摘 要：CASS成圖系統(tǒng)在我國測繪領(lǐng)域中的應(yīng)用較為廣泛。本文結(jié)合CASS成圖系統(tǒng)繪制河道斷面圖及地形圖的應(yīng)用實例，介紹了具體的實現(xiàn)方法。實踐表明，CASS成圖系統(tǒng)的應(yīng)用取得了較高的精度和經(jīng)濟(jì)效益，值得推廣使用。

關(guān)鍵詞：河道；斷面圖；CASS成圖系統(tǒng)；精度

1引言

近些年來，隨著測繪技術(shù)的飛速發(fā)展，越來越多的測繪工作者把目光聚焦到了利用計算機(jī)來進(jìn)行數(shù)字化成圖技術(shù)上，以此來減輕測量內(nèi)業(yè)人員的工作量，提高工作效率及輸出成果的精準(zhǔn)度。CASS成圖系統(tǒng)在繪制河道斷面圖及地形圖上有著十分明顯的優(yōu)勢，下面，就結(jié)合實例，詳細(xì)介紹了利用CASS系統(tǒng)繪制河道斷面圖，并對繪制精度及效益進(jìn)行了分析。

2理論算法

2.1斷面與斷面基點(diǎn)的關(guān)系

斷面也叫剖面、截面，物體切斷后呈現(xiàn)的表面。河槽中某處垂直于流向的斷面稱為在該處河流的橫斷面。由于該工程斷面基點(diǎn)均在大堤的一側(cè)，則可看成是相鄰斷面基點(diǎn)的連線與河水的流向平行，這樣就說明相鄰斷面基點(diǎn)的連線與斷面方向垂直，其關(guān)系如圖1所示。圖1中，H1、H2為相鄰的斷面基點(diǎn)，AB為在H2所測得的斷面，線段H1H2與線段AB垂直。

圖1斷面基點(diǎn)與斷面關(guān)系

2.2斷面轉(zhuǎn)化坐標(biāo)的算法

由點(diǎn)H1、H2的坐標(biāo)利用公式（1）可以求出點(diǎn)H1（x1，y1）到點(diǎn)H2（x2，y2）的方位角，即∠CH2H1；

∠CH2H1=arctan[（y2-y1）/（x2-x1）] （1）

然后利用公式（2），可以得到H2B與H2A的方位角，也就是∠BH2C；

∠BH2C=∠CH2H1+π/2 （2）

最后利用公式（3），求得AB上各點(diǎn)的坐標(biāo)。

x=x2+bcos（∠BH2C）

y=y2+bsin（∠BH2C） （3）

式中，b為過點(diǎn)H2的斷面上點(diǎn)到斷面基點(diǎn)的距離。

2.3算法可行性分析

1）斷面能夠反應(yīng)出與大堤垂直方向上的最基本的地形變化，例如堤肩、下腳、溝坎、水邊等地形，所以根據(jù)轉(zhuǎn)化的坐標(biāo)能夠畫出主要的地形線。2）斷面資料包含了高程信息，且該算法轉(zhuǎn)化的坐標(biāo)不會改變這些高程信息，由此得到的坐標(biāo)文件能夠反應(yīng)出真實的地理高程。3）測區(qū)內(nèi)重要地物如：閘、穿堤涵、輸電線等，可以在斷面基點(diǎn)上進(jìn)行補(bǔ)測。保證了坐標(biāo)系統(tǒng)的統(tǒng)一。以上幾點(diǎn)保證了該方法切實可行。

3實現(xiàn)方法

3.1內(nèi)業(yè)工作

河段已有的51條斷面，縱向涵蓋了需要測量地形圖的所有區(qū)域；斷面的橫向長度為堤腳外40m，迎水面測至河中35m，與地形圖的橫向范圍也吻合。由于斷面數(shù)目較多，以點(diǎn)DH26、點(diǎn)DH27和點(diǎn)DH28為例來說明方位角的計算結(jié)果，如表1。以通過DH27的斷面為例說明斷面的距離轉(zhuǎn)換為坐標(biāo)的結(jié)果，如表2。

表1方位角計算

由表1可知：DH26到DH27的方位角與DH27到DH28的方位角只相差20′37.51″，雖然相差很微小，但是也會對利用公式（3）轉(zhuǎn)化的坐標(biāo)產(chǎn)生影響，此影響與距離成正比；為此，我們分別用兩方位角計算距離61.3m的坐標(biāo)，其X坐標(biāo)差為0.172m，Y坐標(biāo)差為0.349m，滿足1：2000地形圖測量的規(guī)范要求。為消除影響，取兩方位角平均數(shù)進(jìn)行計算，坐標(biāo)計算見表2。

表2坐標(biāo)計算

將經(jīng)過轉(zhuǎn)化后的坐標(biāo)保存為/1DAT0格式的文件，然后導(dǎo)入CASS軟件進(jìn)行成圖，這樣可以勾畫出地形圖的框架線。

3.2外業(yè)工作

內(nèi)業(yè)部分只能畫出基本的地形框架，對于具體水工建筑物，特殊地形、地物，管線設(shè)施，居民地等仍需要外業(yè)采集。具體外業(yè)采集的工作主要包括：

1）測區(qū)范圍內(nèi)的水工建筑物，如：泵站，穿堤管涵等；2）特殊地形，如：與大堤相交道路、橋梁以及在1：2000地形圖上需要表示出來的溝坎等；3）管線設(shè)施，主要包括地面上和地面下的通訊線、通信光纜、輸電線、通信線、油氣管道、輸水管道及其輔助設(shè)施；4）居民地、墳區(qū)、獨(dú)立墳等。

3.3最后成圖及檢查驗收

內(nèi)業(yè)完成的大堤的地形框架與外業(yè)完成的局部圖，通過CASS軟件復(fù)制到一張圖上，人工將兩幅圖按照真實地形進(jìn)行連接，然后進(jìn)行圖面的整飾，就可以得到測區(qū)的1：2000地形圖，最后選擇圖面部分點(diǎn)進(jìn)行野外檢查對比，如果檢查合格則出圖驗收。

4結(jié)果分析

4.1精度分析

利用GPSORTK方法對測圖成果進(jìn)行野外檢查，將RTK獲得坐標(biāo)與已有坐標(biāo)對比來說明轉(zhuǎn)化結(jié)果的精度。檢驗內(nèi)容為：圖根控制點(diǎn)坐標(biāo)30個，碎部坐標(biāo)點(diǎn)130個，圖根高程30個，碎部點(diǎn)高程123個，統(tǒng)計結(jié)果見表3。

表3野外檢查精度統(tǒng)計

4.2效益分析

將斷面轉(zhuǎn)化法與常規(guī)地形圖測量的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行分析，分析內(nèi)容為：內(nèi)外業(yè)作業(yè)天數(shù)、人員、設(shè)備及輔助交通工作，統(tǒng)計情況見表4。

表4經(jīng)濟(jì)效益分析

由表4可知，利用斷面轉(zhuǎn)化法成圖在外業(yè)天數(shù)、人數(shù)上均小于常規(guī)地形圖測量方法，其所需要的設(shè)備、交通車輛及相應(yīng)的物資需求均小于常規(guī)地形圖測量方法，即經(jīng)濟(jì)成本小于常規(guī)地形圖測量方法。

5結(jié)束語

本文所介紹的利用CASS成圖系統(tǒng)將河道斷面轉(zhuǎn)化成圖，在精度上能夠滿足要求，而且還可以提高繪制工作的效率，簡單易操作，降低了工作人員的勞動強(qiáng)度，具有廣泛地推廣價值。

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