張金利

摘 要：SJCL線性工程斷面數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)集多功能于一體，可完成多類型縱橫斷面數(shù)據(jù)檢查、計算與繪圖。設計特點：將字符定義為相應的地類編碼應用在斷面數(shù)據(jù)中，自動轉化為相應的符號或漢字；可自動繪制平面略圖、標注地物、地貌屬性，降低作業(yè)人員勞動強度，增加了數(shù)據(jù)成果的信息值、可讀性；橫斷面數(shù)據(jù)糾錯功能做到適時錄入，適時檢查，圖文并舉，有錯即改，直觀性強；縱斷面數(shù)據(jù)在橫斷面數(shù)據(jù)中自動讀取，減少摘錄環(huán)節(jié)，做到省時省力。

關鍵詞：地類編碼；標準數(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

線性工程斷面數(shù)據(jù)是勘察設計單位進行工程設計的基礎性資料。隨著精密測繪儀器全站儀在測繪領域的普及，特別是衛(wèi)星定位技術GPS RTK在斷面測量中的應用，采集手段與形式也多樣化，對斷面數(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)代技術的測量數(shù)據(jù)采集、處理特點及規(guī)劃設計人員使用數(shù)據(jù)格式的要求，應用Visual Basic6.0語言，編寫了線性工程斷面數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，可適時、高效地完成斷面多類型數(shù)據(jù)的檢查、計算、繪圖等工作。使多樣化的外業(yè)測量數(shù)據(jù)的采集、處理及應用成為一體化，向設計人員實時提供基礎資料。軟件將AutoCAD的繪圖指令及其相應的縱橫斷數(shù)據(jù)形成*.dxf格式圖形轉換文件，然后在AutoCAD環(huán)境下調用編輯成圖。設計人員利用該軟件形成的數(shù)據(jù)、圖形文件，根據(jù)相應設計要素（如設計水位、設計堤頂、填高等），即可進行斷面設計、土方與水文多方面計算等工作，從而使設計人員擺脫了對測量數(shù)據(jù)的重復性操作，節(jié)省了時間，又避免了二次數(shù)據(jù)整理帶來的數(shù)據(jù)輸入錯誤，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軟件包拷貝到計算機，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。用戶第一次使用時，將彈出授權窗口，提供用戶計算機機器碼即可。

2.系統(tǒng)主界面及菜單

雙擊sjcl20.exe文件，系統(tǒng)即進入主界面。本軟件界面設有七個主菜單項：數(shù)據(jù)自檢、數(shù)據(jù)計算、繪制圖形、相關工程、工程設置、視圖、幫助。單擊各標題欄即可顯示相應的下拉菜單，根據(jù)需要選取其功能。選項后面有黑三角者，表明此項還有下一級菜單。選中后，可調出下一級菜單。同時設有十一個工具框與一個地界代碼列表欄。

數(shù)據(jù)自檢有4項子菜單：距離高差模式自檢、距離高程模式自檢、標準數(shù)據(jù)自檢、退出。

數(shù)據(jù)計算有10項子菜單：距離高差橫斷數(shù)據(jù)計算、距離高程橫斷數(shù)據(jù)計算、原始數(shù)據(jù)左右轉換、橫斷面成果左右轉換、橫斷高程增減、兩橫斷面合并、RTK一步成、RTK坐標轉換間距（第一步）、RTK間距轉換標準格式（第二步）、線路樁號反排。

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

相關工程有5項子菜單：換帶計算、坐標格式轉換、坐標系旋轉、高斯投影正算、高斯投影反算。

工程設置有4項子菜單：圖簽樣式定義、縱斷繪圖選項定義、單一縱斷繪圖選項定義、大橫斷繪圖選項定義。

3.作業(yè)主流程圖

線性工程（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)測量時采集數(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；按樁號分標準樁號和非標準樁號。

4.1 距離、高差橫斷面原始數(shù)據(jù)格式：

其中a$樁號；Hi樁高程；i儀器高；S（i）間點距離；H（i）間點高差。

4.2 距離、高程橫斷面原始數(shù)據(jù)格式：

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

要素之間以逗號相隔，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。如間距是相對零點（中樁）分左右累加的距離，各斷面在間點輸入時，不必人為排序，只需分清左右點，計算機自行排序。如間點距離是相對零點的非累加距形式，則需從左側第一個輸入，零點在左右中間，左側仍為負值，右為正值。

4.3 單一縱斷數(shù)據(jù)

指無橫斷面數(shù)據(jù)點，只有樁號和與其對應的中樁等指定高程，形式如下：

（4-3）數(shù)據(jù)文件可直接繪制單一縱斷圖，無需數(shù)據(jù)進行計算工作。

4.4 GPS RTK采集的橫斷面數(shù)據(jù)處理

對利用衛(wèi)星定位RTK采集的斷面各點坐標數(shù)據(jù)作為原始數(shù)據(jù)處理，在外業(yè)采點時，每斷面要有各斷面的點號排名，以便在內業(yè)工作中利于區(qū)分各個橫斷面數(shù)據(jù)坐標文件文件，操作員一目了然。測繪市場上各品牌RTK采集坐標數(shù)據(jù)格式大同小異，如中海達RTK坐標格式：

數(shù)據(jù)以逗號相間隔，第一列為測點序號，序號可為數(shù)字，也可用字母、漢字等形式表示。第二列為北坐標。第三列為東坐標。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手簿中的坐標數(shù)據(jù)下載到計算機后即可分解、改算處理。

5.數(shù)據(jù)自檢

為確保斷面數(shù)據(jù)計算的正確性及數(shù)據(jù)批處理的順利，在輸入過程中，數(shù)據(jù)計算前均要對橫斷面原始數(shù)據(jù)進行檢查，系統(tǒng)自動糾錯。在軟件的設計時以斷面為單位，屏幕顯示斷面圖形與數(shù)據(jù)，圖形縱、橫比例可以調整，圖文并舉（如圖2顯示）。為了提高計算機智能判讀處理數(shù)據(jù)能力，自動檢索出數(shù)據(jù)錯誤，設定自檢信息參數(shù)七項：間距值（含負值）；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，根據(jù)數(shù)據(jù)結構及形成方式的特點，軟件系統(tǒng)還可自動檢查：樁號順序；零點存在；終止符位置；地界符是否定義；樁號書寫格式；間點重復輸入等。

6.橫斷面數(shù)據(jù)計算

線性工程斷面數(shù)據(jù)處理的工作量主要集中在橫斷面數(shù)據(jù)計算、繪圖方面。針對橫斷面數(shù)據(jù)采集手段與相應的計算公式模式，對每種模式計算結果都自動形成兩種數(shù)據(jù)格式文件*.ccl與*.cgh。

計算后的橫斷面數(shù)據(jù)，依《水利水電工程規(guī)范》及規(guī)劃設計要求，按一定格式以斷面為單位形成數(shù)據(jù)，標準數(shù)據(jù)格式定義為：

T代表某斷面的點總數(shù)，R代表相應中心點號，s（i）為改化后的距離，h（i）為計算后的高程。根據(jù)實際工作及規(guī)劃設計需要可靈活掌握（6-1）式的文本文件存盤形式。本軟件以*.Ccl與*.Cgh后綴形式體現(xiàn)自動計算后數(shù)據(jù)成果。

7.繪制圖形

軟件設計時放棄了早期利用繪圖機的繪圖指令直接對硬件操作的方法，而是應用Visual Basic6.0語言，按AutoCAD要求的命令格式，將AutoCAD的繪圖指令及其相應的縱橫斷數(shù)據(jù)形成圖形轉換文件（*.dxf），即圖形預處理文件。在AutoCAD環(huán)境下，打開*.dxf文件，可進行靈活的編輯修改、加注說明等，使圖形的可視性更強。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)用戶需要設定縱橫比例尺。

·根據(jù)斷面點數(shù)與實際高差設置每頁個數(shù)。

·標準樁號指樁號名稱以數(shù)字表示：0+000、1+369、8+739.78等

·非標準樁號指樁號以文字、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度不等，需設定偏移量，以保證中樁在圖紙恰當位置。

·標準參數(shù)指*.ccl數(shù)據(jù)文件，含三個附加參數(shù)。

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

·繪制兩個橫斷面比較圖指對同一線路各橫斷面實測兩次的成果在同一個坐標系疊加繪圖，從而達到比較、檢測的目的。

8.地類編碼在數(shù)據(jù)文件中的應用

本系統(tǒng)將字符定義為相應的地類編碼應用到縱橫斷面數(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 地類編碼的使用

依據(jù)《水利水電工程測量規(guī)范》及規(guī)劃設計人員要求，在縱橫斷面測繪時，須對線路的建筑物、地界地貌特征等加以標注、描繪。軟件對常用地界符號以對應的字符表示，根據(jù)實測情況，地界符號輸入在相應的樁號、間點距離數(shù)據(jù)后即可，直接體現(xiàn)在原始數(shù)據(jù)文件中。中樁后的地類編碼為繪制縱斷圖服務，間點距離數(shù)據(jù)后的地類編碼為繪制橫斷圖服務。

通過本系統(tǒng)軟件，地界符號在AUTOCAD中又以漢字形式體現(xiàn)在縱橫斷斷面相應位置，圖形文件的可視性增強，結束了傳統(tǒng)的人為后期翻閱手簿或回憶當時情況，再標注到成果圖的過程。地界符號在成果數(shù)據(jù)文件中的實現(xiàn)，增加了數(shù)據(jù)文件的實際意義。繪制縱斷面圖形，計算機根據(jù)每個斷面橫斷點的符號，自動賦值水面高程點、溝底高程點、地面高程點、堤頂高程點等，無需人為從橫斷面上摘點再形成縱斷數(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，系統(tǒng)自動打印耕地邊界與符號、地類界符號、灌木林符號、水庫大壩斜坡線等，降低了內業(yè)人員的勞動強度，提高了自動化繪圖程度，便于修改、編輯。

8.2 dx符號在橫斷面數(shù)據(jù)中的應用

dx定義為線性工程中樁位置，在橫斷面原始數(shù)據(jù)中，dx符號輸入到間點距離后，如7.8dx，-25dx等。在計算時，系統(tǒng)自動將標注了dx的點位改為中樁零點位置，其余點位也隨之自動變化，無需人為干預即形成標準橫斷面格式。在GPS RTK坐標數(shù)據(jù)改算中，dx符號在野外現(xiàn)場直接當代碼使用即可。

該方法增加外業(yè)采點的靈活性，中樁處無架站條件的，假定某處為零點架站測量即可。RTK采點也不必從中樁向兩側采集地形點，達到提高現(xiàn)場工作效率，降低外業(yè)的勞動強度。

8.3 J符號在橫斷面數(shù)據(jù)中的應用

J符號定義為加測的橫斷面，對要標注的橫斷面，j符號輸入到標準樁號后，如5+100j，6+300j。這樣的橫斷面原始數(shù)據(jù)只參與斷面各點高程計算，在繪制橫斷圖時，系統(tǒng)自動跳過加測的橫斷面。在繪制縱斷圖時系統(tǒng)自動提取加測的橫斷面中樁高程、地面高程、溝底高程等用戶自定義的選項。該功能在一些線性工程可研階段經(jīng)常用到。

9.結束語

SJCL線性工程斷面數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)已應用到防洪工程、水源工程、灌排工程、土地復墾、農業(yè)綜合開發(fā)與公路等領域。實踐證明，該系統(tǒng)在處理斷面數(shù)據(jù)等方面對提高單位的工作效率和成果的準確性有著積極的作用，在生產中已取得良好的經(jīng)濟與社會效益。該成果已通過“黑龍江省科技信息中心”科技查新、“黑龍江省電子信息產品監(jiān)督檢查院”評測。

參考文獻

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[3] 中國科學院希望高級電腦技術公司.AutoCAD 參考大全