基于AutoCAD平台的线路横断面线提取系统的设计与实现

2014-12-18 林春峰中铁二院工程集团有限责任公司

　　设计并实现了一个线路横断面线提取软件。该软件以AutoCAD为平台，利用航测制图成果和勘测成果快速构建三维地形; 利用严密的数学公式推导、计算给定线位上任意中桩处的横断面线;然后研究并设计了一种包含全信息的横断面结果存储数据结构，利用该结构可以进行无损的数据格式转换; 最后利用构建好的三维地形提取横断面线上任意点的三维坐标，并利用DP 算法进行简化，获得变坡点，并进行成果存储。实验表明，利用该软件可以进行横断面的快速自动提取，在一定条件下取代人工测量道路横断面线，从而减少野外测绘工作量，保证勘测设计工期。

　　在线路勘察设计阶段，横断面图主要用于路基设计和土石方数量计算。一般的横断面图由现场实测绘制，但是其勘测工期、成本、质量，受测区天气、交通、地形困难程度等自然条件的限制较大，易造成测绘精度不高，工期难以保证，勘测成本加大。王智研究了利用航测技术制作横断面图的方法，使得作业人员能够根据线路的位置在室内计算机上任意绘制横断面，不仅可保证勘测设计工期，而且能降低勘测成本。由于利用航测技术绘制的横断面图误差较大，因此需要勘测外业人员到现场进行地形点的采集，用以修正地形，利用修正之后的地形得到准确的横断面成果。本文设计并实现了一个线路横断面线提取软件，以AutoCAD 平台进行横断面的快速提取，从而在一定条件下取代人工测量横断面，可减少野外测绘工作量，保证勘测设计工期。

　　1、技术流程

　　采用航测成果结合实测的外业高程点进行横断面提取，涉及到的技术流程如下: 利用航测制图成果和勘测成果建立地形模型，根据中桩位置确定横断面线; 利用横断面线和地形模型进行变坡点的提取。

　　1.1、地形建模

　　航测制图成果中包含等高线、高程点、坎、斜坡等数据，这些数据能够表示实际的地形地貌，但航测制图成果中地形地貌位置与实际位置存在误差，需要外业勘测数据进行数据修测，使得航测制图成果更符合实际情况。为了将修测之后的制图成果作为横断面提取的数据源，需要进行地形建模。

　　地形建模即利用修测之后的地形地貌数据进行三维数字地表建模，常用的三维数字地表模型有不规则三角网模型( TIN) 和数字高程模型( DEM) ，为了计算方便，本文采用TIN 模型进行地形建模。

　　1.2、横断面确定

　　线位上某里程处的横断面必须与线位严格垂直，如图1 所示。