韓磊磊，劉芳穎

（華北水利水電工程集團有限公司，天津 300170）

1 內(nèi)業(yè)工作使用軟件的介紹

水利工程測量內(nèi)業(yè)工作通常使用市場占有率較高的南方Cass 軟件，對外業(yè)測量數(shù)據(jù)進行處理及繪圖。Cass 軟件是基于AutoCAD 平臺開發(fā)的一套集地形、地籍、空間數(shù)據(jù)建庫、工程應用、土石方算量等功能為一體的軟件系統(tǒng)。Cass軟件打破以制圖為核心的傳統(tǒng)模式，結(jié)合成圖和入庫數(shù)據(jù)整理領域的豐富經(jīng)驗，真正實現(xiàn)了數(shù)據(jù)成圖建庫一體化，同時滿足地形地籍專業(yè)制圖和GIS 建庫的需要，減少了重復勞動，數(shù)據(jù)生產(chǎn)、圖形處理、數(shù)據(jù)建庫一步到位。其功能非常豐富，具有圖形復制、屬性拷貝、微導線、各種交會、線跟蹤等多種方便成圖的圖形編輯功能，可以連接市面上常見的全站儀進行數(shù)據(jù)傳輸。

在水利工程施工領域，Cass 軟件提供了方格網(wǎng)法、DTM 法、等高線法和斷面法等豐富的土方計算方法，對不同的工程條件，如條帶狀地形、不規(guī)則地形可靈活地采用合適的土石方計算模型進行土石方體積的計算分析，筆者闡述的內(nèi)容主要涉及軟件土石方算量模塊的使用。

2 內(nèi)業(yè)工作使用軟件安裝的注意事項

南方Cass 軟件由于基于AutoCAD 開發(fā)，其使用必須依存AutoCAD 軟件。目前使用較多的版本是Cass 7.x及Cass 9.x版本。經(jīng)過實際測試，Cass 7.x支持在 AutoCAD2004、2005、2006 版本環(huán)境中使用，Cass 9.x版本未進行測試，這里不作說明。

Cass 7.x 及Cass 9.x 版本軟件可以正常安裝在Windows 32 位操作系統(tǒng)使用，但在Windows 64 位操作系統(tǒng)下安裝卻會因為兼容性問題無法使用。如果將電腦操作系統(tǒng)由Windows 64 位更換為Windows 32 位，又會降低電腦的部分性能（同樣硬件下Windows 32 位系統(tǒng)的運算速度和多任務處理能力低于Windows 64位系統(tǒng)）。

若想在不更換當前使用的64 位操作系統(tǒng)前提下安裝使用Cass 7.x 版本軟件，筆者經(jīng)過實際測試，推薦通過虛擬機的方式解決操作系統(tǒng)和軟件的兼容性問題。其安裝步驟如下：①安裝虛擬機軟件VM-ware Workstation；②安裝32 位操作系統(tǒng)Windows XP 、Windows 7 或 Windows 10；③安裝 32 位 Auto-CAD，如 AutoCAD 2004、2005、2006；④安裝南方Cass 7.x軟件。

筆者使用的軟件版本如下：虛擬機軟件為VM-ware Workstation Pro 12.5.9；操作系統(tǒng)為Windows 7旗艦版32 位；繪圖軟件為AutoCAD 2004 中的南方Cass 7.1。

3 測量數(shù)據(jù)處理

水利工程測量內(nèi)業(yè)工作流程一般為：測量數(shù)據(jù)的導出→數(shù)據(jù)處理→繪圖→數(shù)據(jù)分析或工程量計算→數(shù)據(jù)再處理→繪圖→整理并編寫報告。

工程中常用測量儀器為全站儀或RTK 設備（GPS），導出的文件通常為DXF、dat.或txt.格式的成果文件。DXF 為Autodesk 公司的繪圖交換文件，可用AutoCAD 直接打開；dat.和txt.格式文件一般為通過測量手簿導出的測量數(shù)據(jù)內(nèi)容的文件，文件內(nèi)信息通常為 Pn、Pc、x、y、z（點名、點屬性、x 坐標、y 坐標、z坐標）。導出的測量數(shù)據(jù)文件包含信息如下：

1，，145 415.953，253 044.966，-0.749

2，，145 415.956，253 047.653，-0.399

3，，145 415.971，253 052.708，-0.649

......

Pn，Pc，y，x，z

測量數(shù)據(jù)如經(jīng)過檢查可以直接使用，則可以用Cass軟件菜單欄中“繪圖處理”功能將測量數(shù)據(jù)繪制成圖。

數(shù)據(jù)如需要整理，可以用記事本的方式打開dat.文件，將測量數(shù)據(jù)粘貼到Excel 文件里，利用Excel 軟件“分列”功能將數(shù)據(jù)分列，再對數(shù)據(jù)進行處理，詳見表1。

表1 Excel處理后數(shù)據(jù)

Excel 處理數(shù)據(jù)完成后，將當前Excel 文件另存為csv.文件，之后再把csv.文件后綴名改為dat.，就可以直接在Cass軟件內(nèi)使用。

4 測量數(shù)據(jù)繪圖

處理完畢的dat.文件，通過Cass軟件菜單欄“繪圖處理”中“展高程點”及“展野外測點點號”命令，進行測量點高程及點號繪制。

如需要更改測量點高程顏色，展繪高程點前，將正在顯示的圖層顏色改為需要的顏色即可。在實際繪圖時，為增強測量點可視化，可以根據(jù)顏色區(qū)分不同測量數(shù)據(jù)。如測量的數(shù)據(jù)高程從1 ～3 m不等，可以在Excel 處理數(shù)據(jù)時利用篩選功能按高程點大于1 m 小于2 m、大于2 m 小于3 m、大于3 m小于4 m 分別存儲處理為多個dat.文件，再按照展繪一個dat.文件更換一個圖層顏色的方式把數(shù)據(jù)繪制成圖。

繪制測量點時，有時候需要調(diào)整高程點的大小，可以在繪制高程點之前點擊菜單欄中“文件”→“Cass 參數(shù)設置”窗口設置展繪高程注記位數(shù)、高程點字高、展點號字高等內(nèi)容；也可以在繪制完高程點后，選擇需要調(diào)整的高程點，在“屬性”面板中更改“X比例”“Y比例”來調(diào)整高程點的大小。

5 測量數(shù)據(jù)分析及計算

繪制完成的高程點，有時候需要進行分析計算，如進行土方挖填分析、土方平衡分析、兩期間土方工程量計算等。Cass軟件提供了豐富的土方分析計算工具，具體位置在軟件菜單欄“工程應用”菜單下。

Cass 軟件土方計算提供了多種常用方法：①DTM 法（三角網(wǎng)）土方計算；②斷面法土方計算；③方格網(wǎng)法土方計算；④等高線法土方計算；⑤區(qū)域土方平衡。其中，DTM 法中還提供了強大的兩期間土方計算功能。鑒于篇幅，具體使用暫不詳細闡述，以下只簡單介紹各算法適用條件。

DTM 法（三角網(wǎng)）土方計算適合地形復雜且不規(guī)則地面，并能快速精確計算其間土方變化，可用于庫容計算、土石方工程量測算、計量收方等應用場景。其測量點越密集，建立的三角網(wǎng)越貼近實際地形地貌，計算的結(jié)果就越精準。

斷面法土方計算適合道路工程、河道工程、疏浚工程等條帶狀工程土方量計算，可根據(jù)測量點快速繪制縱斷面圖、橫斷面圖，且能便捷靈活地調(diào)整繪圖參數(shù)，并根據(jù)斷面圖自動計算匯總土方挖填數(shù)量。

方格網(wǎng)法土方計算適用于開挖前后地形較為平坦或者平緩的區(qū)域土方計算，適用大范圍土方挖填場景。

等高線法土方計算適用于有閉合等高線的圖形土方計算，一般使用較少。

區(qū)域土方平衡用于計算指定區(qū)域內(nèi)土方的挖填平衡，合理布置挖填作業(yè)面、土方運距，避免土方失衡造成的成本增加。

在測量數(shù)據(jù)計算分析的過程中，有可能剔除異常值，這就造成當前圖面呈現(xiàn)的測量點數(shù)據(jù)與第一次繪圖時使用的測量數(shù)據(jù)有出入，需要將當前圖面的測量數(shù)據(jù)提取出來覆蓋掉第一次繪圖時使用的數(shù)據(jù)，下面將介紹如何提取圖面的高程點或圖元信息（如直線、圓、矩形、塊等）。

6 電子版圖紙的圖元數(shù)據(jù)提?。磾?shù)據(jù)的逆向處理）

假設從他處得到一個測量成果的電子版圖紙，想要提取AutoCAD 文件中高程點數(shù)據(jù)進行處理或計算，一般有2種方法。

方法1：通過AutoCAD 中的屬性提取工具（高版本AutoCAD叫數(shù)據(jù)提取功能）提取數(shù)據(jù)。

該方法特點是可以提取所有塊高程點，也可以提取自定義區(qū)域的塊高程點。步驟如下：點擊Auto-CAD 菜單欄下“工具”“屬性提取命令”，根據(jù)屬性提取命令向?qū)崾具x擇需要提取的圖形數(shù)據(jù)。屬性提取功能可提取所選圖形多個特性，如HEIGHT（高程）、打印樣式、名稱、圖層、位置X 坐標、位置Y 坐標、位置Z坐標等多種特性，提取圖面高程點只需勾選HEIGHT（高程）、位置XYZ 屬性。下一步預覽提取的數(shù)據(jù)，選擇將數(shù)據(jù)保存到計算機（導出文件支持csv.、txt.及mdb.格式文件）即可完成數(shù)據(jù)提取。提取的數(shù)據(jù)文件經(jīng)過前述方法轉(zhuǎn)換成dat.文件后，可重新展繪高程點，用來核對提取的數(shù)據(jù)是否正確。

方法2：通過Cass 軟件中的“高程點生成數(shù)據(jù)文件”命令提取數(shù)據(jù)。

該方法特點是可以將某一圖層高程點全部提取，不能自定義提取范圍，想要提取部分區(qū)域內(nèi)高程點，只能將AutoCAD 文件分割為多個文件，但是數(shù)據(jù)提取的步驟簡單。步驟如下：點擊Cass 軟件菜單欄“工程應用”“高程點生成數(shù)據(jù)文件”“無編碼高程點”，選擇提取數(shù)據(jù)文件保存位置，根據(jù)狀態(tài)欄提示輸入高程點所在圖層及高程點注記所在圖層。狀態(tài)欄提示“共讀入xx個高程點”，表示提取數(shù)據(jù)成功。

7 結(jié)語

通過使用虛擬機軟件的方式解決了32 位南方Cass 軟件在Windows 64 位系統(tǒng)操作環(huán)境下安裝及使用的兼容問題，并分別闡述了水利工程測量內(nèi)業(yè)從測量數(shù)據(jù)處理到繪圖、從電子圖紙到提取圖元數(shù)據(jù)的步驟，基本涵蓋了水利工程測量內(nèi)業(yè)中數(shù)據(jù)處理及繪圖的流程。同時，介紹了南方Cass 軟件土方計算模塊中多種土方計算的方法和適用場景，在實際工作中具有參考意義。