吳獻(xiàn)豐

(湖南城建職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南湘潭 411100)

道路橫斷面文件自動生成程序開發(fā)與實(shí)現(xiàn)

吳獻(xiàn)豐?

(湖南城建職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南湘潭 411100)

道路橫斷面文件自動生成程序是采用VBA語言在CAD平臺上進(jìn)行二次開發(fā)完成。首先由鼠標(biāo)拾取該斷面中樁點(diǎn)坐標(biāo)和斷面左側(cè)任意一點(diǎn)坐標(biāo)，輸入對應(yīng)的里程數(shù)據(jù)；再通過鼠標(biāo)拾取斷面外圍緩沖區(qū)范圍線，讓程序搜索緩沖區(qū)范圍線內(nèi)各斷面特征點(diǎn)的平面坐標(biāo)和高程信息；最后根據(jù)距離反算公式，結(jié)合高程信息自動生成道路橫斷面文件。

橫斷面文件；自動生成；程序開發(fā)實(shí)現(xiàn)

1 前 言

道路橫斷面文件生成是道路斷面數(shù)據(jù)處理中非常重要的一個內(nèi)容。目前，南方CASS中有這個功能，整體設(shè)計思路是根據(jù)野外高程點(diǎn)數(shù)據(jù)，通過內(nèi)插的方式得到相應(yīng)的橫斷面文件。但是，該方法有如下不足之處:第一，在遇到陡坎、斜坡、水塘、溝渠等地形起伏較大的情況時，內(nèi)插得到的高程不準(zhǔn)確；第二，橫斷面文件中的數(shù)據(jù)是按一定的插值間距生成的，容易造成數(shù)據(jù)冗余及關(guān)鍵特征斷面點(diǎn)在斷面數(shù)據(jù)中丟失的情況。出于上述原因，生產(chǎn)單位通常手工量取各斷面特征點(diǎn)到中樁的距離，結(jié)合對應(yīng)的高程數(shù)據(jù)生成橫斷面文件。此外，也有單位通過編程實(shí)現(xiàn)了用鼠標(biāo)依次拾取斷面特征點(diǎn)的方法，通過距離反算，結(jié)合高程信息半自動化地生成了道路橫斷面文件。這種方法大大提高了效率，不足之處是對斷面上的每一個特征點(diǎn)都要通過鼠標(biāo)拾取，工作量比較大。本文主要探討在此基礎(chǔ)上如何通過拾取緩沖區(qū)范圍線自動獲得該范圍內(nèi)斷面上所有特征點(diǎn)信息，并自動生成道路橫斷面文件的方法。

2 橫斷面文件自動生成程序設(shè)計思路

程序設(shè)計思路如圖1所示。首先處理并加密好各斷面線上的高程數(shù)據(jù)，包括坎上坎下、坡頂坡底、塘邊塘內(nèi)、溝上溝下、房屋與地坪等特征位置，根據(jù)坎高和相對高差適當(dāng)?shù)募用軘嗝嫣卣鼽c(diǎn)，同時把臨近斷面線的高程點(diǎn)拖拽到斷面線上。前期高程加密工作做好之后，在第一條斷面處用多段線功能畫一封閉緩沖區(qū)范圍線，保證各斷面特征點(diǎn)的高程點(diǎn)落在緩沖區(qū)范圍之內(nèi)，其他斷面的緩沖區(qū)范圍線均可通過帶基點(diǎn)復(fù)制得到。對于每一條斷面，用戶通過鼠標(biāo)拾取中樁點(diǎn)坐標(biāo)，同時沿道路前進(jìn)方向在該斷面左側(cè)任意位置拾取一點(diǎn)坐標(biāo)，作為橫斷面文件中正負(fù)距離的判斷依據(jù)，即斷面左側(cè)距離為負(fù)，右側(cè)距離為正。輸入對應(yīng)的里程后用鼠標(biāo)拾取輔助緩沖區(qū)范圍線，通過搜索獲得斷面線上所有特征點(diǎn)的高程和平面坐標(biāo)值。然后根據(jù)距離反算公式得到各特征點(diǎn)到中樁點(diǎn)的距離，結(jié)合高程信息便可生成橫斷面文件。

圖1 軟件設(shè)計思路

這里的距離是通過兩點(diǎn)的坐標(biāo)反算得到，把斷面特征點(diǎn)拖拽到斷面線上，反算的距離即可作為斷面特征點(diǎn)離開中樁點(diǎn)的距離。我們規(guī)定沿道路前進(jìn)方向中樁左側(cè)的距離為負(fù)，右側(cè)的距離為正，可以通過下面的方法得到該距離的正負(fù)符號。如圖2所示，坐標(biāo)系為測量坐標(biāo)系，設(shè)中樁點(diǎn)的坐標(biāo)為(X0，Y0)，沿道路前進(jìn)方向斷面線左側(cè)任意位置拾取的那點(diǎn)坐標(biāo)為(Xr，Yr)，拾取緩沖區(qū)范圍線可以獲得斷面線上所有點(diǎn)的平面坐標(biāo)(Xi，Yi)。將所有的Yi坐標(biāo)和中樁Y0坐標(biāo)求差值，求得絕對值最大的一個為MaxY，同樣將所有的Xi坐標(biāo)和中樁X0坐標(biāo)求差值，求得絕對值最大的一個為MaxX。比較MaxY和MaxX的大小，這里MaxX≥MaxY，可以判斷道路大致為東西走向。其次，針對圖2的圖形，道路前進(jìn)方向自東向西，可知(X0-Xr)符號為正，沿道路方向斷面線左側(cè)的(Xi-X0)符號均為負(fù)，沿道路方向斷面線右側(cè)的(Xi-X0)符號均為正，因此可以用(X0-Xr)×(Xi-X0)的正負(fù)符號作為特征點(diǎn)到中樁點(diǎn)距離的符號；同理，如果MaxX＜MaxY，可以判斷道路大致是南北走向，同樣的方法，可以用(Y0-Yr)×(Yi-Y0)的正負(fù)符號作為特征點(diǎn)到中樁點(diǎn)距離的符號。

3 案例分析

以某地區(qū)一段實(shí)測斷面地形圖(K0+000至K0+ 060)為例，如圖3所示，簡要說明橫斷面文件生成的過程。斷面間距為20 m，斷面寬度為道路中線左右各40m。前期工作分為三步:首先對每一條斷面線上的高程進(jìn)行適當(dāng)處理，把斷面上各特征點(diǎn)對應(yīng)的高程點(diǎn)拖拽到斷面線上，必要的地方手工加入高程點(diǎn)完成高程加密工作；然后沿斷面線畫一個封閉緩沖區(qū)范圍線，確保斷面上各高程點(diǎn)均落在該封閉框內(nèi)；其他斷面的緩沖區(qū)范圍線可以帶基點(diǎn)復(fù)制得到。完成上述工作后即可運(yùn)行程序，先是拾取中樁點(diǎn)坐標(biāo)，然后沿道路前進(jìn)方向斷面左側(cè)任意拾取一點(diǎn)坐標(biāo)，輸入對應(yīng)的里程，通過拾取斷面外圍的封閉緩沖區(qū)范圍線獲取斷面線上各特征點(diǎn)的平面位置和高程數(shù)據(jù)，保存到一指定文件，讀取該文件里面的坐標(biāo)數(shù)據(jù)結(jié)合拾取的中樁點(diǎn)坐標(biāo)反算各點(diǎn)到中樁點(diǎn)的距離，由程序自動判斷距離的正負(fù)符號，結(jié)合高程信息可以生成橫斷面文件。一條斷面拾取完畢后可以繼續(xù)拾取下一條斷面，也可以將該橫斷面文件先保存起來再進(jìn)行后續(xù)斷面信息的拾取。圖4為中樁依次為K0+000和K0+020對應(yīng)的橫斷面文件數(shù)據(jù)。

圖3 實(shí)測斷面地形圖

圖4 橫斷面文件生成程序主界面

4 結(jié) 語

相對于傳統(tǒng)的橫斷面文件生成方法，通過拾取緩沖區(qū)范圍線的方式獲得斷面線上各特征點(diǎn)的平面位置和高程信息，根據(jù)距離反算公式計算并生成道路橫斷面文件的方法不僅大大提高了工作效率，而且保證了橫斷面數(shù)據(jù)的可靠性。

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Development and Im p lementation on Auto-generating Program of Road Cross-section Files

Wu Xianfeng
(Hunan Urban Construction College，Xiangtan 411101，China)

Auto-generating Program of Road Cross-section files is developed based on the platform of AutoCAD with VBA.First，pick up the Middle-stake coordinate and one left Side-stake coordinate of the Cross-section by themouse and enter the correspondingmileage data；then pick up the peripheral buffer range line of the cross-section still by the mouse，through the program to search the plane coordinates and elevation information of the feature points on each Cross -section in the peripheral buffer range line；Finally，according to the inverse distance formula and combined with the elevation information，the road cross-section fileswill generate automatically.

road cross-section files；auto-generating；development and implementation of program

1672-8262(2013)03-150-02

P209

B

2012—09—12

吳獻(xiàn)豐(1986—)，男，助教，主要從事工程測量教學(xué)工作。