劉戰(zhàn)江

( 黑龍江省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院，哈爾濱150080)

0 前 言

科技的發(fā)展為人類帶來了便利，伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，設(shè)計(jì)人員經(jīng)歷了從手工繪圖方式到計(jì)算機(jī)輔助繪圖，計(jì)算機(jī)輔助三維繪圖，并且朝著設(shè)計(jì)自動(dòng)化的理想目標(biāo)前進(jìn)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，測繪技術(shù)的現(xiàn)代化程度也在不斷提高。從傳統(tǒng)的手工紙質(zhì)繪圖到半自動(dòng)機(jī)械化成圖，再到今天的計(jì)算機(jī)自動(dòng)化成圖，這是測繪技術(shù)在不同時(shí)期的質(zhì)的飛躍，這也是測繪科研工作者以及測繪生產(chǎn)者不斷努力的結(jié)果。選擇MicroStation 作為基礎(chǔ)平臺(tái)進(jìn)行地形成圖軟件，這是基于MicroStation 軟件的自身優(yōu)點(diǎn)，以及該平臺(tái)在提高水利工程測量的效率和作業(yè)質(zhì)量以及水利測量成果資料的利用率的應(yīng)用實(shí)際情況而考慮。

1 傳統(tǒng)繪圖平臺(tái)

目前各測繪單位所使用的軟件，可謂五花八門，各有千秋。但基本上為兩種類型: ①本系統(tǒng)( 單位) 自行開發(fā)的; ②由專門的測繪軟件開發(fā)商開發(fā)主要以商業(yè)目的提供給廣大用戶使用的，也是各測繪單位用得比較多的。現(xiàn)在市場上的測繪軟件用得最多的主要有3 種:①以清華山維公司與清華大學(xué)土木系聯(lián)合開發(fā)的測霸EPSW( Electronic Plane－ table Surveying and Mapping system) 系列; ②武漢瑞得測繪自動(dòng)化公司的RDMS 系列;③廣州南方測繪儀器公司與廣州開思公司的CASS 系列與SCS 系列。

EPSW 系列主要用于實(shí)測與自動(dòng)繪制各種大比例尺數(shù)字地形圖、地籍圖、管線圖、地物平面圖、斷面圖等，但它的這幾個(gè)功能是在不同的專門軟件中的。它的主要特點(diǎn)為:①實(shí)時(shí)成圖 充分發(fā)揮了原來的平板測圖優(yōu)勢，即測即顯，所顯即所測，在接生場地形圖，真正達(dá)到了內(nèi)外業(yè)一體化;②具有多種碎部測量方法;③界面友好，操作方便快捷，簡單易學(xué); ④獨(dú)創(chuàng)的一步測量法，可以一邊測圖根，一邊測碎部，最后再平差。該軟件的最大優(yōu)點(diǎn)是既符合老測繪工作人員的工作經(jīng)驗(yàn)與習(xí)慣，又能高效地完成工作，應(yīng)該說是我國現(xiàn)在電子平板測圖系統(tǒng)中做得最好的，因此，深受廣大測繪人員的喜歡，也占據(jù)了大部分的電子平板測圖市場。它開創(chuàng)了數(shù)字測圖的新局面，對(duì)我國數(shù)字測圖技術(shù)的推廣起到極大的推動(dòng)作用。但是，盡管該軟件也提供了諸如圖形縮放、開窗、移動(dòng)、刪除等功能，但從內(nèi)業(yè)的角度來考慮，這些功能還不能滿足內(nèi)業(yè)編緝的需要，而且，它將原來在外業(yè)的工作依舊在外業(yè)完成，似乎有悖于數(shù)字測圖減輕外業(yè)工作的初衷，并且外業(yè)用的便攜計(jì)算機(jī)很容易損壞。

RDMS 系列是在GIS 圖形平臺(tái)上開發(fā)的一個(gè)專門測繪用軟件，也提供了電子平板方式，亦可利用電子手簿或全站儀所存儲(chǔ)的測量數(shù)據(jù)傳到計(jì)算機(jī)上再以交互編緝的方式成圖。它提供的功能與原來的測量習(xí)慣基本上能保持一致，比較簡單易學(xué)，測量人員可以很快的熟悉并上手操作，提供了地籍測量的相關(guān)內(nèi)容，對(duì)于地籍表格的處理方便快捷。所以，許多從事地籍測量的單位選擇了它。

而對(duì)于已經(jīng)熟悉AUTO CAD 的用戶而言，CASS 系列與SCS 系列則是一個(gè)不錯(cuò)的選擇，因?yàn)樗鼈兪腔贏UTO CAD平臺(tái)開發(fā)的，AUTO CAD 的所有功能它都可以用，而AUTO CAD 則是世界上大家所共認(rèn)的繪圖平臺(tái)，其編輯功能是有目共睹的。CASS 與SCS 的功能差不多，各有所長與所短。CASS 的服務(wù)可以說是一個(gè)電話隨叫隨到，而SCS 的服務(wù)在近一段時(shí)間內(nèi)是無法與其所相提并論的。它們均提供3 種作業(yè)方式:電子平板方式、原圖數(shù)字化方式及內(nèi)外業(yè)一體化。在CAD 的基礎(chǔ)上，開發(fā)了許多功能，如量算定點(diǎn)、圖形復(fù)制、繪制多功能復(fù)合線等。除此之外，還提供了地籍表格繪制與圖紙管理等功能。對(duì)于哪些既想用電子平板方式作業(yè)，又能在室內(nèi)編輯成圖的單位而言，可以選擇它。在測繪領(lǐng)域中，傳統(tǒng)作圖軟件AutoCAD，用于工程測量數(shù)字化工作也存在著許多缺點(diǎn)，如傳統(tǒng)的繪圖方式成圖周期長、成本高、效率低，缺乏快速的計(jì)算能力，數(shù)據(jù)共享性較差，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不便設(shè)計(jì)復(fù)雜等因素，這些缺點(diǎn)也制約了AutoCAD 的廣泛應(yīng)用。

此外，用于成果匯報(bào)演示所用的后期三維效果圖還得用3DMAX 等其它的軟件制作完成，并且不能完全按建筑物尺寸生成。

2 MicorStation 系統(tǒng)的功能及特點(diǎn)

MicroStation 是國際上和AutoCAD 齊名的二維和三維CAD 設(shè)計(jì)軟件，第一個(gè)版本由Bentley 兄弟在1986年開發(fā)完成。其專用格式是DGN，并兼容AutoCAD 的DWG/DXF 等格式。MicroStation 是Bentley 工程軟件系統(tǒng)有限公司在建筑、土木工程、交通運(yùn)輸、加工工廠、離散制造業(yè)、政府部門、公用事業(yè)和電訊網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域解決方案的基礎(chǔ)平臺(tái)。

MicroStation V8 是Bentley 公司的最新產(chǎn)品，具有強(qiáng)大的圖形編輯功能和開放性。它較之前期版本進(jìn)行了一些改進(jìn)，其中主要的一點(diǎn)就是數(shù)據(jù)格式上的改進(jìn)。V8 的文件格式相對(duì)于MicroStation 歷史上其它的文件格式更加穩(wěn)定和完善。多操作平臺(tái):它可以在WINXP/NT 、UNIX 等多種系統(tǒng)平臺(tái)上運(yùn)行，采用Office 用戶界面標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，完全點(diǎn)擊式操作，圖形編輯功能強(qiáng)大，所見即所得的操作，如全面圖線無級(jí)放縮、全面的作圖功能、窗體鳥瞰和多文檔顯示等。MicroStation 編輯圖形環(huán)境具有多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，例如高質(zhì)量的字體，自定義的線型，開放的符號(hào)庫和全面的作圖功能以及靈活多樣的注記方式。以及強(qiáng)大的繪圖輸出功能，包括地圖輸出的再符號(hào)化、特征的優(yōu)先級(jí)、繪圖輸出預(yù)覽和柵格矢量同時(shí)輸出等相結(jié)合。多個(gè)二次開發(fā)接口。

MicorStation 測圖成果的輸出格式有DGN、DWG、TIFF、和MGE 等，尤其MicorStation 數(shù)據(jù)格式可轉(zhuǎn)換成DXF 格式，為AutoCAD、GIS 軟件如ArcInfo、ArcView、MapInfo 等提供前端數(shù)據(jù)。

由于MicroStation 提供了三維環(huán)境，使得在MicroStation中進(jìn)行DEM 應(yīng)用成為可能，二維等高線的描述形式很不直觀，還要通過人腦三維地貌重建過程，通過MicroStation 處理的三維等高線可以直觀表現(xiàn)地貌形狀，并且可對(duì)原始數(shù)據(jù)構(gòu)建的TIN 數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化的動(dòng)態(tài)編輯，如可快速消途平三角形等有誤差的地方，由TIN 可內(nèi)插出各種高差的等高線及其高程注記。還可以將TIN 所在區(qū)域的DOM 疊合，渲染生成立體景觀圖，在所生成的立體模型上進(jìn)行各種專題分析和應(yīng)用，如高程分析、水域分析、斷面計(jì)算和體積統(tǒng)計(jì)等。MicroStation可以打印輸出PDF 格式，非常方便于成果匯報(bào)會(huì)上進(jìn)行演示，也可省去重新利用其它軟件制作動(dòng)畫、漫游的過程。

3 場地專業(yè)軟件GEOPAK

MicroStation 只是一個(gè)系統(tǒng)平臺(tái)，在MicroStation 平臺(tái)下有許多專業(yè)軟件針對(duì)各專業(yè)。其中GEOPAK 專業(yè)軟件就是針對(duì)土木工程的設(shè)計(jì)軟件，適用于絕大多數(shù)工程設(shè)計(jì)與測繪項(xiàng)目。GEOPAK 創(chuàng)建于1984年，其前身是Beiswenger Hoch ＆Associates 一家在美國處于領(lǐng)導(dǎo)地位的工程測繪、設(shè)計(jì)咨詢公司。

GEOPAK 主要由以下模塊組成:

1) GEOPAK Survey ( 不包括其數(shù)據(jù)采集模塊) :壓縮＆調(diào)整，測繪屬性成圖，坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，COGO，平面呈圖，數(shù)字地面模型( DTM) ，地塊劃分等。

2) GEOPAK Site:場地模型，DC Manager，平縱線型設(shè)計(jì)，平面圖標(biāo)注、縱斷面和橫斷面，COGO，DTM 工具，地質(zhì)工具，平縱成圖工具。

3) GEOPAK Drainage:排水設(shè)計(jì)與分析，集水口、管道、溝渠、排水網(wǎng)絡(luò)剖面圖、各類報(bào)表、涵管、排水路徑以及平面圖的標(biāo)注。

4) GEOPAK Water ＆ Sewer: 集水口、管道和管道網(wǎng)絡(luò)的路徑設(shè)計(jì)、沖突檢查以及平面圖的標(biāo)注。

綜上所述，GEOPAK 是工作于MicroStation 環(huán)境下的。使用MicroStation 的DGN 文件來對(duì)所有的對(duì)象、項(xiàng)目、模型和特征進(jìn)行圖形化的表現(xiàn)。同時(shí)GEOPAK 也會(huì)創(chuàng)建一些屬于“自己”的文件。這些文件可以被視為數(shù)據(jù)文件，其中不包括圖形信息。但其中一些文件會(huì)影響到MicroStation 的圖形文件的顯示內(nèi)容或顯示方式。GEOPAK 所創(chuàng)建的數(shù)據(jù)文件的數(shù)量取決于用戶所使用的模塊以及所進(jìn)行的操作。例如，在項(xiàng)目生命周期的初始階段會(huì)生成較多的數(shù)據(jù)文件。

GEOPAK 所使用的重要相關(guān)數(shù)據(jù)文件主要有以下4 種:1) DGN:MicroStation 圖形文件。

2) GPK:存儲(chǔ)空間和幾何信息的二進(jìn)制文件。

3) TIN:數(shù)字地面模型的非規(guī)則三角網(wǎng)數(shù)據(jù)文件，二進(jìn)制。

4) GSF:GEOPAK Site 的Site Model 文件，TIN 文件信息的擴(kuò)展模型。

4 綜 述

通過對(duì)MicroStation 軟件的學(xué)習(xí)及使用，利用MicroStation 平臺(tái)來制作數(shù)字地形圖，滿足水利設(shè)計(jì)要求是切實(shí)可行的，既解決了傳統(tǒng)繪圖方式生產(chǎn)周期長的問題，又提高數(shù)字化地形圖成果的利用率。

［1］朱宏偉，劉甫斌，張家兵，嚴(yán)衛(wèi)東. 數(shù)字測圖中測繪軟件之選擇［J］. 黑龍江水利科技，2004，32(2) :31－32.

［2］蔡林，李學(xué)義. 應(yīng)用數(shù)字測圖中的幾點(diǎn)體會(huì)［J］. 黑龍江水利科技，2005，33(1) :23.