可根據各自的使用習慣選取。

2.2 安全射界圖底圖

使用谷歌地球高程下載器，對作業點位置進行準確標注，然后將標注的作業點置于屏幕中央位置，將地圖縮放至適當大小(范圍應保證以標注點為圓心，半徑10 km以上)，在地圖底部位置畫一條線段AB(注意：畫線段AB時要畫在地圖底部，這樣線段AB不會影響后期的繪圖制作)，線段AB取得越長，后期制作水平距離圈時的精度越高，但必須保證A、B兩點在可截取范圍內。量出線段AB在地圖上的長度SAB，然后截圖(如圖1)，截圖范圍參照《37 mm高炮人工影響天氣作業點安全射界圖繪制規范》附錄B，并將線段AB取在截圖中。

2.3 安全射界最小范圍

文獻[2]4.2規定了安全射界最小范圍應滿足的條件：①海拔高度≤1 500 m的作業點：1 500 m(極坐標徑向)×1 000 m(極坐標切向)；②海拔高度>1 500 m的作業點：2 000 m(極坐標徑向)×1 500 m(極坐標切向)[2]。要確認作業點的海拔高度，掌握作業點周邊環境[5]，必要時要對作業點10 km半徑范圍內開展實地調查，以免遺漏重要設施。

圖1 底圖截圖Fig.1 Image taken from the bottom

3 繪圖步驟

3.1 粘貼底圖

將截取的圖片用畫圖程序打開，選中圖片，點擊復制。打開AutoCAD 2014，將圖片粘貼到AutoCAD 2014繪圖界面。需要注意的是，底圖導入AutoCAD時，應使用粘貼的方法，如果使用插入光柵圖像的方法，文件目錄變更時底圖需要重新加載[3]。為避免繁復的線條干擾繪圖操作，引入圖層[4]的操作方法，可將圖層分為底圖、水平距離圈、射擊距離圈、方位線段和安全射界范圍等5個層次。

3.2 比例縮放

使用AutoCAD 2014中的sc命令實現繪圖比例與地圖比例一致。圖2中，SAB是地圖中量出的兩點間的距離，Sab是AutoCAD 2014中兩點的距離。SAB/Sab=c,執行SC命令，錄入c值，按照提示進行操作，就可實現比例一致。舉例說明，在地圖中量得SAB=20 370 m,在AutoCAD 繪圖界面量得Sab=156.02，則SAB/Sab=20 370/156.02=130.560 2，在執行SC命令后，根據提示進行操作，命令框要求輸入比例因子時，輸入130.560 2即可，比例設定完成后，如果在圖中畫一條長度為1 500單位的線段，在地圖上的長度即為1 500 m。

圖2 繪制安全射界圖操作界面Fig.2 Draw the safe range operation interface

圖3 sc命令操作詳解Fig.3 Sc command operation interpretation

3.3 繪制水平距離圈、射擊距離圈和方位線段

水平距離圈和射擊距離圈直觀反映炮彈射角和射程的對應關系，文獻[2]中5.2要求：繪制水平距離圈時，應以作業點為圓心，以1 km、10 km為半徑繪制實線閉合圓；在自圓心向右(正東方向)的橫軸上按1 km間隔標出距離刻度。文獻[2]中5.3要求繪制射擊距離圈的方法為：以作業點為圓心，以45°～80°射擊仰角未爆彈丸最大射程為半徑，按5°畫虛線閉合圓[2]。繪制水平距離圈和射擊距離圈直接使用C命令即可，應注意在線型上予以區分。

方位線段是極坐標徑向的參考線。水平距離圈和射擊距離圈繪制完成后，使用定數等分命令(DIV)[4]將水平距離圈等分為24個方位，每個方位的間隔為15°，將圓心與等分點連接，畫出方位線段。

3.4 繪制安全射界區域

由于底圖的截圖半徑在10 km以上，一部分面積較小的村莊、設施在底圖上未能顯示，因此，直接用底圖來確定安全射界邊界的效果并不理想，這就需要對照更清晰的地圖，將安全范圍繪制到底圖上。安全射界范圍必須是以作業點為圓心的扇形，并以半透明方式填充[2]。另外，實地調查是繪制安全射界圖的重要輔助手段，應對作業點周圍10 km范圍內的重要設施開展實地調查，在地圖上標出其準確位置。

其余步驟按照文獻[2]的要求逐步繪制即可。

圖4 安全射界圖示例Fig.4 An example of a security scope graph

4 結語

使用谷歌地圖和AutoCAD 2014軟件制作安全射界圖的方法簡單，只要具備AutoCAD的基本操作知識就可繪圖。AutoCAD 2014繪制安全射界圖的最大優勢是使用sc命令就可輕松實現底圖與繪圖比例的完全一致，同時，使用定數等分命令可快速并精確地將水平距離圈分為24個方位，這是其它軟件所不能比擬的。

以衛星地圖作底圖，全面反映了作業點周圍10 km范圍內的地形地貌[6]，有利于作業人員掌握天氣演變規律，從而提高人工影響天氣效益。