利用CASS成图系统绘制河道断面图的方法

利用 CASS成图系统绘制河道断面图的方法

肖均

德阳昊华清平磷矿有限公司，四川 德阳 618200

摘要：数字测绘技术已成为当前测绘行业一种成熟的测量法。基于此，本文详细分析了CASS软件绘制河道断面图的方法。

关键词：CASS软件；河道；断面图

断面图的绘制是工程建设过程中的重要工作内容之一。CASS地形地籍测绘系统是一个基于AutoCAD平台技术的数字测绘数据采集系统，其在现代测绘行业得到了广泛的应用。

一、CASS软件概述

CASS软件是基于AutoCAD数字测绘二次开发的数据采集系统，广泛应用于地形成图、地籍成图、工程测量三大领域，它充分满足了GIS的需求，将数字成图系统与GIS接口有机结合起来，使用骨架线实时编辑、面向用户的简单代码、GIS无缝接口等先进技术。CASS软件广泛应用于工程中，包括土方计算、公路设计、面积量算、断面图绘制等。其能很好地满足测量人员的工作需要。主要优点为：

1、在CASS中，除有一般绘图工作所需线型外，最重要的是有测量工作所需的所有线型及测量绘图所需的大部分图例，这些图例由开发人员严格按计量规程绘制，可直接使用。

2、CASS增加了许多新的测量所需工具，如计算土方量和直接提取数字地形图上测量点的坐标等。

3、CASS软件增加了点位显示功能。通过简单的格式转换，将全站仪和GPS采集的坐标、点号和注记转换成CASS识别格式，并在CASS软件上快速显示大量实测断点，避免了以往繁琐的点位显示过程，为测量人员节省了大量的内业处理时间。

4、CASS软件还提高了AutoCAD绘图软件的速度，其CAD加速启动功能提高了CAD运算速度，大幅提高了测量内业的工作效率。另外，CASS绘图软件很少出现工作死机现象，使用安全。

二、断面测量与相关数据处理

河道断面测量是河道地形测量的基本内容，包括纵、横断面测量。河道纵断面是指河流中线或河床沿各横断面的最低点剖面，测量中线上方或河床最低处地形转换高程，X轴为河流长度，Y轴为其高程，绘制河流纵断面图。河流纵坡与落差分布可用河流纵断面图表示。河流横断面是指垂直于河道流向的某一断面，其下部为河道底部，上界为水面线，河槽边坡在两侧，有时包含两岸堤防。一般采用“K+序列号”法对上游至下游的断面进行测量，序列号自上而下累积，主测线一般垂直于设计中心线，即河道中心线，或直接岸线布设。同时，横断面间距应符合相关工程测量规范限定范围，也应符合河道具体情况，一般为20～50m，每段测点间距应在5m内。

在绘制横断面图时，水上和陆上数据的测量必不可少。陆上数据的测量应在1m以上的洪水线或防洪屏障的堤脚处进行。若此处有多个建筑物，则可测至建筑物边角处；水下数据测量时，测量点应位于码头中线断面中心线上，而且测量点之间的距离应在5m内，水深不稳定时，可减小测量点之间的距离，使特征点完整。

由于回声测深仪必须安装在船上，而船舶不能进入浅水或无水区，所以回声测深仪不能在浅水或无水区工作，因此GPS-RTK或全站仪可发挥其应有作用。船舶在使用中，如因水速、强风或波浪影响，导致船舶无法沿直线或笔直行驶，则测量数据不会分布在断面线上，若只有很小的偏移量且未超过规定范围，测量数据就可直接作为正确数据使用。但若偏差较大且略大于相关规定，则必须对测量数据进行插值处理，以获得数据精确性，并获得断面线上测量点的时机投影点。具体方法是用平均权法求出投影点，因投影点的平面数据可直接在图纸上获得，所以如何得到投影点的高程值是关键。以断面线左右两侧测点与投影点间的距离为权值，然后以该权值作为计算平均值的基础，即可得到投影点高程。

三、绘制断面图

1、纵断面图。先使用工具栏上的“多段线”命令，在河道带状地形图上选择河道中心，绘制相应的纵断面线，再选择“工程应用-生成里程文件，由复合线生成普通断面”，自动弹出“截面线上取值”对话框。

输入坐标数据文件名，设置采样点间距和起始里程，生成里程文件并以“*．hdm”格式保存。里程文件格式为：

BEGIN，断面里程：断面序号

第一点里程，第一点高程

第二点里程，第二点高程

……

生成里程文件后，必须修改里程文件，修改纵断面上河道要素点的里程和高程，之后选择“工程应用-绘制断面图-按里程文件”，自动弹出“绘制纵断面图”对话框。

输入里程文件名，根据实际需要设置各种参数，生成纵断面图。

2、横断面图。选择“工程应用-生成里程文件-从纵断面线生成-新建”，系统自动弹出“从纵断面生成里程文件”对话框。

设置生成横断面线的各种参数，并编辑横断面线，包括其序列号、位置、长度等。在地形图上，各地物和地貌要素的坐标与高程沿横断面线依次确定，选择“工程应用-高程点生成数据文件-编码高程点”，输入要生成坐标数据文件的文件名，并保存在“*．dat”格式。要编辑坐标数据文件，先确定横、纵断面交点点号，然后按如下方式编辑数据：

点号，l，Y坐标，X坐标，高程

点号，1，Y坐标，X坐标，高程(交点位置)

点号，1，Y坐标，X坐标，高程

……

选择“工程应用-生成里程文件-生成坐标文件”，系统自动弹出“从坐标文件生成里程文件”对话框。

输入编辑后的坐标数据文件，再输入里程文件名以生成里程文件，并将其另存为“*．hdm”格式。里程文件格式与上述相同。依次生成每个横断面的里程文件并合并为总的横断面里程文件，编辑里程文件，以更改纵断面中每个横截面的里程和序列号。

选择“工程应用-绘制断面图-按里程文件”，输入里程文件名称，根据实际需要设置各种参数，生成每个横断面断面图。

3、生成后断面图。绘制的断面图如图1所示。

图1 断面图

4、工具。生成断面图后，可使用“绘制断面图”工具栏中的“计算断面面积”功能来计算断面面积。此外，还可使用“查询断面点”功能查询断面线上任意里程的高程。

四、断面图制作时常见问题的解决

1、断面图方向性控制。对于一次完成的断面图，可从任何一端绘制方向线，但对于分段绘制断面图，必须考虑接边问题，在这种情况下，PL线应从最后一次结束端点绘制，以便于工程区所有断面图的拼接。

2、图幅切分。检查标尺的最低视线是否低于带状图的最低处高程，否则需在最低和最接近采样间输入该点高程，并重新生成，避免所有断面线拔升，造成不必要的编辑问题；只有当生成的断面图满足最低点对视线高的要求(若高差过大，可通过更改纵向比例来重建)时，才能切分图幅。此时，可根据分幅尺寸绘制出与最高视线和最低水平线相交的多条铅垂线，再根据CASS“地物编辑”菜单栏中的“窗口内图形存盘”依次切分，同时，需在每次编号存盘后回退，以便进行下一幅的切分。

3、沟渠、河流、山脊和斜坡的处理。它们作为断面图上的一个特殊地物，必须反映在断面图中，此时可通过偏移将纵断线拷贝到山脊和斜坡的上下边缘，以及沟渠、河流岸上岸下，通过其高程做出相应断面线，对于沟渠、江河，也可根据需要将其绘制成平底或尖底断面线，便于施工和设计的需要。

4、断面图上高程线的处理。当地形较平整或平缓时，绘出的断面线不能成锯齿形，应较平或较缓，不能因个别点的高程未能代表该处地形而生出不合乎情理的断面线；另外，对于作出的纵断线，其顶点处要用复合线编辑法绘成一条完整的断面线，此时较注意“×”位于增加纵断线的前一个点时才可捕捉纵断线的顶点以进行编辑加点。另外，还要防止个别处的点、线矛盾问题(高程面线与下方平面图上的高程是否相符)。

5、水系、道路、电力线。注意沟河流向旋转正确。图中中线拐点应根据未埋石图根点进行整饰。管线：电力线和通信线方向正确，应绘制箭头以指示其走向。注意道路连接口处理正确，铁路横线应旋转至路方向线成垂直的方向。

参考文献：

[1]苏昆琨.河道断面测量及断面图绘制方法探索[J].科技信息，2016(08).

[2]马春秋.利用CASS成图系统绘制河道断面图的方法[J].矿山测量,2015(01).