基于AutoCAD平臺的線路橫斷面線提取系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

2014-12-18 林春峰 中鐵二院工程集團有限責任公司

  設計并實現(xiàn)了一個線路橫斷面線提取軟件。該軟件以AutoCAD為平臺,利用航測制圖成果和勘測成果快速構建三維地形; 利用嚴密的數(shù)學公式推導、計算給定線位上任意中樁處的橫斷面線;然后研究并設計了一種包含全信息的橫斷面結果存儲數(shù)據(jù)結構,利用該結構可以進行無損的數(shù)據(jù)格式轉換; 最后利用構建好的三維地形提取橫斷面線上任意點的三維坐標,并利用DP 算法進行簡化,獲得變坡點,并進行成果存儲。實驗表明,利用該軟件可以進行橫斷面的快速自動提取,在一定條件下取代人工測量道路橫斷面線,從而減少野外測繪工作量,保證勘測設計工期。

  在線路勘察設計階段,橫斷面圖主要用于路基設計和土石方數(shù)量計算。一般的橫斷面圖由現(xiàn)場實測繪制,但是其勘測工期、成本、質量,受測區(qū)天氣、交通、地形困難程度等自然條件的限制較大,易造成測繪精度不高,工期難以保證,勘測成本加大。王智研究了利用航測技術制作橫斷面圖的方法,使得作業(yè)人員能夠根據(jù)線路的位置在室內(nèi)計算機上任意繪制橫斷面,不僅可保證勘測設計工期,而且能降低勘測成本。由于利用航測技術繪制的橫斷面圖誤差較大,因此需要勘測外業(yè)人員到現(xiàn)場進行地形點的采集,用以修正地形,利用修正之后的地形得到準確的橫斷面成果。本文設計并實現(xiàn)了一個線路橫斷面線提取軟件,以AutoCAD 平臺進行橫斷面的快速提取,從而在一定條件下取代人工測量橫斷面,可減少野外測繪工作量,保證勘測設計工期。

  1、技術流程

  采用航測成果結合實測的外業(yè)高程點進行橫斷面提取,涉及到的技術流程如下: 利用航測制圖成果和勘測成果建立地形模型,根據(jù)中樁位置確定橫斷面線; 利用橫斷面線和地形模型進行變坡點的提取。

  1.1、地形建模

  航測制圖成果中包含等高線、高程點、坎、斜坡等數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)能夠表示實際的地形地貌,但航測制圖成果中地形地貌位置與實際位置存在誤差,需要外業(yè)勘測數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)修測,使得航測制圖成果更符合實際情況。為了將修測之后的制圖成果作為橫斷面提取的數(shù)據(jù)源,需要進行地形建模。

  地形建模即利用修測之后的地形地貌數(shù)據(jù)進行三維數(shù)字地表建模,常用的三維數(shù)字地表模型有不規(guī)則三角網(wǎng)模型( TIN) 和數(shù)字高程模型( DEM) ,為了計算方便,本文采用TIN 模型進行地形建模。

  1.2、橫斷面確定

  線位上某里程處的橫斷面必須與線位嚴格垂直,如圖1 所示。

基于AutoCAD平臺的線路橫斷面線提取系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

圖1 橫斷面示意

  4、結束語

  地形橫斷面提取軟件綜合了計算機、地理信息系統(tǒng)、測繪等技術,基于AutoCAD 平臺,實現(xiàn)了數(shù)據(jù)快速管理、加載、顯示和地形橫斷面快速提取等功能,取代人工測量橫斷面,從而減少野外測繪工作量,保證勘測設計工期,提高生產(chǎn)效率。