袁兆奎

(武漢市政工程設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，湖北武漢 430023)

1 引言

在市政工程中，道路的縱橫斷面測(cè)量是一項(xiàng)重要的工作內(nèi)容。一般來(lái)說(shuō)，在獲取地形圖之后，應(yīng)進(jìn)行縱橫斷面的實(shí)地測(cè)量，包括各中樁點(diǎn)和碎部斷面點(diǎn)的高程測(cè)量，測(cè)得的數(shù)據(jù)人工填入記錄紙上。內(nèi)業(yè)時(shí)，首先將記錄紙上的數(shù)據(jù)按指定的格式錄入電腦，然后進(jìn)行格式及數(shù)據(jù)內(nèi)容檢查，確認(rèn)無(wú)誤后交付給設(shè)計(jì)人員。

筆者經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的工作實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)上述工作流程中，存在如下問(wèn)題:①人工錄入的數(shù)據(jù)大，耗時(shí)長(zhǎng)，且容易出錯(cuò);②數(shù)據(jù)錄入后，查錯(cuò)糾正很難滿足要求;③縱橫斷面圖形檢查的功能很難發(fā)現(xiàn)細(xì)微的錯(cuò)誤，且運(yùn)行效率低下。

對(duì)此，筆者提出了一種簡(jiǎn)碼格式，能減少斷面錄入的工作量，提高工作效率;并基于．Net平臺(tái)，用C#語(yǔ)言在Visual Studio 2005上開(kāi)發(fā)了一款能進(jìn)行斷面數(shù)據(jù)檢查的軟件;最后研究了縱橫斷面的繪制及圖形檢查，并在AutoCAD上進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)了該功能。經(jīng)過(guò)一年多的推廣應(yīng)用，該軟件已經(jīng)較為成熟、完善。

2 斷面文件格式及其簡(jiǎn)化

武漢市政工程設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司勘測(cè)設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)軟件所能支持的縱橫斷面文件為下述格式:

這種格式稱(chēng)為全碼格式，對(duì)該格式進(jìn)行分析，可以看出其有如下特點(diǎn):

(1)每一個(gè)新的橫斷面都是以“Z=”作為開(kāi)頭，其后為中樁的里程、正負(fù)高程。

(2)橫斷面的數(shù)據(jù)以從左到右的順序列出，內(nèi)容為斷面點(diǎn)與中樁的距離，斷面點(diǎn)的高程。如果斷面點(diǎn)位于中樁的左側(cè)，距離取負(fù)，若在右側(cè)，距離取正;高程全部取負(fù)。

(3)在縱斷面中，若有加樁，只需以“Z=”為開(kāi)頭，然后輸入里程和正負(fù)高程即可。

筆者認(rèn)為，上述文件格式雖為道路設(shè)計(jì)軟件所專(zhuān)用，但卻可以大大簡(jiǎn)化，減少手工錄入的工作量，提高效率:

①在中樁所在的數(shù)據(jù)行，可以只錄入一個(gè)高程值，不必錄入兩個(gè)。

②橫斷面的數(shù)據(jù)既然已規(guī)定為從左至右，因此左側(cè)的距離數(shù)據(jù)可以不用取負(fù)號(hào)，直接按正號(hào)錄入;斷面點(diǎn)的高程也只按正號(hào)錄入。

因此，筆者設(shè)計(jì)了一種簡(jiǎn)化的縱橫斷面文件格式:

以上這種格式可稱(chēng)為“簡(jiǎn)碼”格式?？梢钥闯?，若采用簡(jiǎn)碼格式，內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)錄入時(shí)，可以大大減少工作量(沒(méi)有“－”號(hào)和“，”號(hào))，且所有的操作都可以集中在鍵盤(pán)的“數(shù)字鍵盤(pán)”區(qū)域內(nèi)，能極大提高效率。

3 斷面文件數(shù)據(jù)檢查及格式轉(zhuǎn)換

雖然采用簡(jiǎn)碼格式可以大大減少手工錄入的工作量，但仍然會(huì)出現(xiàn)各種錯(cuò)誤，尤其是當(dāng)?shù)缆泛荛L(zhǎng)，且斷面寬度較大時(shí)，錯(cuò)誤一般很難避免。另一方面，在沒(méi)有采用簡(jiǎn)碼格式之前，以前的工作中存在著很多全碼格式的斷面文件，也需要進(jìn)行檢查。因此，要實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)碼格式和全碼格式的數(shù)據(jù)檢查，并能將簡(jiǎn)碼轉(zhuǎn)換成全碼。

3.1 斷面文件數(shù)據(jù)檢查

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期工作實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)手工錄入后，斷面文件中一般有以下幾種類(lèi)型的錯(cuò)誤，如表1所示。

斷面文件中可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤類(lèi)型 表1

編寫(xiě)程序時(shí)，有兩處需要注意:

(1)斷面文件應(yīng)一次性全部讀入，不能逐行讀入，否則針對(duì)一個(gè)橫斷面的檢查時(shí)就很難操作。具體來(lái)說(shuō)，用StreamReader．ReadToEnd()將斷面文件全部讀入，并用Regex．Split()將數(shù)據(jù)分割成string類(lèi)型的數(shù)組:

如此，在進(jìn)行一個(gè)橫斷面的檢查時(shí)，先在file_content_array中尋找該斷面的起止位置，然后再進(jìn)行內(nèi)部檢查;檢查完畢后，尋找下一個(gè)橫斷面的起止位置，重復(fù)上面的檢查。

(2)在橫斷面內(nèi)部，檢查斷面點(diǎn)與樁號(hào)間的距離是否嚴(yán)格按從左到右的順序時(shí)，可以先定義一個(gè)初始值為false的bool類(lèi)型變量zero_comeout。當(dāng)zero_comeout為false，且斷面點(diǎn)與樁號(hào)間的距離為遞減時(shí)，認(rèn)為無(wú)誤，否則認(rèn)為有錯(cuò)誤，并輸出錯(cuò)誤的位置;當(dāng)距離為0時(shí)，認(rèn)為讀到樁號(hào)處，將zero_comeout設(shè)為true，并檢查該處高程是否與樁號(hào)處一致;當(dāng)zero_comeout為true，且斷面點(diǎn)與樁號(hào)間的距離遞增時(shí)，認(rèn)為無(wú)誤，否則認(rèn)為有錯(cuò)誤，并輸出錯(cuò)誤的位置。該處可用如下代碼實(shí)現(xiàn):

斷面文件數(shù)據(jù)檢查這部分程序的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

在該軟件中，可以通過(guò)對(duì)話框設(shè)置檢查參數(shù)，檢查完畢后生成報(bào)告，詳細(xì)指出錯(cuò)誤所在的行數(shù)及錯(cuò)誤的類(lèi)別，從而可以快速進(jìn)行定位、糾正。對(duì)于數(shù)據(jù)很長(zhǎng)的斷面文件，該功能尤其有效。檢查工作有必要多次進(jìn)行，以確保無(wú)誤。圖2為軟件的主界面。

圖1 斷面文件數(shù)據(jù)檢查程序示意圖

圖2 斷面數(shù)據(jù)處理程序主界面

3.2 簡(jiǎn)碼轉(zhuǎn)換成全碼

該部分要實(shí)現(xiàn)將簡(jiǎn)碼格式的斷面文件生成全碼格式，實(shí)現(xiàn)起來(lái)較為簡(jiǎn)單，主要注意以下兩點(diǎn):

(1)樁號(hào)處。提取一行的數(shù)據(jù)，若其中含有“*”，認(rèn)為該行為樁號(hào)處，將“*”號(hào)替換成“Z=”，并添加正負(fù)高程。

(2)樁號(hào)內(nèi)部。首先仍定義一個(gè)初始值為false的bool類(lèi)型變量zero_comeout。當(dāng)斷面點(diǎn)與樁號(hào)處的距離不為0，且zero_comeout為 false時(shí)，距離取負(fù)號(hào)，高程取負(fù)號(hào);當(dāng)斷面點(diǎn)與樁號(hào)間的距離為0時(shí)，設(shè)置zero_comeout為true，高程取負(fù)號(hào);當(dāng)斷面點(diǎn)與樁號(hào)間的距離不為0，且zero_comeout為ture時(shí)，距離取正號(hào)，高程取負(fù)號(hào)。

每一步處理完后，均將處理結(jié)果寫(xiě)入新的文件，直到斷面文件全部處理完畢。

4 斷面圖的繪制及圖形檢查

雖然上述程序?qū)嗝嫖募?nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行了詳細(xì)的檢查，但并不能保證其已經(jīng)完全沒(méi)有問(wèn)題。例如，在錄入時(shí)，陡砍上、下的高程值有可能輸成一樣，但前文的檢查并不能發(fā)現(xiàn)。作為工作成果的縱橫斷面文件在歸檔及交付設(shè)計(jì)人員、業(yè)主時(shí)，應(yīng)確保無(wú)誤，因此，繪制縱橫斷面及進(jìn)行圖形檢查很有必要。

筆者基于．Net平臺(tái)，用C#語(yǔ)言對(duì)AutoCAD進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)了縱橫斷面圖的自動(dòng)繪制，其后即可以進(jìn)行圖形檢查。相對(duì)于AutoLisp或者VBA等傳統(tǒng)的開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，C#可以編寫(xiě)出運(yùn)行效率更高的應(yīng)用程序。這對(duì)配置較低的電腦或者繪制數(shù)據(jù)量較大的縱橫斷面尤為重要。

4.1 程序編寫(xiě)

編寫(xiě)程序時(shí)，主要有以下幾方面需要注意:

(1)圖層。為便于繪制及檢查，筆者對(duì)縱橫斷面圖進(jìn)行分析，自定義了5個(gè)圖層:

①斷面點(diǎn):顯示縱斷面的中樁點(diǎn)和橫斷面的碎部斷面點(diǎn)，均以“紅圈”突出顯示。

②斷面線:由縱斷面的所有中樁點(diǎn)或橫斷面的所有碎部斷面點(diǎn)以直線方式連接而成的多段線，以綠色顯示。

③斷面參考坐標(biāo)系:為平面直角坐標(biāo)系。對(duì)于縱斷面，以起始中樁為原點(diǎn)，里程增加方向?yàn)闄M軸，高程增加方向?yàn)榭v軸;對(duì)于橫斷面，以中樁點(diǎn)為原點(diǎn)，從左至右為橫軸，高程增加方向?yàn)榭v軸?？v軸上的高程值范圍均嚴(yán)格標(biāo)示，例如高程標(biāo)示為［17，22］，說(shuō)明所有點(diǎn)的高程值均在如下范圍內(nèi):17≤H≤22。

④斷面點(diǎn)高程:在縱斷面中樁點(diǎn)和橫斷面碎部斷面點(diǎn)的旁邊顯示其高程值。

⑤斷面點(diǎn)樁號(hào)點(diǎn)位置:顯示中樁點(diǎn)的里程值，或者橫斷面所有碎部斷面點(diǎn)距離中樁的距離值。

(2)在AutoCAD中繪制文字、斷面點(diǎn)和斷面線。它們的實(shí)現(xiàn)方式差不多，以較為復(fù)雜的繪制斷面線為例，程序中主要用到AddLine()這個(gè)函數(shù):

(3)針對(duì)不同版本的AutoCAD進(jìn)行開(kāi)發(fā)的問(wèn)題。在Visual Studio 2005的“解決方案資源管理器”中點(diǎn)“引用”，右鍵選擇“添加引用(R)…”，在對(duì)話框中選擇“瀏覽”，然后進(jìn)入AutoCAD的安裝目錄，選擇“acdbmgd．dll”、“acmgd．dll”。然后將程序重新編譯、生成，如此便生成針對(duì)該AutoCAD版本的程序了。

該部分程序的結(jié)構(gòu)示意如圖3所示。

圖3 斷面圖繪制程序示意圖

4.2 程序使用

打開(kāi)AutoCAD后，輸入“netload”命令，在對(duì)話框中選擇已生成的dll文件，然后再輸入“drawdm”命令，彈出縱橫斷面繪制程序的主界面(圖4)。

圖4 縱橫斷面繪制程序主界面

在該界面上可以進(jìn)行一些參數(shù)設(shè)置，以適應(yīng)不同的比例尺等?！按_定”之后程序自動(dòng)繪制斷面，并調(diào)節(jié)縮放比例，讓所有斷面滿布在窗口中，圖5是繪制的某個(gè)橫斷面。

圖5 繪制出的橫斷面

縱橫斷面繪制完畢后，即可以進(jìn)行圖形檢查，發(fā)現(xiàn)并糾正細(xì)微的錯(cuò)誤。

5 道路斷面工作量統(tǒng)計(jì)

在縱橫斷面文件檢查完畢后，可以統(tǒng)計(jì)本次工程的工作量，以作為計(jì)算產(chǎn)值、費(fèi)用等的依據(jù)。工作量的計(jì)算分縱向和橫向。對(duì)于縱向，只需提取里程的最小、最大值，進(jìn)行相減即可。對(duì)于橫向，需計(jì)算每一個(gè)橫斷面的工作寬度，即對(duì)最左側(cè)斷面點(diǎn)和樁號(hào)處的距離與最右側(cè)斷面點(diǎn)和樁號(hào)處的距離求和，然后累加所有的工作寬度，同時(shí)還應(yīng)累計(jì)橫斷面的個(gè)數(shù)，如圖6所示。

圖6 縱橫斷面工作量統(tǒng)計(jì)

6 結(jié)論

本文對(duì)道路的縱橫斷面文件格式進(jìn)行了分析，提出了一種簡(jiǎn)碼格式，能大大減少手工錄入的工作量，減少出錯(cuò)，提高工作效率，并實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)碼格式轉(zhuǎn)換為設(shè)計(jì)軟件所能識(shí)別處理的全碼格式，以及對(duì)全碼格式斷面文件的檢查。其次，研究了縱橫斷面文件的數(shù)據(jù)檢查和圖形化檢查。數(shù)據(jù)檢查能發(fā)現(xiàn)9大類(lèi)錯(cuò)誤，圖形化檢查能在AutoCAD上繪制縱橫斷面并人工發(fā)現(xiàn)細(xì)微的錯(cuò)誤。最后，實(shí)現(xiàn)了道路斷面的工作量統(tǒng)計(jì)。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期推廣應(yīng)用，該程序已較為成熟、完善。

［1］潘正風(fēng)，楊正堯，程效軍等．?dāng)?shù)字測(cè)圖原理與方法［M］．武漢大學(xué)出版社，2004．

［2］ 張正祿．工程測(cè)量學(xué)［M］．武漢:武漢大學(xué)出版社，2005．

［3］余興勝．用．NET進(jìn)行AutoCAD二次開(kāi)發(fā)的方案探索［EB/OL］．http://news．e800．com．cn/articles/2008/12/1199238090246_1．html，2008．

［4］ ObjectARX編程站．Hello World:訪問(wèn)ObjectARX．NET封裝類(lèi)［EB/OL］．http://www．mjtd．com/Manual/Article-Show．a(chǎn)sp?ArticleID=836，2005．

［5］博客園．AutoCAD．net二次開(kāi)發(fā)官方教程及源碼C#版［EB/OL］．http://kb．cnblogs．com/a/1257334/，2008．