鐵路勘測橫斷面數(shù)據(jù)處理軟件設計與實現(xiàn)

林春峰　張智勇　李紀榮

(中鐵二院工程集團有限責任公司，四川成都　610031)

Design and Implementation of Cross-Section Data Processing Software for Railway Survey

LIN Chunfeng　ZHANG Zhiyong　LI Jirong

鐵路勘測橫斷面數(shù)據(jù)處理軟件設計與實現(xiàn)

林春峰張智勇李紀榮

(中鐵二院工程集團有限責任公司，四川成都610031)

Design and Implementation of Cross-Section Data Processing Software for Railway Survey

LIN ChunfengZHANG ZhiyongLI Jirong

摘要設計并實現(xiàn)了一個基于AutoCAD平臺的鐵路勘測橫斷面數(shù)據(jù)處理軟件。首先定義報點字典及測量報點規(guī)則，用于GPS-RTK或全站儀現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集；數(shù)據(jù)處理時，該軟件可以導入測量點及報點信息，亦能加載橫斷面成果文件；然后程序自動進行里程修正、報點信息提示及錯誤修正處理，能將處理的橫斷面結果在AutoCAD中繪制，便于用戶檢核。該軟件操作簡單，交互性強，自動化程度高。工程實踐表明，該軟件能夠提高鐵路勘測橫斷面數(shù)據(jù)處理效率，減少內業(yè)人員工作量。

關鍵詞勘測橫斷面AutoCADRDCS

橫斷面測量是軌道交通工程在勘測設計初測和定測階段的一項重要工作。橫斷面成果數(shù)據(jù)主要用于土石方量計算，隧道進出口、橋墩、路基、邊坡以及其他附屬結構物設計等[1-3]?，F(xiàn)階段一般采用GPS-RTK、全站儀等儀器輔以定制軟件進行橫斷面測量[4，5]。為了處理橫斷面測量點，得到能用于本單位設計使用的橫斷面成果文件，設計并實現(xiàn)了一個基于AutoCAD平臺的鐵路勘測橫斷面數(shù)據(jù)處理軟件。首先定義報點字典及測量報點規(guī)則，用于GPS-RTK或全站儀在現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集時使用；數(shù)據(jù)處理時，該軟件可以導入測量點及報點信息，亦能加載橫斷面成果文件；然后程序自動進行里程修正、報點信息提示及錯誤修正處理，能將處理的橫斷面結果在AutoCAD中繪制，便于用戶檢核。該軟件操作簡單，交互性強，自動化程度高。工程實踐表明，該軟件能夠提高鐵路勘測橫斷面數(shù)據(jù)處理效率，減少內業(yè)人員工作量。

1報點字典及報點規(guī)則設計

鐵路勘測橫斷面外業(yè)數(shù)據(jù)采集采用GPS-RTK或者全站儀輔以我單位開發(fā)的RDCS手簿[6]，現(xiàn)場測量時允許報點。為了簡化輸入和后續(xù)數(shù)據(jù)處理，需定義報點字典和報點規(guī)則。

報點字典被定義為：“編碼，內容”結構。即，用“編碼”代替“內容”使用。報點字典結構如表1所示。

例如，在現(xiàn)場實測時，編碼“bd”表示“便道”。報點字典可以動態(tài)增刪、修改。

橫斷面采集時，需要一套有效的報點規(guī)則。結合工作實際，定義了如下五條規(guī)則。

①可以無報點：表示當前實測點對應地物類型未填寫。

②僅有編碼：表示當前實測點對應的地物類型為編碼對應的地物。

③形如“-1.5+0”：表示以當前實測點為基準，倒報1.5 m，高度無增加，地物類型未填寫。

④形如“+0+1.5 ks”：表示以當前實測點為基準，正報0 m，高度增加1.5 m，地物類型為“ks”，即“坎上”。

⑤可以按照上述報點規(guī)則連續(xù)報點：各個報點以“；”或“/”間隔。

2橫斷面測量點及成果文件分析

GPS-RTK和RDCS手簿導出的橫斷面測量點數(shù)據(jù)以ASCII編碼存儲，數(shù)據(jù)結構定義為：“點名，北坐標，東坐標，高程，報點信息，里程，偏距”。表2為從測量儀器中導出的部分橫斷面測量點。

橫斷面成果將以中鐵二院定義的一種內部數(shù)據(jù)結構存儲，成果文件為ASCII編碼，后綴為“.HDM”。每一條橫斷面為一個塊，分三行存儲，第二行表示左斷面，第三行表示右斷面，數(shù)據(jù)結構定義為：

“里程 高程

偏距 高程 類型 偏距 高程 類型……

偏距 高程 類型 偏距 高程 類型……”

一個HDM文件可以存儲多條斷面，每個斷面存儲記錄間用空行分割，圖1為一個HDM文件實例。

3軟件設計與實現(xiàn)

軟件的設計目標是：

(1)能夠導入橫斷面測量點；

(2)能夠導入HDM文件；

(3)能夠處理報點信息；

(4)能夠根據(jù)外業(yè)單上的里程將實測點及報點分類；

(5)能夠顯示橫斷面圖形，并能導出HDM文件。

鐵路勘測橫斷面處理流程如圖2所示。

外業(yè)實測過程中，允許實測點與理論橫斷面線之間的距離在一定閾值范圍內，即允許里程偏差，如圖3所示。這就造成了各個實測點的里程與待測定的里程不相同，因此在處理流程中需要進行里程修正，即將理論橫斷面線附近實測點的里程，修正為理論橫斷面線對應的里程。

軟件以AutoCAD為基礎平臺，利用其提供的ObjectArx.net開發(fā)接口進行功能插件開發(fā)[7-10]。程序運行界面如圖4所示。

導入數(shù)據(jù)后，程序會在標題欄提示錯誤個數(shù)，并將錯誤的報點信息標紅，當點擊錯誤的報點單元格，會彈出如圖5所示的提示信息，便于用戶修改。

當完成報點信息修改、修正里程、執(zhí)行斷面處理后，實測點將在AutoCAD中生成幾何圖形，便于用戶檢核數(shù)據(jù)完整性、正確性，如圖6所示。

檢核無誤后，可以將生成的斷面成果導出成HDM格式文件，用于后續(xù)設計。

4結束語

直接以AutoCAD為平臺，設計并實現(xiàn)了一個鐵路勘測橫斷面數(shù)據(jù)處理軟件，一方面提供交互性強的功能對實測斷面數(shù)據(jù)進行處理；另一方面可以利用AutoCAD繪制功能將處理結果實時顯示，使得處理、檢核在統(tǒng)一平臺內完成。工程實踐表明，該軟件操作簡單，交互性強，自動化程度高，能夠提高鐵路勘測橫斷面數(shù)據(jù)處理效率，減少內業(yè)人員工作量，對于鐵路勘測具有重要意義。

參考文獻

[1]張金水，張廷楷.道路勘測與設計[M].上海:同濟大學出版社，2005

[2]范東明.道路橫斷面成圖及土石方計算軟件系統(tǒng)的關鍵技術[J].測繪通報，2004(5):47-48

[3]柳忠杰.數(shù)字化橫斷面的地質填繪[J].鐵道工程學報，2007，24(2):21-24

[4]馮曉，李敏，張偉富.全站儀快速橫斷面測量方法與系統(tǒng)設計[J].鐵道科學與工程學報，2008，5(3):32-36

[5]徐亞楠.基于GPS-RTK技術的道路橫斷面測量方法研究[J].測繪通報，2013(4):34-36.

[6]周玉輝.鐵路勘測數(shù)字化采集系統(tǒng)軟件開發(fā)研究[J].高速鐵路技術，2010(2):26-29

[7]杜剛，劉學東，張磊.基于ObjectArx的AutoCAD二次開發(fā)及應用實例[J].機械設計與制造，2004(3):30-32

[8]于蕭榕，郭昌言，陳剛.結合Objectarx和C#進行AutoCAD二次開發(fā)框架的研究[J].科學技術與工程，2010，10(20):5085-5090

[9]林春峰，黃華平，閔世平.基于AutoCAD平臺的線路橫斷面線提取系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J].鐵道勘察，2013(4):6-9

[10]楊鋒，程昂，林春峰.基于ObjectArx的地形圖數(shù)據(jù)標準統(tǒng)一軟件的設計與實現(xiàn)[J].鐵道勘察，2014(5):5-7

中圖分類號：U212.24

文獻標識碼：A

文章編號：1672-7479(2015)05-0004-03

作者簡介：第一林春峰(1987—)，男，2011年畢業(yè)于武漢大學遙感信息工程學院地圖學與地理信息系統(tǒng)專業(yè)，碩士，工程師。

收稿日期：2015-07-20