基于AutoCAD的断面测量新模式和软件研究

郑勇波

(上海市城市建设设计研究院，上海 200125)

1 引言

大多数工程测量单位过去采用的纵、横断面作业方法是按照传统模式进行的，即是根据地形图，在实地确定断面精确位置以及各断面点到中桩点的距离，并且利用水准仪测量断面点的高程。由于这种作业方法是用直尺直接在草图上量距离，误差较大，并且断面数据全部在野外生成，校审功能不能很好执行。另外，工程线路会经常改动，运用传统方法，返工的事情不可避免，并且劳动强度过大。因此，提出一种新的作业模式并开发对应的内业软件是有必要的。

2 新的作业模式提出

为了摒除上述传统纵、横断面测量作业方法的缺点，我们提出了一种新的作业模式:首先对道路工程线状地形图进行精确测绘，尤其是断面线所在位置的特征点。接着，使用全站仪或者水准仪，在断面线所在位置及其周围所有特征点上实地采集高程数据，然后把这些高程数据按实际位置绘制到电子地形图上，用单行文本显示，再在电子地形图上，利用新开发的数据处理软件，完成所有断面的数据采集(数据采集过程，下文有述)，并生成各类格式的断面数据。运用这种新方法，即便工程线路发生变化，我们也可以利用原来采集的一部分高程数据，这既减少了工作量，而且电子地形图上的数据也可以供设计人员参考。

3 开发思路和关键技术

由于AutoCAD是测量工作必备平台，本文的断面测量软件便是基于AutoCAD平台，利用VBA语言及对应编程工具编写的，然后用InstallShield制作 EPToSecMap.msi安装包以发布软件。软件开发的概略流程图如图1所示。

图1 程序设计概略流程图

(1)VBA二次开发技术。在开发过程中，软件采用的AutoCAD VBA对象及方法有:①GetEntity，以交互方式获取对象;②GetKeyord，从用户处获取关键词字符串;③GetPoint，获取 AutoCAD中选定的点;④AcadLine，直线;⑤AcadText，单行文本对象;⑥AcadCircle，完整的圆。

(2)断面数据采集。软件中，在CAD中进行断面数据采集的基本过程如下:如图2所示，①拾取中桩点，即断面线的中心位置，根据地形图已有数据，采集桩号“AK0+080”和高程值“2.39”;②以中桩点所在位置为起点，沿断面线向左取一特征点，获取其相对中桩点的距离以及高程值“2.29”，其他特征点以此类推;③当采集完左侧最末端点时，人工选择转向采集右侧断面;④以中桩点所在位置为起点，沿断面线向右取一特征点，获取其相对中桩点的距离以及高程值“2.28”，其他特征点以此类推;⑤当采集到右侧最末端点时，此点没有直接高程数据，可根据实地地形，图上为水泥地面，间接推断出该点高程值约为“3.09”。总结起来，所有桩号和高程数据，要么来自地形图上直接数据，要么从地形图上数据推断而出，距离通过两点坐标反算求得。整个采集过程都有详尽的操作提示和出错提示，如采集的数据不符合桩号或者高程格式时，会提示重新采集以及选择的点位出现错误时，可返回重新选择等。

图2 断面数据采集流程图

(3)数据管理设计。本文软件中的数据文件分为两大类:配置信息文件和断面数据文件。配置信息文件:主要用来存储采集方式设置、路径保存设置、格式转换设置等相关信息。断面数据文件，包括:①临时数据文件，主要存储直接从电子地形图上采集来的最原始断面数据，如断面桩号、断面点位置、距离及高程等;②正式断面数据文件，储存转换成通用的一些断面格式后的数据，这些数据都可以直接被设计人员所利用。

为了提高数据管理效率，合理分配系统内存，考虑到断面测量数据均为二进制格式，并且具备很强的规律性，本文所述的断面测量软件采用文本文件的方式对各类断面数据进行管理［1］，以下为临时数据文件和某种格式的断面数据文件中的部分数据。

临时数据(DataColl.temp)

纵断面数据(zdm.txt)

横断面数据(hdm.txt)

(3)多种断面数据格式转换设计。利用临时数据文件作为中间过渡格式，各类格式的断面数据文件都能转化为临时数据文件，而临时数据文件也可以转化为各类格式的断面数据文件，这样便实现了各种断面数据格式的相互转化。

4 软件实现

软件包括生成断面线、数据采集、数据显示、数据转换及各类参数设置等模块。系统运行主界面如图3所示。

图3 程序运行主界面

生成断面线。在道路中心线的基础上，根据工程需要的断面间距和宽度，在对应整桩号的位置自动绘制断面线，所有断面线都位于一个图层中;

数据采集。采集过程中，断面数据会自动保存到相应临时数据文件中。一个断面采集结束，会自动生成断面形状，用来及时判断采集的数据是否有重大失误。

数据显示。数据采集时，实时显示各类断面信息，包括中桩桩号、高程，特征点所在方位(左侧或右侧)、距离和高程等。

数据转换。采集数据可以转化为国内比较通用的几种纵、横断面数据格式，如同济、城建院、市政院、鸿叶、李方和纬地等。转换方式分自动转换和选择转换，自动转换是在数据采集完，就直接转换成选择的几类格式，选择转换是当使用者需要转换时才转换。同时，可进行各种断面数据格式之间的相互转换，如图4所示。

各类参数设置。提供一些辅助功能，如设置数据文件的保存位置、设定AutoCAD的捕捉方式、设置断面图绘制模式、断面宽度和间距以及选择断面数据转换模式和格式类型等。

图4 断面数据相互转换界面

5 对比分析

为了验证在断面测量新模式下，使用本文的软件在实际工程项目的应用效果，特别挑选了两个道路工程项目作对比分析，一个是2008年完成，另一个是2010年近期完成的一个规模相当的工程，两个工程都进行过线路改线。分别统计两个工程中纵、横断面测量首次、改线一次、改线二次以及全部的工作量，前者采用传统方式，后者采用本软件结合新作业模式，工作量对比如表1所示。

工作量对比表 表1

从对照表可以明显看出在新模式下采用本文软件后，节约了内业工作人员大量的时间，全部工作量节省高达59.3%，有效地减轻工作人员的劳动强度和工作压力，尤其是在改线后，提高率更是高达77.8%和87.5%，有利于我们用有限的时间完成更多的工程项目。

另外，从实际效果来看，采用新模式，避免了传统纵、横断面测量模式外业记录工作的繁琐，能很好保证了原始记录纸的整洁，而且提高了纵、横断面测量的校审效率。

6 结语

近年来上海市的市政建设飞速发展，工程量越来越大，工期要求越来越紧，本软件解决了因纵、横断面内业数据无法及时完成而延误工期的问题，大大提高了计算、校核、审核三道关的工作效率，能更好满足工期要求。就经济效益来说，预计每年可达50万元。

［1］梅文胜，郑勇波，周命端.基于PDA的测量机器人自动化网观测软件研究.测绘信息与工程，2008(5):45～47

［2］张帆等.AutoCAD VBA二次开发教程［M］.北京:清华大学出版社，2006

［3］王新洲，吴继忠，花向红等.PDA支持下的高精度曲线测设系统的设计与实现.测绘工程，2005(3):11～14