□王偉東（駐馬店市水利工程局）

全站儀結(jié)合Excell和AutoCAD在工程測(cè)量及內(nèi)業(yè)計(jì)算中的應(yīng)用

□王偉東（駐馬店市水利工程局）

文章通過(guò)全站儀同時(shí)可以進(jìn)行平面和高程（三維坐標(biāo)x,y,z）的測(cè)量功能，結(jié)合軟件Excell和AutoCAD，介紹一種內(nèi)業(yè)、外業(yè)一體化的斷面測(cè)量及繪制的方法，從而快速繪出斷面圖或計(jì)算工程量的一種方法，提高了測(cè)量工作的精度和準(zhǔn)度，為設(shè)計(jì)和施工結(jié)算提供了可靠的依據(jù)。

三維坐標(biāo)測(cè)量;數(shù)據(jù)采集;工程量計(jì)算

0 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,全站儀已經(jīng)相當(dāng)普及而且不斷向智能化方向發(fā)展,全站儀以其高度自動(dòng)化和準(zhǔn)確快捷的定位功能在目前工程測(cè)量中廣泛應(yīng)用。在土石方斷面測(cè)量中，尤其在高差陡變頻繁的地段，傳統(tǒng)的測(cè)量方法外業(yè)和內(nèi)業(yè)較大且效率低下，且隨著許多新技術(shù)運(yùn)用到全站儀的制造和使用當(dāng)中,如無(wú)反射棱鏡測(cè)距、目標(biāo)自動(dòng)識(shí)別與瞄準(zhǔn)、動(dòng)態(tài)目標(biāo)自動(dòng)跟蹤、無(wú)線遙控、用戶(hù)編程、聯(lián)機(jī)控制、U盤(pán)存儲(chǔ)等，大大地提高了數(shù)據(jù)采集的效率，提高了人的工作效率、測(cè)量的精度和準(zhǔn)度，減輕了人的勞動(dòng)，數(shù)據(jù)采集后結(jié)合內(nèi)業(yè)的數(shù)據(jù)處理，為設(shè)計(jì)和施工結(jié)算提供了可靠的依據(jù)。

1 基本操作

1.1 測(cè)站安置儀器

在測(cè)站上將儀器進(jìn)行整平、對(duì)中，其具體作法與常規(guī)經(jīng)緯儀的整平對(duì)中工作相同。

1.2 打開(kāi)電源

開(kāi)啟電源的方法將開(kāi)關(guān)打開(kāi)，顯示屏顯示，所有點(diǎn)陣發(fā)亮，幾秒后即可進(jìn)行測(cè)量。對(duì)各種類(lèi)型的儀器可參照儀器使用說(shuō)明書(shū)進(jìn)行操作。

1.3 儀器參數(shù)設(shè)置

儀器參數(shù)是控制儀器測(cè)量狀態(tài)、顯示狀態(tài)數(shù)據(jù)改正等功能的變量，在全站儀中一般都可根據(jù)測(cè)量要求通過(guò)鍵盤(pán)進(jìn)行改變，并且所選取的選擇項(xiàng)可保存到下一次改變?yōu)橹埂?/p>

1.4 設(shè)置測(cè)站

為方便測(cè)量，以線路零點(diǎn)為測(cè)站點(diǎn)，可將測(cè)站X、Y分別為0，0。Z值為儀器中心點(diǎn)的高程加上儀器高（高程點(diǎn)到儀器中心高度）。輸入坐標(biāo)（0,0,58.970），并定義好目標(biāo)高，即棱鏡高，在以后測(cè)量中如有改變，應(yīng)及時(shí)同測(cè)量者溝通。

1.5 設(shè)置后視

以線路中心線為x軸為后視點(diǎn)，并輸入后視點(diǎn)坐標(biāo)（200，0，0），為保證后視坐標(biāo)和現(xiàn)場(chǎng)坐標(biāo)的一致性，通常X，Y坐標(biāo)必須有一個(gè)完全一樣，且高里程方向?yàn)檎较?，然后將望遠(yuǎn)鏡頭朝向高里程樁號(hào)的中心線上，進(jìn)行照準(zhǔn)，并點(diǎn)擊確認(rèn)。這樣儀器內(nèi)坐標(biāo)系統(tǒng)就建立好了。

1.6 測(cè)算斷面數(shù)據(jù)

以線路中心線垂直方向?yàn)閅軸，這樣可以使路中心線左側(cè)x恒為負(fù)值，右側(cè)Y恒為正值)，建立施工坐標(biāo)系，已知在這個(gè)施工坐標(biāo)系里某點(diǎn)的坐標(biāo)(X、Y、Z)，X值表示該點(diǎn)在線路上的里程值；Y值表示該點(diǎn)到線路中心線的垂直距離，負(fù)值在中心線左側(cè)，正值在中心線右側(cè)；z值表示該點(diǎn)的高程值，這個(gè)施工坐標(biāo)系里的任意點(diǎn)的坐標(biāo)都滿(mǎn)足了該點(diǎn)測(cè)算斷面的所有元素，只要測(cè)得各斷面點(diǎn)在這個(gè)施工坐標(biāo)系里x，Y，z值，就可以得到測(cè)算斷面的所有數(shù)據(jù)。

另外，如果現(xiàn)場(chǎng)交點(diǎn)時(shí)有坐標(biāo)系統(tǒng)，則應(yīng)按照給定的兩個(gè)坐標(biāo)定義測(cè)站及后視，建立坐標(biāo)系統(tǒng)，方法同上。

2 斷面數(shù)據(jù)采集及處理

2.1 數(shù)據(jù)采集

在斷面測(cè)量中，如高差較大且中間行人無(wú)法通過(guò)時(shí)，建議左右岸和中間采用3個(gè)棱鏡，這樣可以節(jié)省人的體力，也可以節(jié)省大量的時(shí)間。采集數(shù)據(jù)時(shí)采用坐標(biāo)測(cè)量，記錄數(shù)據(jù)時(shí)，如果斷面數(shù)據(jù)較少，建議采用人工記錄，如斷面數(shù)據(jù)較多，盡可能采用自

動(dòng)記錄，這樣既可以避免人為記錄的錯(cuò)誤，也節(jié)省時(shí)間。

2.2 數(shù)據(jù)的保存和修正

在采集數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)采用坐標(biāo)測(cè)量，儀器會(huì)自動(dòng)測(cè)量出三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)（X,Y,Z），并且在記錄本上勾劃出簡(jiǎn)圖，對(duì)一些不通視的點(diǎn)，可以進(jìn)行一定平移，在記錄本上標(biāo)識(shí)清楚，以便在數(shù)據(jù)處理時(shí)加以修正。當(dāng)天測(cè)量完成數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)天處理完成，展點(diǎn)時(shí)對(duì)出現(xiàn)的異常點(diǎn)應(yīng)找出原因，有必要時(shí)到現(xiàn)場(chǎng)復(fù)核。

2.3 數(shù)據(jù)處理

全站儀中三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)是以DAT格式儲(chǔ)存時(shí)，導(dǎo)出來(lái)時(shí)可以用記事本txt打開(kāi)?；蛘咧苯佑肊xcell打開(kāi)。本文以按1：1000給圖比例為例，將在Excell表格公式定義如下：“平距”為相臨兩點(diǎn)X，Y差的平方和再開(kāi)方即：

3 繪制平面圖和斷面圖

3.1 繪制平面圖

打開(kāi)AutoCAD，選擇點(diǎn)工具，直接復(fù)制“平面坐標(biāo)”里（第1～9行）數(shù)據(jù)粘貼到在命令欄里，確認(rèn)后即可生成一定的圖形，這樣比傳統(tǒng)的方法在命令欄中一個(gè)命令的輸入可以節(jié)省時(shí)間且避免錯(cuò)誤。

3.2 繪制斷面圖

先在CAD中定義高程柱狀圖及所采取的繪圖比例，選擇“直線”工具，設(shè)置第一點(diǎn)高程固定后，將其作為該斷面線的起點(diǎn)。然后復(fù)制Excell表格內(nèi)“CAD狀態(tài)欄中輸入數(shù)據(jù)”粘貼到命令欄內(nèi)后確認(rèn)，即可生成以下斷面圖。然后，按照設(shè)計(jì)文件繪制出設(shè)計(jì)斷面，用CAD“面積”工具計(jì)算陰影面積。按照同樣方法繪制出0+040斷面及設(shè)計(jì)斷面，并計(jì)算出陰影面積。計(jì)算土方量，以此類(lèi)推，即可計(jì)算該河道土方開(kāi)挖或回填土石方量。具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1 土方工程量計(jì)算表

4 結(jié)語(yǔ)

在繪制斷面圖時(shí)確定好起點(diǎn)后，直接復(fù)制Excell中數(shù)據(jù)直接粘貼到CAD中，繪制斷面圖非常迅速準(zhǔn)確（可以用alt+tab鍵在Excell和CAD相互切換）。另外全站儀內(nèi)菜單很多，比如“對(duì)邊測(cè)量”功能，也可將上述同樣的方法稍作變動(dòng)，經(jīng)數(shù)據(jù)處理也同樣繪出斷面圖，從而計(jì)算工程量。也可結(jié)合CASS內(nèi)的部分功能繪制斷面圖和計(jì)算工程量，以不斷提升自身業(yè)務(wù)技術(shù)水平。

TV221.1-TV29

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1673-8853(2014)06-0058-02

王偉東（1978-），男，主要從事水利水電工程施工、測(cè)量及內(nèi)業(yè)等工作。

2013-12-27

劉長(zhǎng)垠）