用AutoCAD繪制人工影響天氣作業(yè)點(diǎn)安全射界圖的方法

高國(guó)明，和文仙，楊春香

(云南省楚雄州氣象局，云南 楚雄 675000)

1 引言

人工影響天氣在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮的作用日益凸現(xiàn)，隨著作業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，作業(yè)的安全性越來(lái)越受到重視，37 mm高炮是地面作業(yè)的主要手段之一，37 mm高炮彈單發(fā)炮彈彈丸最大破片可達(dá)14 g，引信瞎火率0.1‰～3‰[1]，在引信瞎火情況下，彈頭不會(huì)爆炸，直接掉落地面，因此，37 mm高炮作業(yè)對(duì)地面的人畜、設(shè)施存在一定的威脅。制作安全射界圖對(duì)于安全作業(yè)具有重要意義。在安全射界圖繪制中，如果繪圖操作“失之毫厘”，就可能造成實(shí)際工作中的“謬以千里”。

《37 mm高炮人工影響天氣作業(yè)點(diǎn)安全射界圖繪制規(guī)范》(QX/T 256-2015)于2015年5月1日起實(shí)施，《規(guī)范》對(duì)37 mm高炮安全射界圖的制作作出了詳細(xì)規(guī)定。經(jīng)調(diào)查，縣(市)級(jí)人影單位多使用Photoshop或CoralDraw制圖軟件繪制安全射界圖，使用這些軟件繪制安全射界圖，共同的不足之處在于繪圖比例難以控制，繪圖操作比較繁瑣，制作過(guò)程耗時(shí)較長(zhǎng)，特別是繪制扇形區(qū)域并將其精確定位的難度較大。有的單位使用外包方式，給校對(duì)工作造成困難，繪圖質(zhì)量難以保證。AutoCAD軟件具有完善的圖形繪制和編輯功能，使用AutoCAD繪圖，可以最大程度保證圖紙數(shù)據(jù)與實(shí)際數(shù)據(jù)的精確對(duì)應(yīng)。

2 準(zhǔn)備工作

2.1 地圖及繪圖工具

根據(jù)安全射界選取原則，為了避開(kāi)人口密集區(qū)和重要設(shè)施(如油庫(kù)、化工廠、文物古跡、軍事設(shè)施等)，文獻(xiàn)[2]對(duì)安全射界圖底圖的比例尺(分辨率)提出了較高要求，要求底圖宜選用1∶50 000以上比例尺或分辨率不低于5m的衛(wèi)星遙感地圖[2]，選用谷歌衛(wèi)星地圖，可以達(dá)到“分辨率不低于5 m”的要求。繪圖軟件推薦使用AutoCAD 2014以上的版本，AutoCAD 2014以前的版本無(wú)法將填充部分進(jìn)行透明處理，因此不推薦使用。部分環(huán)節(jié)涉及到截圖、制表等，可根據(jù)各自的使用習(xí)慣選取。

2.2 安全射界圖底圖

使用谷歌地球高程下載器，對(duì)作業(yè)點(diǎn)位置進(jìn)行準(zhǔn)確標(biāo)注，然后將標(biāo)注的作業(yè)點(diǎn)置于屏幕中央位置，將地圖縮放至適當(dāng)大小(范圍應(yīng)保證以標(biāo)注點(diǎn)為圓心，半徑10 km以上)，在地圖底部位置畫(huà)一條線段AB(注意：畫(huà)線段AB時(shí)要畫(huà)在地圖底部，這樣線段AB不會(huì)影響后期的繪圖制作)，線段AB取得越長(zhǎng)，后期制作水平距離圈時(shí)的精度越高，但必須保證A、B兩點(diǎn)在可截取范圍內(nèi)。量出線段AB在地圖上的長(zhǎng)度SAB，然后截圖(如圖1)，截圖范圍參照《37 mm高炮人工影響天氣作業(yè)點(diǎn)安全射界圖繪制規(guī)范》附錄B，并將線段AB取在截圖中。

2.3 安全射界最小范圍

文獻(xiàn)[2]4.2規(guī)定了安全射界最小范圍應(yīng)滿足的條件：①海拔高度≤1 500 m的作業(yè)點(diǎn)：1 500 m(極坐標(biāo)徑向)×1 000 m(極坐標(biāo)切向)；②海拔高度>1 500 m的作業(yè)點(diǎn)：2 000 m(極坐標(biāo)徑向)×1 500 m(極坐標(biāo)切向)[2]。要確認(rèn)作業(yè)點(diǎn)的海拔高度，掌握作業(yè)點(diǎn)周邊環(huán)境[5]，必要時(shí)要對(duì)作業(yè)點(diǎn)10 km半徑范圍內(nèi)開(kāi)展實(shí)地調(diào)查，以免遺漏重要設(shè)施。

圖1 底圖截圖Fig.1 Image taken from the bottom

3 繪圖步驟

3.1 粘貼底圖

將截取的圖片用畫(huà)圖程序打開(kāi)，選中圖片，點(diǎn)擊復(fù)制。打開(kāi)AutoCAD 2014，將圖片粘貼到AutoCAD 2014繪圖界面。需要注意的是，底圖導(dǎo)入AutoCAD時(shí)，應(yīng)使用粘貼的方法，如果使用插入光柵圖像的方法，文件目錄變更時(shí)底圖需要重新加載[3]。為避免繁復(fù)的線條干擾繪圖操作，引入圖層[4]的操作方法，可將圖層分為底圖、水平距離圈、射擊距離圈、方位線段和安全射界范圍等5個(gè)層次。

3.2 比例縮放

使用AutoCAD 2014中的sc命令實(shí)現(xiàn)繪圖比例與地圖比例一致。圖2中，SAB是地圖中量出的兩點(diǎn)間的距離，Sab是AutoCAD 2014中兩點(diǎn)的距離。SAB/Sab=c,執(zhí)行SC命令，錄入c值，按照提示進(jìn)行操作，就可實(shí)現(xiàn)比例一致。舉例說(shuō)明，在地圖中量得SAB=20 370 m,在AutoCAD 繪圖界面量得Sab=156.02，則SAB/Sab=20 370/156.02=130.560 2，在執(zhí)行SC命令后，根據(jù)提示進(jìn)行操作，命令框要求輸入比例因子時(shí)，輸入130.560 2即可，比例設(shè)定完成后，如果在圖中畫(huà)一條長(zhǎng)度為1 500單位的線段，在地圖上的長(zhǎng)度即為1 500 m。

圖2 繪制安全射界圖操作界面Fig.2 Draw the safe range operation interface

圖3 sc命令操作詳解Fig.3 Sc command operation interpretation

3.3 繪制水平距離圈、射擊距離圈和方位線段

水平距離圈和射擊距離圈直觀反映炮彈射角和射程的對(duì)應(yīng)關(guān)系，文獻(xiàn)[2]中5.2要求：繪制水平距離圈時(shí)，應(yīng)以作業(yè)點(diǎn)為圓心，以1 km、10 km為半徑繪制實(shí)線閉合圓；在自圓心向右(正東方向)的橫軸上按1 km間隔標(biāo)出距離刻度。文獻(xiàn)[2]中5.3要求繪制射擊距離圈的方法為：以作業(yè)點(diǎn)為圓心，以45°～80°射擊仰角未爆彈丸最大射程為半徑，按5°畫(huà)虛線閉合圓[2]。繪制水平距離圈和射擊距離圈直接使用C命令即可，應(yīng)注意在線型上予以區(qū)分。

方位線段是極坐標(biāo)徑向的參考線。水平距離圈和射擊距離圈繪制完成后，使用定數(shù)等分命令(DIV)[4]將水平距離圈等分為24個(gè)方位，每個(gè)方位的間隔為15°，將圓心與等分點(diǎn)連接，畫(huà)出方位線段。

3.4 繪制安全射界區(qū)域

由于底圖的截圖半徑在10 km以上，一部分面積較小的村莊、設(shè)施在底圖上未能顯示，因此，直接用底圖來(lái)確定安全射界邊界的效果并不理想，這就需要對(duì)照更清晰的地圖，將安全范圍繪制到底圖上。安全射界范圍必須是以作業(yè)點(diǎn)為圓心的扇形，并以半透明方式填充[2]。另外，實(shí)地調(diào)查是繪制安全射界圖的重要輔助手段，應(yīng)對(duì)作業(yè)點(diǎn)周?chē)?0 km范圍內(nèi)的重要設(shè)施開(kāi)展實(shí)地調(diào)查，在地圖上標(biāo)出其準(zhǔn)確位置。

其余步驟按照文獻(xiàn)[2]的要求逐步繪制即可。

圖4 安全射界圖示例Fig.4 An example of a security scope graph

4 結(jié)語(yǔ)

使用谷歌地圖和AutoCAD 2014軟件制作安全射界圖的方法簡(jiǎn)單，只要具備AutoCAD的基本操作知識(shí)就可繪圖。AutoCAD 2014繪制安全射界圖的最大優(yōu)勢(shì)是使用sc命令就可輕松實(shí)現(xiàn)底圖與繪圖比例的完全一致，同時(shí)，使用定數(shù)等分命令可快速并精確地將水平距離圈分為24個(gè)方位，這是其它軟件所不能比擬的。

以衛(wèi)星地圖作底圖，全面反映了作業(yè)點(diǎn)周?chē)?0 km范圍內(nèi)的地形地貌[6]，有利于作業(yè)人員掌握天氣演變規(guī)律，從而提高人工影響天氣效益。