水利工程測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)工作軟件數(shù)據(jù)研究
時(shí)間:2022-05-27 09:30:28
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摘要:水利工程測(cè)量內(nèi)業(yè)工作涉及多方面的技能和知識(shí),數(shù)據(jù)整理工作繁瑣且需在多個(gè)軟件中切換進(jìn)行,任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題,便會(huì)影響整個(gè)數(shù)據(jù)處理的進(jìn)度。就水利工程測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)工作中軟件安裝及數(shù)據(jù)處理遇到的問(wèn)題、注意事項(xiàng),由數(shù)據(jù)處理到成圖過(guò)程以及由圖紙到數(shù)據(jù)提取過(guò)程等內(nèi)容分別進(jìn)行了闡述。
關(guān)鍵詞:測(cè)量?jī)?nèi)業(yè);南方Cass安裝使用;測(cè)量數(shù)據(jù)處理
1內(nèi)業(yè)工作使用軟件的介紹
水利工程測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)工作通常使用市場(chǎng)占有率較高的南方Cass軟件,對(duì)外業(yè)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理及繪圖。Cass軟件是基于AutoCAD平臺(tái)開(kāi)發(fā)的一套集地形、地籍、空間數(shù)據(jù)建庫(kù)、工程應(yīng)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(kù)數(shù)據(jù)整理領(lǐng)域的豐富經(jīng)驗(yàn),真正實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)成圖建庫(kù)一體化,同時(shí)滿足地形地籍專業(yè)制圖和GIS建庫(kù)的需要,減少了重復(fù)勞動(dòng),數(shù)據(jù)生產(chǎn)、圖形處理、數(shù)據(jù)建庫(kù)一步到位。其功能非常豐富,具有圖形復(fù)制、屬性拷貝、微導(dǎo)線、各種交會(huì)、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(jiàn)的全站儀進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。在水利工程施工領(lǐng)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(jì)算方法,對(duì)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(jì)算模型進(jìn)行土石方體積的計(jì)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(xiàng)
南方Cass軟件由于基于AutoCAD開(kāi)發(fā),其使用必須依存AutoCAD軟件。目前使用較多的版本是Cass7.x及Cass9.x版本。經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)試,Cass7.x支持在AutoCAD2004、2005、2006版本環(huán)境中使用,Cass9.x版本未進(jìn)行測(cè)試,這里不作說(shuō)明。Cass7.x及Cass9.x版本軟件可以正常安裝在Windows32位操作系統(tǒng)使用,但在Windows64位操作系統(tǒng)下安裝卻會(huì)因?yàn)榧嫒菪詥?wèn)題無(wú)法使用。如果將電腦操作系統(tǒng)由Windows64位更換為Windows32位,又會(huì)降低電腦的部分性能(同樣硬件下Win⁃dows32位系統(tǒng)的運(yùn)算速度和多任務(wù)處理能力低于Windows64位系統(tǒng))。若想在不更換當(dāng)前使用的64位操作系統(tǒng)前提下安裝使用Cass7.x版本軟件,筆者經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)試,推薦通過(guò)虛擬機(jī)的方式解決操作系統(tǒng)和軟件的兼容性問(wèn)題。其安裝步驟如下:①安裝虛擬機(jī)軟件VM⁃wareWorkstation;②安裝32位操作系統(tǒng)WindowsXP、Windows7或Windows10;③安裝32位Auto⁃CAD,如AutoCAD2004、2005、2006;④安裝南方Cass7.x軟件。筆者使用的軟件版本如下:虛擬機(jī)軟件為VM⁃wareWorkstationPro12.5.9;操作系統(tǒng)為Windows7旗艦版32位;繪圖軟件為AutoCAD2004中的南方Cass7.1。
3測(cè)量數(shù)據(jù)處理
水利工程測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)工作流程一般為:測(cè)量數(shù)據(jù)的導(dǎo)出→數(shù)據(jù)處理→繪圖→數(shù)據(jù)分析或工程量計(jì)算→數(shù)據(jù)再處理→繪圖→整理并編寫報(bào)告。工程中常用測(cè)量?jī)x器為全站儀或RTK設(shè)備(GPS),導(dǎo)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(kāi);dat.和txt.格式文件一般為通過(guò)測(cè)量手簿導(dǎo)出的測(cè)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(diǎn)名、點(diǎn)屬性、x坐標(biāo)、y坐標(biāo)、z坐標(biāo))。導(dǎo)出的測(cè)量數(shù)據(jù)文件包含信息如下:1,,145415.953,253044.966,-0.7492,,145415.956,253047.653,-0.3993,,145415.971,253052.708,-0.649......Pn,Pc,y,x,z測(cè)量數(shù)據(jù)如經(jīng)過(guò)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(cè)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(kāi)dat.文件,將測(cè)量數(shù)據(jù)粘貼到Excel文件里,利用Ex⁃cel軟件“分列”功能將數(shù)據(jù)分列,再對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,詳見(jiàn)表1。Excel處理數(shù)據(jù)完成后,將當(dāng)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(cè)量數(shù)據(jù)繪圖
處理完畢的dat.文件,通過(guò)Cass軟件菜單欄“繪圖處理”中“展高程點(diǎn)”及“展野外測(cè)點(diǎn)點(diǎn)號(hào)”命令,進(jìn)行測(cè)量點(diǎn)高程及點(diǎn)號(hào)繪制。如需要更改測(cè)量點(diǎn)高程顏色,展繪高程點(diǎn)前,將正在顯示的圖層顏色改為需要的顏色即可。在實(shí)際繪圖時(shí),為增強(qiáng)測(cè)量點(diǎn)可視化,可以根據(jù)顏色區(qū)分不同測(cè)量數(shù)據(jù)。如測(cè)量的數(shù)據(jù)高程從1~3m不等,可以在Excel處理數(shù)據(jù)時(shí)利用篩選功能按高程點(diǎn)大于1m小于2m、大于2m小于3m、大于3m小于4m分別存儲(chǔ)處理為多個(gè)dat.文件,再按照展繪一個(gè)dat.文件更換一個(gè)圖層顏色的方式把數(shù)據(jù)繪制成圖。繪制測(cè)量點(diǎn)時(shí),有時(shí)候需要調(diào)整高程點(diǎn)的大小,可以在繪制高程點(diǎn)之前點(diǎn)擊菜單欄中“文件”→“Cass參數(shù)設(shè)置”窗口設(shè)置展繪高程注記位數(shù)、高程點(diǎn)字高、展點(diǎn)號(hào)字高等內(nèi)容;也可以在繪制完高程點(diǎn)后,選擇需要調(diào)整的高程點(diǎn),在“屬性”面板中更改“X比例”“Y比例”來(lái)調(diào)整高程點(diǎn)的大小。
5測(cè)量數(shù)據(jù)分析及計(jì)算
繪制完成的高程點(diǎn),有時(shí)候需要進(jìn)行分析計(jì)算,如進(jìn)行土方挖填分析、土方平衡分析、兩期間土方工程量計(jì)算等。Cass軟件提供了豐富的土方分析計(jì)算工具,具體位置在軟件菜單欄“工程應(yīng)用”菜單下。Cass軟件土方計(jì)算提供了多種常用方法:①DTM法(三角網(wǎng))土方計(jì)算;②斷面法土方計(jì)算;③方格網(wǎng)法土方計(jì)算;④等高線法土方計(jì)算;⑤區(qū)域土方平衡。其中,DTM法中還提供了強(qiáng)大的兩期間土方計(jì)算功能。鑒于篇幅,具體使用暫不詳細(xì)闡述,以下只簡(jiǎn)單介紹各算法適用條件。DTM法(三角網(wǎng))土方計(jì)算適合地形復(fù)雜且不規(guī)則地面,并能快速精確計(jì)算其間土方變化,可用于庫(kù)容計(jì)算、土石方工程量測(cè)算、計(jì)量收方等應(yīng)用場(chǎng)景。其測(cè)量點(diǎn)越密集,建立的三角網(wǎng)越貼近實(shí)際地形地貌,計(jì)算的結(jié)果就越精準(zhǔn)。斷面法土方計(jì)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(jì)算,可根據(jù)測(cè)量點(diǎn)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(dòng)計(jì)算匯總土方挖填數(shù)量。方格網(wǎng)法土方計(jì)算適用于開(kāi)挖前后地形較為平坦或者平緩的區(qū)域土方計(jì)算,適用大范圍土方挖填場(chǎng)景。等高線法土方計(jì)算適用于有閉合等高線的圖形土方計(jì)算,一般使用較少。區(qū)域土方平衡用于計(jì)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(yùn)距,避免土方失衡造成的成本增加。在測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算分析的過(guò)程中,有可能剔除異常值,這就造成當(dāng)前圖面呈現(xiàn)的測(cè)量點(diǎn)數(shù)據(jù)與第一次繪圖時(shí)使用的測(cè)量數(shù)據(jù)有出入,需要將當(dāng)前圖面的測(cè)量數(shù)據(jù)提取出來(lái)覆蓋掉第一次繪圖時(shí)使用的數(shù)據(jù),下面將介紹如何提取圖面的高程點(diǎn)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(shè)從他處得到一個(gè)測(cè)量成果的電子版圖紙,想要提取AutoCAD文件中高程點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理或計(jì)算,一般有2種方法。方法1:通過(guò)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(diǎn)是可以提取所有塊高程點(diǎn),也可以提取自定義區(qū)域的塊高程點(diǎn)。步驟如下:點(diǎn)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(gè)特性,如HEIGHT(高程)、打印樣式、名稱、圖層、位置X坐標(biāo)、位置Y坐標(biāo)、位置Z坐標(biāo)等多種特性,提取圖面高程點(diǎn)只需勾選HEIGHT(高程)、位置XYZ屬性。下一步預(yù)覽提取的數(shù)據(jù),選擇將數(shù)據(jù)保存到計(jì)算機(jī)(導(dǎo)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(guò)前述方法轉(zhuǎn)換成dat.文件后,可重新展繪高程點(diǎn),用來(lái)核對(duì)提取的數(shù)據(jù)是否正確。方法2:通過(guò)Cass軟件中的“高程點(diǎn)生成數(shù)據(jù)文件”命令提取數(shù)據(jù)。該方法特點(diǎn)是可以將某一圖層高程點(diǎn)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(diǎn),只能將AutoCAD文件分割為多個(gè)文件,但是數(shù)據(jù)提取的步驟簡(jiǎn)單。步驟如下:點(diǎn)擊Cass軟件菜單欄“工程應(yīng)用”“高程點(diǎn)生成數(shù)據(jù)文件”“無(wú)編碼高程點(diǎn)”,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(diǎn)所在圖層及高程點(diǎn)注記所在圖層。狀態(tài)欄提示“共讀入xx個(gè)高程點(diǎn)”,表示提取數(shù)據(jù)成功。
7結(jié)語(yǔ)
通過(guò)使用虛擬機(jī)軟件的方式解決了32位南方Cass軟件在Windows64位系統(tǒng)操作環(huán)境下安裝及使用的兼容問(wèn)題,并分別闡述了水利工程測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)從測(cè)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(cè)量?jī)?nèi)業(yè)中數(shù)據(jù)處理及繪圖的流程。同時(shí),介紹了南方Cass軟件土方計(jì)算模塊中多種土方計(jì)算的方法和適用場(chǎng)景,在實(shí)際工作中具有參考意義。
作者:韓磊磊 劉芳穎 單位:華北水利水電工程集團(tuán)有限公司