鄭勇波

(上海市城市建設(shè)設(shè)計(jì)研究院，上海 200125)

1 引言

大多數(shù)工程測(cè)量單位過(guò)去采用的縱、橫斷面作業(yè)方法是按照傳統(tǒng)模式進(jìn)行的，即是根據(jù)地形圖，在實(shí)地確定斷面精確位置以及各斷面點(diǎn)到中樁點(diǎn)的距離，并且利用水準(zhǔn)儀測(cè)量斷面點(diǎn)的高程。由于這種作業(yè)方法是用直尺直接在草圖上量距離，誤差較大，并且斷面數(shù)據(jù)全部在野外生成，校審功能不能很好執(zhí)行。另外，工程線路會(huì)經(jīng)常改動(dòng)，運(yùn)用傳統(tǒng)方法，返工的事情不可避免，并且勞動(dòng)強(qiáng)度過(guò)大。因此，提出一種新的作業(yè)模式并開(kāi)發(fā)對(duì)應(yīng)的內(nèi)業(yè)軟件是有必要的。

2 新的作業(yè)模式提出

為了摒除上述傳統(tǒng)縱、橫斷面測(cè)量作業(yè)方法的缺點(diǎn)，我們提出了一種新的作業(yè)模式:首先對(duì)道路工程線狀地形圖進(jìn)行精確測(cè)繪，尤其是斷面線所在位置的特征點(diǎn)。接著，使用全站儀或者水準(zhǔn)儀，在斷面線所在位置及其周圍所有特征點(diǎn)上實(shí)地采集高程數(shù)據(jù)，然后把這些高程數(shù)據(jù)按實(shí)際位置繪制到電子地形圖上，用單行文本顯示，再在電子地形圖上，利用新開(kāi)發(fā)的數(shù)據(jù)處理軟件，完成所有斷面的數(shù)據(jù)采集(數(shù)據(jù)采集過(guò)程，下文有述)，并生成各類格式的斷面數(shù)據(jù)。運(yùn)用這種新方法，即便工程線路發(fā)生變化，我們也可以利用原來(lái)采集的一部分高程數(shù)據(jù)，這既減少了工作量，而且電子地形圖上的數(shù)據(jù)也可以供設(shè)計(jì)人員參考。

3 開(kāi)發(fā)思路和關(guān)鍵技術(shù)

由于AutoCAD是測(cè)量工作必備平臺(tái)，本文的斷面測(cè)量軟件便是基于AutoCAD平臺(tái)，利用VBA語(yǔ)言及對(duì)應(yīng)編程工具編寫的，然后用InstallShield制作 EPToSecMap.msi安裝包以發(fā)布軟件。軟件開(kāi)發(fā)的概略流程圖如圖1所示。

圖1 程序設(shè)計(jì)概略流程圖

(1)VBA二次開(kāi)發(fā)技術(shù)。在開(kāi)發(fā)過(guò)程中，軟件采用的AutoCAD VBA對(duì)象及方法有:①GetEntity，以交互方式獲取對(duì)象;②GetKeyord，從用戶處獲取關(guān)鍵詞字符串;③GetPoint，獲取 AutoCAD中選定的點(diǎn);④AcadLine，直線;⑤AcadText，單行文本對(duì)象;⑥AcadCircle，完整的圓。

(2)斷面數(shù)據(jù)采集。軟件中，在CAD中進(jìn)行斷面數(shù)據(jù)采集的基本過(guò)程如下:如圖2所示，①拾取中樁點(diǎn)，即斷面線的中心位置，根據(jù)地形圖已有數(shù)據(jù)，采集樁號(hào)“AK0+080”和高程值“2.39”;②以中樁點(diǎn)所在位置為起點(diǎn)，沿?cái)嗝婢€向左取一特征點(diǎn)，獲取其相對(duì)中樁點(diǎn)的距離以及高程值“2.29”，其他特征點(diǎn)以此類推;③當(dāng)采集完左側(cè)最末端點(diǎn)時(shí)，人工選擇轉(zhuǎn)向采集右側(cè)斷面;④以中樁點(diǎn)所在位置為起點(diǎn)，沿?cái)嗝婢€向右取一特征點(diǎn)，獲取其相對(duì)中樁點(diǎn)的距離以及高程值“2.28”，其他特征點(diǎn)以此類推;⑤當(dāng)采集到右側(cè)最末端點(diǎn)時(shí)，此點(diǎn)沒(méi)有直接高程數(shù)據(jù)，可根據(jù)實(shí)地地形，圖上為水泥地面，間接推斷出該點(diǎn)高程值約為“3.09”?？偨Y(jié)起來(lái)，所有樁號(hào)和高程數(shù)據(jù)，要么來(lái)自地形圖上直接數(shù)據(jù)，要么從地形圖上數(shù)據(jù)推斷而出，距離通過(guò)兩點(diǎn)坐標(biāo)反算求得。整個(gè)采集過(guò)程都有詳盡的操作提示和出錯(cuò)提示，如采集的數(shù)據(jù)不符合樁號(hào)或者高程格式時(shí)，會(huì)提示重新采集以及選擇的點(diǎn)位出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，可返回重新選擇等。

圖2 斷面數(shù)據(jù)采集流程圖

(3)數(shù)據(jù)管理設(shè)計(jì)。本文軟件中的數(shù)據(jù)文件分為兩大類:配置信息文件和斷面數(shù)據(jù)文件。配置信息文件:主要用來(lái)存儲(chǔ)采集方式設(shè)置、路徑保存設(shè)置、格式轉(zhuǎn)換設(shè)置等相關(guān)信息。斷面數(shù)據(jù)文件，包括:①臨時(shí)數(shù)據(jù)文件，主要存儲(chǔ)直接從電子地形圖上采集來(lái)的最原始斷面數(shù)據(jù)，如斷面樁號(hào)、斷面點(diǎn)位置、距離及高程等;②正式斷面數(shù)據(jù)文件，儲(chǔ)存轉(zhuǎn)換成通用的一些斷面格式后的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)都可以直接被設(shè)計(jì)人員所利用。

為了提高數(shù)據(jù)管理效率，合理分配系統(tǒng)內(nèi)存，考慮到斷面測(cè)量數(shù)據(jù)均為二進(jìn)制格式，并且具備很強(qiáng)的規(guī)律性，本文所述的斷面測(cè)量軟件采用文本文件的方式對(duì)各類斷面數(shù)據(jù)進(jìn)行管理［1］，以下為臨時(shí)數(shù)據(jù)文件和某種格式的斷面數(shù)據(jù)文件中的部分?jǐn)?shù)據(jù)。

臨時(shí)數(shù)據(jù)(DataColl.temp)

縱斷面數(shù)據(jù)(zdm.txt)

橫斷面數(shù)據(jù)(hdm.txt)

(3)多種斷面數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)。利用臨時(shí)數(shù)據(jù)文件作為中間過(guò)渡格式，各類格式的斷面數(shù)據(jù)文件都能轉(zhuǎn)化為臨時(shí)數(shù)據(jù)文件，而臨時(shí)數(shù)據(jù)文件也可以轉(zhuǎn)化為各類格式的斷面數(shù)據(jù)文件，這樣便實(shí)現(xiàn)了各種斷面數(shù)據(jù)格式的相互轉(zhuǎn)化。

4 軟件實(shí)現(xiàn)

軟件包括生成斷面線、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換及各類參數(shù)設(shè)置等模塊。系統(tǒng)運(yùn)行主界面如圖3所示。

圖3 程序運(yùn)行主界面

生成斷面線。在道路中心線的基礎(chǔ)上，根據(jù)工程需要的斷面間距和寬度，在對(duì)應(yīng)整樁號(hào)的位置自動(dòng)繪制斷面線，所有斷面線都位于一個(gè)圖層中;

數(shù)據(jù)采集。采集過(guò)程中，斷面數(shù)據(jù)會(huì)自動(dòng)保存到相應(yīng)臨時(shí)數(shù)據(jù)文件中。一個(gè)斷面采集結(jié)束，會(huì)自動(dòng)生成斷面形狀，用來(lái)及時(shí)判斷采集的數(shù)據(jù)是否有重大失誤。

數(shù)據(jù)顯示。數(shù)據(jù)采集時(shí)，實(shí)時(shí)顯示各類斷面信息，包括中樁樁號(hào)、高程，特征點(diǎn)所在方位(左側(cè)或右側(cè))、距離和高程等。

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。采集數(shù)據(jù)可以轉(zhuǎn)化為國(guó)內(nèi)比較通用的幾種縱、橫斷面數(shù)據(jù)格式，如同濟(jì)、城建院、市政院、鴻葉、李方和緯地等。轉(zhuǎn)換方式分自動(dòng)轉(zhuǎn)換和選擇轉(zhuǎn)換，自動(dòng)轉(zhuǎn)換是在數(shù)據(jù)采集完，就直接轉(zhuǎn)換成選擇的幾類格式，選擇轉(zhuǎn)換是當(dāng)使用者需要轉(zhuǎn)換時(shí)才轉(zhuǎn)換。同時(shí)，可進(jìn)行各種斷面數(shù)據(jù)格式之間的相互轉(zhuǎn)換，如圖4所示。

各類參數(shù)設(shè)置。提供一些輔助功能，如設(shè)置數(shù)據(jù)文件的保存位置、設(shè)定AutoCAD的捕捉方式、設(shè)置斷面圖繪制模式、斷面寬度和間距以及選擇斷面數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模式和格式類型等。

圖4 斷面數(shù)據(jù)相互轉(zhuǎn)換界面

5 對(duì)比分析

為了驗(yàn)證在斷面測(cè)量新模式下，使用本文的軟件在實(shí)際工程項(xiàng)目的應(yīng)用效果，特別挑選了兩個(gè)道路工程項(xiàng)目作對(duì)比分析，一個(gè)是2008年完成，另一個(gè)是2010年近期完成的一個(gè)規(guī)模相當(dāng)?shù)墓こ?，兩個(gè)工程都進(jìn)行過(guò)線路改線。分別統(tǒng)計(jì)兩個(gè)工程中縱、橫斷面測(cè)量首次、改線一次、改線二次以及全部的工作量，前者采用傳統(tǒng)方式，后者采用本軟件結(jié)合新作業(yè)模式，工作量對(duì)比如表1所示。

工作量對(duì)比表 表1

從對(duì)照表可以明顯看出在新模式下采用本文軟件后，節(jié)約了內(nèi)業(yè)工作人員大量的時(shí)間，全部工作量節(jié)省高達(dá)59.3%，有效地減輕工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度和工作壓力，尤其是在改線后，提高率更是高達(dá)77.8%和87.5%，有利于我們用有限的時(shí)間完成更多的工程項(xiàng)目。

另外，從實(shí)際效果來(lái)看，采用新模式，避免了傳統(tǒng)縱、橫斷面測(cè)量模式外業(yè)記錄工作的繁瑣，能很好保證了原始記錄紙的整潔，而且提高了縱、橫斷面測(cè)量的校審效率。

6 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)上海市的市政建設(shè)飛速發(fā)展，工程量越來(lái)越大，工期要求越來(lái)越緊，本軟件解決了因縱、橫斷面內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)無(wú)法及時(shí)完成而延誤工期的問(wèn)題，大大提高了計(jì)算、校核、審核三道關(guān)的工作效率，能更好滿足工期要求。就經(jīng)濟(jì)效益來(lái)說(shuō)，預(yù)計(jì)每年可達(dá)50萬(wàn)元。

［1］梅文勝，鄭勇波，周命端.基于PDA的測(cè)量機(jī)器人自動(dòng)化網(wǎng)觀測(cè)軟件研究.測(cè)繪信息與工程，2008(5):45～47

［2］張帆等.AutoCAD VBA二次開(kāi)發(fā)教程［M］.北京:清華大學(xué)出版社，2006

［3］王新洲，吳繼忠，花向紅等.PDA支持下的高精度曲線測(cè)設(shè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).測(cè)繪工程，2005(3):11～14