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基于MicroStation的测绘成图与断面处理软件

MicroStation V8环境下“工程测量断面处理软件”是基于MicroStaton V8 VBA环境开发的,主要功能可以将一系列横断面一次生成,多期断面自动按桩号匹配,横断面数据也可由CASS中生成,该软件可以灵活地用多种格式原始文件进行地形展点,生成三角网、等高线,布置横断面,生成横断面数据文件,并一次性生成所有横断面。该软件使用的横断面数据为CASS格式的.hdm文件。该软件可以大大减少重复工作量,提高内业断面处理效率。
该软件具有以下功能与特点:

1、多格式展点

展点程序充分考虑了可能存在的六种地形碎部点原始数据文件格式,目前最常见的是CASS的数据格式:pn,,Y,X,H/pn,,E,N,H,为了方便导入,也考虑了这种格式:pn,,X,Y,H/pn,,N,E,H,以及其它四种格式,在这六种格式情况下,可以做到现有的用于CASS软件的原始数据或以后直接从仪器下载的数据无需转换就可以找到一种合适的格式直接导入,支持多分隔符,后四种格式文件中可以使用逗号、空格及制表符作为字段间的分隔符:

地形碎部展点

2、多地形管理方式
在使用国外软件的过程中,经常见到使用面的概念来进行地形曲面的管理,就研究对象来看,测绘人员研究的是地形表面,是一个曲面,而内部结构属于地质专业范畴。在本软件中借鉴了这个概念,在展点的时候要为每一个地形曲面命名,采用这种方法,可以将多个地形图保存在一个设计文件中。

3、灵活的生成三角网生成方式
生成的三角网是一个三维曲面,可以对已导入的全部地形点生成三角网,也可选择部分地形点,生成三角网时需要指定地形曲面名称

生成三角网DTM


 

三角网

选择部分地形点生成的三角网:
 

三角网部分

原始文件一经导入并展点就不再使用,以后生成DTM、等高线、剖断面等都只对设计文件中的地形点进行,避免了多次调用原始文件过程中出现差错,也便于数据的日常管理。展点后对于错误或不需要参与生成DTM的点直接删除即可。

4、灵活的三角网编辑
 

三角网编辑

5、逼真的等高线表现

等高线

等高线效果

6、独特快捷的剖横断面功能

工程测量中成地形的主要目的是剖断面计算方量,在本软件中由于使用了断面布置文件,使得剖断面变得更加轻松快捷,断面布置文件一经定义就可保存下来,供以后调入多次使用,断面布置文件可以按指定格式手动在文本编辑器内直接输入,也可参照图八所示在指定处输入并点添加按钮“+”输入。

剖横断面

在断面布置文件中使用了以下语句:
语句“START 53368.0398,3722.3796,-156.6”标示断面中线的起点坐标及其桩号;
语句“END 53871.2727,3512.6706”标示断面中线的终点坐标及其桩号,桩号可省略;
语句“PER 2”表示从起点开始每2米布置一个断面,如起点桩号带有小数,则后续布置的桩号也有小数,不同于“ISTAGE”语句;
语句“ISTAGE 5”表示布置整桩号横断面,桩号是5的倍数,此值只能是整数,因此此语句布置的断面桩号也总是整数桩号;
语句“STAGE -132,-110,-90,-69.79,-57,-37.5,-22,-7,6,14,24,44.08,63”定义了多个指定桩号的断面,每个桩号一个断面,用逗号分隔,个数不限,顺序不限,该语句指定的断面桩号不受“START”、“END”指定的起点与终点限制,可以用此语句定义起点或终点以外的断面桩号,用“START”、“END”定义的起点、终点只是确定了断面走向,并不用于约束“STAGE”定义的横断面必须在两端点之内,但“PER”、“ISTAGE”定义的横断面只限定在两端点内布置。
无需指定断面左右范围,根据三角网与断面位置自动布置,超出三角网范围以外的断面将不生成。
由以上语语句生成的断面如下图所示
 

横断面布置

横断面数据为与CASS兼容的.hdm格式,保存时的文件也是.hdm类型,软件中的断面处理程序也是处理此种类型的横断面数据文件,因此本软件除了可以处理软件本身生成的横断面数据外也可以处理由CASS生成的横断面数据。

横断面数据

由于以上断面布置语句是可以重复定义的,因此断面布置文件中可以布置多条断面中线及横断面。

在三角网边缘出现的某桩号断面被三角网缺口分隔成的多条断面线能很好地被处理,此时将以同桩号生成多条断面线,序号不同,在后续的断面处理程序中能把该桩号的多条断面线分别绘出,而且是根据三角网的形状出现独立的断面线。
 

多断面线情况

上图在-18桩号上出现三条断面线,在断面数据中相应地为:

BEGIN:-18,2
-39.931,663.475
-38.865,663.574
-38.371,663.542
-36.993,663.554
BEGIN:-18,3
-30.567,662.519
-31.124,662.624
-31.454,663.001
-32.608,663.636
-33.605,663.506
-34.103,663.584
-35.48,663.521
BEGIN:-18,4
-8.1,660.965
-9.49,660.875
-9.955,660.899
-10.46,660.708
因断面处理程序有自动按桩号匹配功能,因此能将上述三段绘在同一个断面之上,如下图:

多断面线情况

7、横断面处理

横断面处理程序支持“.hdm”文件格式,该格式的横断面数据文件由软件中的剖横断面工具生成,CASS中生成的横断面数据格式与此相同。在打开一个横断面数据文件后,依次列出文件中所有的横断面,选择一个横断面桩号,在断面数据框内随即显示此横断面的所有数据。

绘横断面

选中一个横断面后点击“单绘断面线”将把选择的横断面在当前模型内绘出,此时不去检查桩号,点击“全绘断面线”按钮将把此横断面文件中的所有横断面按桩号进行匹配并在匹配后的断面上绘出该断面线,对于未匹配的桩号则新建一个此桩号的横断面并绘出断面线。对于同一断面布置文件生成的横断面数据文件则可进行完美的匹配,在处理大量横断面图时,可减轻绘图工作量,节省时间。全绘断面后,可使用断面显示工具逐一查看并进行后续编辑工作如求面积等。

8、其它工具

为了方便出图,增加了一些整图工具,如绘断面标尺、快速绘设计线工具如快速绘制设计线工具

在设计此工具之前,每遇绘设计线时,特别是在处理斜坡线的时候,知道坡底点的高程以及斜坡的坡比,也知道坡顶点的高程,当时就思考,能不能让MicroStation知道从某一点以多少坡比到达某一点呢?手动绘图的时候这样一条线可能要作一些辅助线,还要输坐标,还要根据坡比算△X、△Y,虽然这不是什么复杂的数学问题,也用不着去特别找个计算器来算,但在绘多条设计线的时候也是烦人的事,想想这也并不难实现,于是就着手作了这样一个工具。为了达到那种表达效果,也给它设计了一套语法,每个语句执行完后都有一个当前点,当前点随着命令的执行向前移动:
“S 0,661.2”指明设计的起点,告诉MicroStation咱们从这里开始画线;
“H -22.5”表示画一条水平线,长度22.5米,负值向左,正值向右;
“V -0.7”语句指示画一段长度为0.7米的垂直线,负值向下正值向上;
比较有点智能的是这一句:
“I 1/0.5,665.0,L”指示从当前点以1:0.5的坡比画线,一直到665.0高程,其中“L”指明坡的方向,因同一坡比到达某一高程时会有左右两条线如图十六所示,用“L”表示左向,省略时向右,此时语句变成“I 1/0.5,665.0”
同时还可以使用“@”指明坐标增量,“P”指明下一点的绝对坐标值,“A”与“I”相似,只不过不是以坡比而是以指定角度画线,角度以“D.MMSS”格式输入,即12°20′30″输入时以“12.2030”输入即可。控制格式的命令有“STYLE”指明线性,如虚线或实线等,“COLOR”指明后续命令所绘出的线的颜色,“LEVEL”指定图层名,“SCALE”指定出图比例,用于控制标注的字体大小,保证按指定比例出图时标注在图纸上的尺寸大小固定为2mm。以上语句均可重复定义,因此就可以在同一设计线定义文件里定义多条设计线,也可将一条设计线分多条定义,特别是在两个端点的坐标都无法确定而难于用“S”指定起点的时候,可以从断面的中点分两部分向左向右的两条线,上述除格式控制语句外,其它命令均可使用算术表达式,如:
S -24.5,685.0
H 2
V 661.5-685
H 45+10
V 685-661.5
H 1.5*2
I 1/0.35,675.0+10/2
H 8.75
算术表达式中均只支持“+、-、*、/”四则运算,可以使用多重括号改变计算顺序,以便在输入参数时对于一些需要计算的参数无需计算直接输入,以节省时间,通常在计算设计线的转折点坐标时多数也只用得到四则算术运算,与此相同,断面布置语句中的“STAGE”参数部分也支持四则算术运算或多重嵌套括号。软件在处理到表达式参数后将先计算其值再传递给相应的命令
 

设计线绘图工具

生成的设计线会适当标注转折点的坐标以及坡比值:

设计线标注

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