電力線路勘測中斷面圖繪制方法的研究

張勇，劉海生

華北地質(zhì)勘查局五一四地質(zhì)大隊(duì)

電力線路勘測中斷面圖繪制方法的研究

張勇，劉海生

華北地質(zhì)勘查局五一四地質(zhì)大隊(duì)

隨著全球衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展和成熟，在電力線路勘測中普遍采用GPS RTK的測量方法來獲取三維坐標(biāo)形式的數(shù)據(jù)成果，根據(jù)獲得的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)來繪制斷面圖是電力線路測量的主要內(nèi)容。通過對(duì)南方CASS9.0軟件在電力線路測量中應(yīng)用的研究，總結(jié)出了電力線路勘測中斷面圖的繪制方法。

電力線路；斷面圖；繪制方法

1.斷面野外測量方法

在電力線路勘測設(shè)計(jì)測量使用GPS RTK的測量方法得到的最終外業(yè)成果通常是三維坐標(biāo)（X,Y,h）的形式，從GPS測量設(shè)備導(dǎo)出的數(shù)據(jù)為.dat格式。由于在電力線路勘測測量時(shí)往往會(huì)遇到與各類線路的交叉跨越，因此需要用全站儀對(duì)交叉跨越點(diǎn)進(jìn)行懸高測量，獲得交叉跨越點(diǎn)的高度數(shù)據(jù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)來繪制斷面圖。

2.斷面圖繪制方法

在繪制斷面圖之前，依據(jù)坐標(biāo)數(shù)據(jù)和懸高數(shù)據(jù)繪制出電力線路的平面圖，根據(jù)平面圖來繪制出斷面圖。具體的坐標(biāo)數(shù)據(jù)格式為:

A1，，644729.964，4547837.880，525.161

A2，，644733.527，4547825.604，525.454

A3，，644721.662，4547852.127，525.135

A4，，644741.703，4547851.940，525.052

A5，，644788.678，4547855.704，525.008

……………………………………………

B19，，644199.853，4547960.555，557.287

T4，，644169.713，4547962.022，557.069

圖1 電力線路平面圖

2.1 手工繪制法

手工繪制的方法是根據(jù)已經(jīng)繪制的電力線路平面圖，利用CASS軟件的多段線功能，按照比例尺將每個(gè)特征點(diǎn)的斷面線全部畫出。具體的操作方法：在CASS軟件中首先量取目標(biāo)點(diǎn)之間的水平距離d1，使用PLINE命令輸入水平距離d1，輸入高程h1，輸入交叉跨越點(diǎn)或樹木高度g1，最后回車鍵，完成一個(gè)目標(biāo)的繪制；再量取目標(biāo)點(diǎn)之間的水平距離d2，使用PLINE命令輸入水平距離d2，輸入高程h2，輸入交叉跨越點(diǎn)或樹木高度g2，再回車……反復(fù)操作此過程，直至完成斷面圖的繪制，見圖2。

圖2 手工繪制法繪制斷面圖

圖3 坐標(biāo)計(jì)算法繪制斷面圖

圖4 CASS成圖法繪制斷面圖

手工繪制斷面圖時(shí)，縱方向上往往只需要以小于最小高程的某個(gè)高程為起點(diǎn)，因此輸入的高程h1，h2…h(huán)n不一定是絕對(duì)高程，可以是斷面圖縱方向上起點(diǎn)高程的相對(duì)高程。需要注意的是在繪制過程中需要首先繪制線路起點(diǎn)、塔位、線路終點(diǎn)的斷面，在此基礎(chǔ)上繪制其他特征點(diǎn)的斷面，目的是提高斷面圖的精度。

2.2 坐標(biāo)計(jì)算法

坐標(biāo)計(jì)算法是通過對(duì)dat坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的數(shù)學(xué)計(jì)算，轉(zhuǎn)換成新的.dat數(shù)據(jù)文件并且展點(diǎn)到CASS圖中來繪制斷面圖的一種方法。在野外所測得的點(diǎn)位中，因?yàn)椴糠值匚稂c(diǎn)沒有位于線路在大地上的垂直投影線上，例如風(fēng)偏點(diǎn)、線性地物的方向點(diǎn)、墳等，因此在進(jìn)行數(shù)學(xué)計(jì)算前刪除線性地物的方向點(diǎn)的坐標(biāo)，將風(fēng)偏點(diǎn)、墳等地物點(diǎn)垂直移動(dòng)到線路在大地的垂直投影線上，利用移動(dòng)后特征點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算，并且保證各特征點(diǎn)是按照線路前進(jìn)的方向排序。利用EXCEL強(qiáng)大的計(jì)算能力，利用公示DK，K+1=（XK+1-XK）2+（YK+1-YK）2公示計(jì)算出特征點(diǎn)與轉(zhuǎn)角塔位之間的水平距離D，轉(zhuǎn)換為新的（水平距離D，高程，交叉跨越點(diǎn)高或樹高或0）dat數(shù)據(jù)，展點(diǎn)到cass軟件中使用多段線從起點(diǎn)到終點(diǎn)連接起來繪制斷面圖，見圖3。轉(zhuǎn)換后的dat數(shù)據(jù)中的高程可根據(jù)橫縱比例尺的不同乘以某個(gè)系數(shù)，以滿足比例尺的要求；高程也可以是斷面圖縱方向上起點(diǎn)高程的相對(duì)高程。

2.3 CASS成圖法

這種方法是利用南方CASS軟件自帶的斷面圖繪制功能，根據(jù)野外測量的dat數(shù)據(jù)來自動(dòng)繪制生成斷面圖。由于野外所測量的部分特征點(diǎn)沒有位于線路在大地上的垂直投影線上，因此也需要將這部分特征點(diǎn)垂直移動(dòng)到線路在大地的垂直投影線上，并且保證繪制線路的多段線在每一個(gè)高程點(diǎn)上都存在一個(gè)節(jié)點(diǎn)。繪圖方法如下：在線路平面圖上展高程點(diǎn)，移動(dòng)高程點(diǎn)到線路上并給線路增加節(jié)點(diǎn)（移動(dòng)高程點(diǎn)可以使用工具欄“繪圖處理---高程點(diǎn)處理---垂直移動(dòng)到線上”功能來實(shí)現(xiàn)），如果在移動(dòng)過程中高程點(diǎn)“位置Z坐標(biāo)”屬性發(fā)生變化，需要使用“高程點(diǎn)處理”功能下的“根據(jù)注記修改高程”功能改變高程點(diǎn)屬性，利用下拉菜單“工程應(yīng)用---繪斷面圖---根據(jù)坐標(biāo)文件----設(shè)置參數(shù)（注意選擇[由圖面高程點(diǎn)生成]方式選擇已知坐標(biāo)）”，生成斷面圖，見圖4。如果生成的斷面圖樣式與要求的樣式不同，需要手工調(diào)整。

3.不同繪制方法的比較

手工繪制方法完全依賴于人工，工作效率低，花費(fèi)時(shí)間長并且容易產(chǎn)生錯(cuò)誤；但是對(duì)于情況復(fù)雜的線路仍然可以準(zhǔn)確的反映出地形地貌等特征點(diǎn)的起伏變化情況，適宜于線路較短的情況。坐標(biāo)計(jì)算法需要人工移動(dòng)非線路上的特征點(diǎn)，并且提取其坐標(biāo)，工作量較大，不適合于風(fēng)偏點(diǎn)較多的線路；但是由于借助計(jì)算機(jī)成圖，具有操作簡單，工作效率高，能夠避免手工操作帶來的錯(cuò)誤，減小誤差提高精度。CASS成圖法中人工操作少，工作效率高，對(duì)于風(fēng)偏點(diǎn)較多和較長的線路仍然可以快速處理，由軟件自動(dòng)生成，因此斷面圖的精度比較高，可以真實(shí)的反映出斷面上特征點(diǎn)的地形起伏。三種方法中，CASS成圖法優(yōu)勢最明顯，可以作為斷面繪制的首選方法。

[1]孔祥元，梅是義.控制測量學(xué)[M].武漢大學(xué)出版社，2002

[2]劉大杰等.全球定位系統(tǒng)（GPS）的原理與數(shù)據(jù)處理[M].同濟(jì)大學(xué)出版社，1996

[3]閆志剛，張兆龍，趙曉虎.GPS-RTK作業(yè)模式原理及其實(shí)用技術(shù)[J].四川測繪院，2001

張勇（1990-），男，漢，遼寧省建昌縣人，本科，助理工程師，研究方向：電力線路測量。