張金利

摘 要：SJCL線(xiàn)性工程斷面數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)集多功能于一體，可完成多類(lèi)型縱橫斷面數(shù)據(jù)檢查、計(jì)算與繪圖。設(shè)計(jì)特點(diǎn)：將字符定義為相應(yīng)的地類(lèi)編碼應(yīng)用在斷面數(shù)據(jù)中，自動(dòng)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的符號(hào)或漢字；可自動(dòng)繪制平面略圖、標(biāo)注地物、地貌屬性，降低作業(yè)人員勞動(dòng)強(qiáng)度，增加了數(shù)據(jù)成果的信息值、可讀性；橫斷面數(shù)據(jù)糾錯(cuò)功能做到適時(shí)錄入，適時(shí)檢查，圖文并舉，有錯(cuò)即改，直觀性強(qiáng)；縱斷面數(shù)據(jù)在橫斷面數(shù)據(jù)中自動(dòng)讀取，減少摘錄環(huán)節(jié)，做到省時(shí)省力。

關(guān)鍵詞：地類(lèi)編碼；標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)；附加參數(shù)；虛擬樁高

SJCL Linear Engineering Section Data Processing System

Zhang Jin-Li

（ Jiamusi Surveying and Design Institute of Water Resources，Jiamusi 154002，China ）

Abstract：SJCL Linear Engineering Section Data Processing System integrated multi-function to implement the data check，calculation and mapping of multi-type vertical section and transect.The characters of the system are as follows：defined the character as relevant land type class and applied into section data，then automatically transformed to relevant symbols or Chinese characters；Can autobility draw plan map，mark features and attributes，reduce the work intensity of works，increase the information value and readability of data results；Can input and check timely by using the correction function for transect data，with graphics and text；Can automatically read the vertical section data from section dada，reduce the step extrat.

Key word：land type code； standard data； annex parameter； virtual height of peg

前 言

線(xiàn)性工程斷面數(shù)據(jù)是勘察設(shè)計(jì)單位進(jìn)行工程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)性資料。隨著精密測(cè)繪儀器全站儀在測(cè)繪領(lǐng)域的普及，特別是衛(wèi)星定位技術(shù)GPS RTK在斷面測(cè)量中的應(yīng)用，采集手段與形式也多樣化，對(duì)斷面數(shù)據(jù)處理的手段也提出了新的要求。

根據(jù)傳統(tǒng)與現(xiàn)代技術(shù)的測(cè)量數(shù)據(jù)采集、處理特點(diǎn)及規(guī)劃設(shè)計(jì)人員使用數(shù)據(jù)格式的要求，應(yīng)用Visual Basic6.0語(yǔ)言，編寫(xiě)了線(xiàn)性工程斷面數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，可適時(shí)、高效地完成斷面多類(lèi)型數(shù)據(jù)的檢查、計(jì)算、繪圖等工作。使多樣化的外業(yè)測(cè)量數(shù)據(jù)的采集、處理及應(yīng)用成為一體化，向設(shè)計(jì)人員實(shí)時(shí)提供基礎(chǔ)資料。軟件將AutoCAD的繪圖指令及其相應(yīng)的縱橫斷數(shù)據(jù)形成*.dxf格式圖形轉(zhuǎn)換文件，然后在AutoCAD環(huán)境下調(diào)用編輯成圖。設(shè)計(jì)人員利用該軟件形成的數(shù)據(jù)、圖形文件，根據(jù)相應(yīng)設(shè)計(jì)要素（如設(shè)計(jì)水位、設(shè)計(jì)堤頂、填高等），即可進(jìn)行斷面設(shè)計(jì)、土方與水文多方面計(jì)算等工作，從而使設(shè)計(jì)人員擺脫了對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的重復(fù)性操作，節(jié)省了時(shí)間，又避免了二次數(shù)據(jù)整理帶來(lái)的數(shù)據(jù)輸入錯(cuò)誤，極大地提高了工作效率。

1.安裝SJCL2.0

1.1 軟件環(huán)境

操作系統(tǒng)：Windows 98/2000/XP

支撐環(huán)境 AutoCAD R14 或更高版本

1.2 SJCL2.0 的安裝

將SJCL2.0軟件包拷貝到計(jì)算機(jī)，雙擊該文件夾中的setup程序，出現(xiàn)安裝目錄信息，按提示即可完成軟件安裝。用戶(hù)第一次使用時(shí)，將彈出授權(quán)窗口，提供用戶(hù)計(jì)算機(jī)機(jī)器碼即可。

2.系統(tǒng)主界面及菜單

雙擊sjcl20.exe文件，系統(tǒng)即進(jìn)入主界面。本軟件界面設(shè)有七個(gè)主菜單項(xiàng)：數(shù)據(jù)自檢、數(shù)據(jù)計(jì)算、繪制圖形、相關(guān)工程、工程設(shè)置、視圖、幫助。單擊各標(biāo)題欄即可顯示相應(yīng)的下拉菜單，根據(jù)需要選取其功能。選項(xiàng)后面有黑三角者，表明此項(xiàng)還有下一級(jí)菜單。選中后，可調(diào)出下一級(jí)菜單。同時(shí)設(shè)有十一個(gè)工具框與一個(gè)地界代碼列表欄。

數(shù)據(jù)自檢有4項(xiàng)子菜單：距離高差模式自檢、距離高程模式自檢、標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)自檢、退出。

數(shù)據(jù)計(jì)算有10項(xiàng)子菜單：距離高差橫斷數(shù)據(jù)計(jì)算、距離高程橫斷數(shù)據(jù)計(jì)算、原始數(shù)據(jù)左右轉(zhuǎn)換、橫斷面成果左右轉(zhuǎn)換、橫斷高程增減、兩橫斷面合并、RTK一步成、RTK坐標(biāo)轉(zhuǎn)換間距（第一步）、RTK間距轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)格式（第二步）、線(xiàn)路樁號(hào)反排。

繪制圖形有4項(xiàng)子菜單：繪制橫斷面圖、繪制大橫斷圖、繪制縱斷圖、繪制單一縱斷圖。

相關(guān)工程有5項(xiàng)子菜單：換帶計(jì)算、坐標(biāo)格式轉(zhuǎn)換、坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)、高斯投影正算、高斯投影反算。

工程設(shè)置有4項(xiàng)子菜單：圖簽樣式定義、縱斷繪圖選項(xiàng)定義、單一縱斷繪圖選項(xiàng)定義、大橫斷繪圖選項(xiàng)定義。

3.作業(yè)主流程圖

線(xiàn)性工程（堤防、溝渠、公路等）縱橫斷面數(shù)據(jù)從采集、錄入、檢查、計(jì)算到成圖，總體工作流程表明如圖1：

4.橫斷面原始數(shù)據(jù)的形成

根據(jù)斷面外業(yè)測(cè)量時(shí)采集數(shù)據(jù)的方式可分為手工記錄與電子記錄，電子記錄包括電子手簿和卡記錄等。按高差與高程分為距離、高差形式和距離、高程形式；按間距分為累加距與非累加距；按樁號(hào)分標(biāo)準(zhǔn)樁號(hào)和非標(biāo)準(zhǔn)樁號(hào)。

4.1 距離、高差橫斷面原始數(shù)據(jù)格式：

其中a$樁號(hào)；Hi樁高程；i儀器高；S（i）間點(diǎn)距離；H（i）間點(diǎn)高差。

4.2 距離、高程橫斷面原始數(shù)據(jù)格式：

（4-2）斷面觀測(cè)的數(shù)據(jù)要素有：a$樁號(hào)；S（i）間點(diǎn)距離；H（i）間點(diǎn)高程。

要素之間以逗號(hào)相隔，數(shù)據(jù)以每斷面為一行，保存形成為*.txt、*.cvs等數(shù)據(jù)格式文件。如間距是相對(duì)零點(diǎn)（中樁）分左右累加的距離，各斷面在間點(diǎn)輸入時(shí)，不必人為排序，只需分清左右點(diǎn)，計(jì)算機(jī)自行排序。如間點(diǎn)距離是相對(duì)零點(diǎn)的非累加距形式，則需從左側(cè)第一個(gè)輸入，零點(diǎn)在左右中間，左側(cè)仍為負(fù)值，右為正值。

4.3 單一縱斷數(shù)據(jù)

指無(wú)橫斷面數(shù)據(jù)點(diǎn)，只有樁號(hào)和與其對(duì)應(yīng)的中樁等指定高程，形式如下：

（4-3）數(shù)據(jù)文件可直接繪制單一縱斷圖，無(wú)需數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算工作。

4.4 GPS RTK采集的橫斷面數(shù)據(jù)處理

對(duì)利用衛(wèi)星定位RTK采集的斷面各點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)作為原始數(shù)據(jù)處理，在外業(yè)采點(diǎn)時(shí)，每斷面要有各斷面的點(diǎn)號(hào)排名，以便在內(nèi)業(yè)工作中利于區(qū)分各個(gè)橫斷面數(shù)據(jù)坐標(biāo)文件文件，操作員一目了然。測(cè)繪市場(chǎng)上各品牌RTK采集坐標(biāo)數(shù)據(jù)格式大同小異，如中海達(dá)RTK坐標(biāo)格式：

數(shù)據(jù)以逗號(hào)相間隔，第一列為測(cè)點(diǎn)序號(hào)，序號(hào)可為數(shù)字，也可用字母、漢字等形式表示。第二列為北坐標(biāo)。第三列為東坐標(biāo)。第四列為高程。第五列為地物編碼，如zk代表鉆孔，df代表堤防。記錄在RTK手簿中的坐標(biāo)數(shù)據(jù)下載到計(jì)算機(jī)后即可分解、改算處理。

5.數(shù)據(jù)自檢

為確保斷面數(shù)據(jù)計(jì)算的正確性及數(shù)據(jù)批處理的順利，在輸入過(guò)程中，數(shù)據(jù)計(jì)算前均要對(duì)橫斷面原始數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，系統(tǒng)自動(dòng)糾錯(cuò)。在軟件的設(shè)計(jì)時(shí)以斷面為單位，屏幕顯示斷面圖形與數(shù)據(jù)，圖形縱、橫比例可以調(diào)整，圖文并舉（如圖2顯示）。為了提高計(jì)算機(jī)智能判讀處理數(shù)據(jù)能力，自動(dòng)檢索出數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，設(shè)定自檢信息參數(shù)七項(xiàng)：間距值（含負(fù)值）；最大高程值；最小高程值；最大儀器高；最小儀器高；最大高差值；最小高差值。同時(shí)，根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及形成方式的特點(diǎn)，軟件系統(tǒng)還可自動(dòng)檢查：樁號(hào)順序；零點(diǎn)存在；終止符位置；地界符是否定義；樁號(hào)書(shū)寫(xiě)格式；間點(diǎn)重復(fù)輸入等。

6.橫斷面數(shù)據(jù)計(jì)算

線(xiàn)性工程斷面數(shù)據(jù)處理的工作量主要集中在橫斷面數(shù)據(jù)計(jì)算、繪圖方面。針對(duì)橫斷面數(shù)據(jù)采集手段與相應(yīng)的計(jì)算公式模式，對(duì)每種模式計(jì)算結(jié)果都自動(dòng)形成兩種數(shù)據(jù)格式文件*.ccl與*.cgh。

計(jì)算后的橫斷面數(shù)據(jù)，依《水利水電工程規(guī)范》及規(guī)劃設(shè)計(jì)要求，按一定格式以斷面為單位形成數(shù)據(jù)，標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式定義為：

T代表某斷面的點(diǎn)總數(shù)，R代表相應(yīng)中心點(diǎn)號(hào)，s（i）為改化后的距離，h（i）為計(jì)算后的高程。根據(jù)實(shí)際工作及規(guī)劃設(shè)計(jì)需要可靈活掌握（6-1）式的文本文件存盤(pán)形式。本軟件以*.Ccl與*.Cgh后綴形式體現(xiàn)自動(dòng)計(jì)算后數(shù)據(jù)成果。

7.繪制圖形

軟件設(shè)計(jì)時(shí)放棄了早期利用繪圖機(jī)的繪圖指令直接對(duì)硬件操作的方法，而是應(yīng)用Visual Basic6.0語(yǔ)言，按AutoCAD要求的命令格式，將AutoCAD的繪圖指令及其相應(yīng)的縱橫斷數(shù)據(jù)形成圖形轉(zhuǎn)換文件（*.dxf），即圖形預(yù)處理文件。在AutoCAD環(huán)境下，打開(kāi)*.dxf文件，可進(jìn)行靈活的編輯修改、加注說(shuō)明等，使圖形的可視性更強(qiáng)。利用AutoCAD的圖形輸出功能，可按任意比例輸出圖形，出圖有靈活性。系統(tǒng)可繪制橫斷面圖、縱斷面圖、大橫斷面圖、單一縱斷圖。

·根據(jù)用戶(hù)需要設(shè)定縱橫比例尺。

·根據(jù)斷面點(diǎn)數(shù)與實(shí)際高差設(shè)置每頁(yè)個(gè)數(shù)。

·標(biāo)準(zhǔn)樁號(hào)指樁號(hào)名稱(chēng)以數(shù)字表示：0+000、1+369、8+739.78等

·非標(biāo)準(zhǔn)樁號(hào)指樁號(hào)以文字、字母等表示：河口橫斷、橋址大橫斷等，起止位置用斷面?zhèn)€數(shù)控制。

·偏移量指各斷面總體左右距離長(zhǎng)度不等，需設(shè)定偏移量，以保證中樁在圖紙恰當(dāng)位置。

·標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)指*.ccl數(shù)據(jù)文件，含三個(gè)附加參數(shù)。

·打印數(shù)據(jù)指在圖面左側(cè)打印數(shù)據(jù)成果，便于校核和數(shù)據(jù)分析，與斷面圖形同時(shí)顯示。如設(shè)計(jì)人員只要圖面圖形，可不選打印數(shù)據(jù)及略圖選項(xiàng)。

·繪制兩個(gè)橫斷面比較圖指對(duì)同一線(xiàn)路各橫斷面實(shí)測(cè)兩次的成果在同一個(gè)坐標(biāo)系疊加繪圖，從而達(dá)到比較、檢測(cè)的目的。

8.地類(lèi)編碼在數(shù)據(jù)文件中的應(yīng)用

本系統(tǒng)將字符定義為相應(yīng)的地類(lèi)編碼應(yīng)用到縱橫斷面數(shù)據(jù)中，增加了數(shù)據(jù)信息值，數(shù)據(jù)的意義不限于其本身，有了地物、地貌屬性。

8.1 地類(lèi)編碼的使用

依據(jù)《水利水電工程測(cè)量規(guī)范》及規(guī)劃設(shè)計(jì)人員要求，在縱橫斷面測(cè)繪時(shí)，須對(duì)線(xiàn)路的建筑物、地界地貌特征等加以標(biāo)注、描繪。軟件對(duì)常用地界符號(hào)以對(duì)應(yīng)的字符表示，根據(jù)實(shí)測(cè)情況，地界符號(hào)輸入在相應(yīng)的樁號(hào)、間點(diǎn)距離數(shù)據(jù)后即可，直接體現(xiàn)在原始數(shù)據(jù)文件中。中樁后的地類(lèi)編碼為繪制縱斷圖服務(wù)，間點(diǎn)距離數(shù)據(jù)后的地類(lèi)編碼為繪制橫斷圖服務(wù)。

通過(guò)本系統(tǒng)軟件，地界符號(hào)在AUTOCAD中又以漢字形式體現(xiàn)在縱橫斷斷面相應(yīng)位置，圖形文件的可視性增強(qiáng)，結(jié)束了傳統(tǒng)的人為后期翻閱手簿或回憶當(dāng)時(shí)情況，再標(biāo)注到成果圖的過(guò)程。地界符號(hào)在成果數(shù)據(jù)文件中的實(shí)現(xiàn)，增加了數(shù)據(jù)文件的實(shí)際意義。繪制縱斷面圖形，計(jì)算機(jī)根據(jù)每個(gè)斷面橫斷點(diǎn)的符號(hào)，自動(dòng)賦值水面高程點(diǎn)、溝底高程點(diǎn)、地面高程點(diǎn)、堤頂高程點(diǎn)等，無(wú)需人為從橫斷面上摘點(diǎn)再形成縱斷數(shù)據(jù)文件，節(jié)省工序，提高工作效率。

繪制縱橫斷面平面略圖時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)打印耕地邊界與符號(hào)、地類(lèi)界符號(hào)、灌木林符號(hào)、水庫(kù)大壩斜坡線(xiàn)等，降低了內(nèi)業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了自動(dòng)化繪圖程度，便于修改、編輯。

8.2 dx符號(hào)在橫斷面數(shù)據(jù)中的應(yīng)用

dx定義為線(xiàn)性工程中樁位置，在橫斷面原始數(shù)據(jù)中，dx符號(hào)輸入到間點(diǎn)距離后，如7.8dx，-25dx等。在計(jì)算時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)將標(biāo)注了dx的點(diǎn)位改為中樁零點(diǎn)位置，其余點(diǎn)位也隨之自動(dòng)變化，無(wú)需人為干預(yù)即形成標(biāo)準(zhǔn)橫斷面格式。在GPS RTK坐標(biāo)數(shù)據(jù)改算中，dx符號(hào)在野外現(xiàn)場(chǎng)直接當(dāng)代碼使用即可。

該方法增加外業(yè)采點(diǎn)的靈活性，中樁處無(wú)架站條件的，假定某處為零點(diǎn)架站測(cè)量即可。RTK采點(diǎn)也不必從中樁向兩側(cè)采集地形點(diǎn)，達(dá)到提高現(xiàn)場(chǎng)工作效率，降低外業(yè)的勞動(dòng)強(qiáng)度。

8.3 J符號(hào)在橫斷面數(shù)據(jù)中的應(yīng)用

J符號(hào)定義為加測(cè)的橫斷面，對(duì)要標(biāo)注的橫斷面，j符號(hào)輸入到標(biāo)準(zhǔn)樁號(hào)后，如5+100j，6+300j。這樣的橫斷面原始數(shù)據(jù)只參與斷面各點(diǎn)高程計(jì)算，在繪制橫斷圖時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)跳過(guò)加測(cè)的橫斷面。在繪制縱斷圖時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)提取加測(cè)的橫斷面中樁高程、地面高程、溝底高程等用戶(hù)自定義的選項(xiàng)。該功能在一些線(xiàn)性工程可研階段經(jīng)常用到。

9.結(jié)束語(yǔ)

SJCL線(xiàn)性工程斷面數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)已應(yīng)用到防洪工程、水源工程、灌排工程、土地復(fù)墾、農(nóng)業(yè)綜合開(kāi)發(fā)與公路等領(lǐng)域。實(shí)踐證明，該系統(tǒng)在處理斷面數(shù)據(jù)等方面對(duì)提高單位的工作效率和成果的準(zhǔn)確性有著積極的作用，在生產(chǎn)中已取得良好的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。該成果已通過(guò)“黑龍江省科技信息中心”科技查新、“黑龍江省電子信息產(chǎn)品監(jiān)督檢查院”評(píng)測(cè)。

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