羅凌燕，李育東，賀軍政

(深圳市勘察測(cè)繪院有限公司，廣東深圳 518028)

1 引言

城市地下管線是城市的重要基礎(chǔ)設(shè)施，是城市運(yùn)行的“動(dòng)脈”和“生命線”。查清城市地下管線現(xiàn)狀是城市規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、和管理的重要依據(jù)，是城市得以順利運(yùn)行的保障。地下管線的探測(cè)主要包括野外數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)建庫(kù)，常用的數(shù)據(jù)處理工具為CAD和Access數(shù)據(jù)庫(kù)。地下管線橫斷面圖作為地下管線探測(cè)成果圖的一種，對(duì)于設(shè)計(jì)、施工、管理部門(mén)有著重要的指導(dǎo)意義。

2 地下管線橫斷面圖的繪制流程

地下管線橫斷面圖是表示同一斷面里各種管線之間、管線與地面建(構(gòu))筑物之間豎向關(guān)系的管線圖，對(duì)于復(fù)雜綜合管線或是管線密集交叉的十字路口，橫斷面圖的繪制對(duì)于施工設(shè)計(jì)更有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。根據(jù)斷面圖的制作要求，橫斷面圖的主要內(nèi)容包括:斷面位置的地面高程、管線與斷面相交的各種管線的位置及相對(duì)關(guān)系，管線高程、管線規(guī)格、管線點(diǎn)水平間距等。通常橫斷面圖的繪制是根據(jù)實(shí)際需要確定斷面線，然后通過(guò)野外斷面測(cè)量的成果資料進(jìn)行內(nèi)業(yè)處理和編繪，其過(guò)程如圖1所示。

圖1 常規(guī)斷面圖繪制過(guò)程

3 圖庫(kù)交互平臺(tái)下橫斷面圖自動(dòng)繪制的實(shí)現(xiàn)

根據(jù)常規(guī)地下管線橫斷面圖的繪制流程，可以看出作業(yè)過(guò)程中野外作業(yè)占據(jù)作業(yè)流程的大部分時(shí)間，本文研究通過(guò)CAD圖庫(kù)交互平臺(tái)實(shí)現(xiàn)橫斷面圖的自動(dòng)繪制，其目的是為了充分利用已有數(shù)據(jù)資源，節(jié)省外業(yè)工作量，實(shí)現(xiàn)管線斷面圖的標(biāo)準(zhǔn)化自動(dòng)輸出。

3.1 圖庫(kù)交互界面的開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)

CAD不僅具有強(qiáng)大的圖形功能、友好的用戶界面、易操作等特性外，還在于它具有的開(kāi)放式結(jié)構(gòu)，使得用戶可以用自己的語(yǔ)言開(kāi)發(fā)自己的命令、標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)文件以及各種應(yīng)用程序，結(jié)合Access強(qiáng)大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理功能，從而使圖庫(kù)交互成為可能。本文利用的軟件版本為AutoCAD 2008及Access 2003，開(kāi)發(fā)語(yǔ)言為C#。根據(jù)易管網(wǎng)數(shù)據(jù)處理軟件建立用于存儲(chǔ)管線點(diǎn)、線屬性數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)，并生成相應(yīng)的管線成果圖。通過(guò)圖庫(kù)交互界面開(kāi)發(fā)可以實(shí)現(xiàn)圖庫(kù)聯(lián)動(dòng)，圖庫(kù)交互界面如圖2所示。

圖2 圖庫(kù)交互界面

3.2 斷面圖自動(dòng)繪制程序設(shè)計(jì)思路

依據(jù)制作要求程序設(shè)計(jì)的思路如圖3所示。

圖3 程序設(shè)計(jì)思路

3.3 任意位置斷面圖自動(dòng)繪制

實(shí)際應(yīng)用中需要根據(jù)測(cè)區(qū)地形條件先選取斷面線，然后沿著斷面進(jìn)行測(cè)量和探測(cè)，以收集斷面數(shù)據(jù)。對(duì)于任意位置斷面圖的繪制則可能由于采集點(diǎn)密度不夠而影響成圖效果。因此，利用圖庫(kù)交互繪制斷面圖可以充分利用已有管線數(shù)據(jù)庫(kù)的地面高程數(shù)據(jù)選用適當(dāng)?shù)暮瘮?shù)模型模擬當(dāng)前斷面的地形變化，從而節(jié)省野外采集工作量，提高工作效率。

(1)任意斷面位置的選取

通過(guò)鼠標(biāo)拾取獲得任意斷面的位置，并分別求取斷面與已存在各種地下管線的交點(diǎn)。

(2)斷面相交管線高程計(jì)算。

通過(guò)斷面與管線交點(diǎn)數(shù)據(jù)可以根據(jù)內(nèi)插原理計(jì)算管線的高程。已知管線段始、終端點(diǎn)的地面高程和埋深數(shù)據(jù)，可以計(jì)算管線段兩端的管頂(底)高程Hi，Hi+1，根據(jù)管線埋設(shè)的特點(diǎn)可采用線性內(nèi)插式(1)計(jì)算交點(diǎn)位置的管線高程Hp，其中Lpi為交點(diǎn)到管段始點(diǎn)的平面距離，Li，i+1為相交管線段的地面投影長(zhǎng)度。

(3)斷面相交管線地面投影高程模擬計(jì)算。

利用斷面交點(diǎn)一定半徑區(qū)域內(nèi)的已知管線點(diǎn)的三維坐標(biāo)進(jìn)行高程擬合求取交點(diǎn)處的地面高程。根據(jù)地下管線分布的特點(diǎn)，選取多個(gè)鄰近點(diǎn)之加權(quán)平均水平面移動(dòng)擬合法內(nèi)插式(2)，即可以獲得較好的擬合高程。

其中n為鄰近數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù);pi為第i個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的權(quán)，見(jiàn)式(3);Zi為第i個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的高程。對(duì)于權(quán)pi確定的原則應(yīng)與該數(shù)據(jù)點(diǎn)與待定點(diǎn)的距離di有關(guān)，di愈小，它對(duì)待定點(diǎn)影響愈大，則權(quán)應(yīng)愈大;反之當(dāng)di愈大，權(quán)應(yīng)愈小。

(4)斷面交點(diǎn)位置管線屬性的提取。

同一管線段的數(shù)據(jù)為一個(gè)不可分割整體，其中任何一點(diǎn)數(shù)字型屬性數(shù)據(jù)如管徑或斷面尺寸可取兩端點(diǎn)數(shù)據(jù)的平均值，其余屬性取與端點(diǎn)相同。

(5)斷面相交管線水平間距計(jì)算;

由于斷面位置選取的任意性，在計(jì)算水平距離時(shí)應(yīng)根據(jù)斷面線與相鄰兩管線間的夾角θ，兩管線間的水平距離Si即可兩交點(diǎn)的距離Li算出:

(6)圖面整飾輸出。

包括圖面布局，比例尺設(shè)置，文字說(shuō)明，輸出設(shè)置。

3.4 圖庫(kù)交互自動(dòng)繪制管線橫斷面圖程序?qū)崿F(xiàn)及效果

通過(guò)以上技術(shù)設(shè)計(jì)思路，運(yùn)用C#語(yǔ)言進(jìn)行開(kāi)發(fā)得到圖庫(kù)交互實(shí)現(xiàn)橫斷面圖的自動(dòng)繪制界面如圖4所示，成果輸出放大效果如圖5所示，得到了較好的正式界面。

圖4 程序?qū)崿F(xiàn)界面

圖5 輸出效果圖

4 結(jié)論

圖庫(kù)交互實(shí)現(xiàn)橫斷面圖的自動(dòng)繪制充分利用野外采集數(shù)據(jù)信息，并結(jié)合管線埋設(shè)的特點(diǎn)，可以彌補(bǔ)常規(guī)測(cè)量信息量不足、工作強(qiáng)度大、內(nèi)外業(yè)不能一體化等缺點(diǎn)，提高作業(yè)效率及成果輸出的規(guī)范性。

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