全站儀、EXCEL和CAD在渠道測(cè)量及設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

雷陸遜

東雷二期抽黃工程建設(shè)局流曲總站 陜西省富平縣 711704

摘要：東雷二期抽黃蒲城系統(tǒng)十一條支渠，全長(zhǎng)60KM。為了短時(shí)間完成其踏勘測(cè)量及設(shè)計(jì)任務(wù)，我們采用三鼎全站儀進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，結(jié)合EXCEL及CAD應(yīng)用軟件，減輕了外業(yè)工作強(qiáng)度及內(nèi)業(yè)工作量，很大程度的提高了工作效率，以下通過(guò)對(duì)蒲城系統(tǒng)分干以下渠道的測(cè)設(shè)簡(jiǎn)要介紹一下全站儀、EXCEL及CAD在渠道踏勘測(cè)量及設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：三鼎全站儀；Excel工作表；CAD設(shè)計(jì)圖

一.建立相對(duì)獨(dú)立坐標(biāo)系，用全站儀完成數(shù)據(jù)采集

蒲城系統(tǒng)土建尾留相對(duì)時(shí)間較長(zhǎng)，測(cè)區(qū)內(nèi)坐標(biāo)原點(diǎn)基本得到破壞，我們?cè)诜指稍?guī)劃支口附近重新埋置南北A、B兩個(gè)基樁，利用各泵站內(nèi)僅有的高程樁引至埋點(diǎn)，確定其高程。全站儀以南邊A基點(diǎn)樁作為測(cè)站點(diǎn)，后視北邊B點(diǎn)作人工定向，設(shè)置方位角為0度0分0秒，同時(shí)設(shè)定X、Y值（現(xiàn)場(chǎng)設(shè)定X=10000，Y=10000），建立起相對(duì)獨(dú)立的坐標(biāo)系。根據(jù)踏勘渠線，進(jìn)行測(cè)量數(shù)據(jù)采集。

1、通視條件下數(shù)據(jù)采集：

在地面通視情況下，數(shù)據(jù)采集相對(duì)容易，全站儀在測(cè)量菜單下進(jìn)行采集及自動(dòng)錄入并保存，在轉(zhuǎn)入下個(gè)測(cè)站時(shí)，需預(yù)先埋置轉(zhuǎn)點(diǎn)樁，在跟蹤測(cè)量模式下進(jìn)行連測(cè)，取其平均值作為轉(zhuǎn)點(diǎn)樁數(shù)據(jù)記錄，轉(zhuǎn)站測(cè)量時(shí)需采用坐標(biāo)定向依次進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

2、未能通視條件下的數(shù)據(jù)采集：

測(cè)區(qū)受村莊建筑物及果樹(shù)遮擋，在全站儀不能通視情況下，應(yīng)采用兩點(diǎn)交匯法進(jìn)行測(cè)站設(shè)置。即全站儀進(jìn)行轉(zhuǎn)站時(shí)，需預(yù)先埋置兩個(gè)轉(zhuǎn)點(diǎn)樁C、D，對(duì)C、D進(jìn)行跟蹤測(cè)量，取各自平均值作為其標(biāo)準(zhǔn)值。轉(zhuǎn)站后在兩點(diǎn)交匯法菜單下同時(shí)后視C|、D兩個(gè)基點(diǎn)，完成測(cè)站設(shè)置，重新返回測(cè)量程序，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

二、全站儀對(duì)外業(yè)資料的管理

全站儀在完成外業(yè)數(shù)據(jù)采集后，打開(kāi)數(shù)據(jù)管理文件，利用數(shù)據(jù)傳輸軟件直接導(dǎo)入計(jì)算機(jī)管理文件，既有效的避免了以往測(cè)量中人工記錄容易造成的差錯(cuò)，又大大提高了工作效率。

三、Excel、AutoCAD在渠道設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

數(shù)據(jù)采集結(jié)束后，渠道設(shè)計(jì)時(shí)通常是用AutoCAD R14軟件繪制設(shè)計(jì)圖，用Excel 軟件的工作表進(jìn)行縱橫斷面設(shè)計(jì)計(jì)算。利用AutoCAD R14 軟件代替手工繪制設(shè)計(jì)圖具有修改方便、成圖精美、繪圖速度快等優(yōu)點(diǎn)，但其計(jì)算功能差。而利用Excel 軟件代替手工計(jì)算則具有計(jì)算速度快、計(jì)算精度高等諸多優(yōu)點(diǎn)。若能把AutoCAD R14 軟件、Excel軟件二者綜合利用，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，則渠道的設(shè)計(jì)工作就會(huì)達(dá)到事半功倍的效果。

1、利用Excel 軟件在設(shè)計(jì)圖中點(diǎn)繪實(shí)測(cè)地面線

繪制原理：將全站儀測(cè)量數(shù)據(jù)導(dǎo)入Excel工作表，用函數(shù)格式將大地坐標(biāo)轉(zhuǎn)為CAD坐標(biāo)，然后在AutoCAD R14中利用直線繪制命令把各個(gè)坐標(biāo)依次連接即得實(shí)測(cè)地面線。

繪制方法：

（1）平面圖繪繪制：

利用Excel 軟件建立一個(gè)工作薄book1，輸入實(shí)測(cè)地面線的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。在工作薄book1的sheet1工作表中的 B、C、D列依次輸入實(shí)測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)及實(shí)測(cè)地面高程，在E列可用函數(shù)格式計(jì)算出每個(gè)點(diǎn)的地面樁號(hào)，F(xiàn)列實(shí)現(xiàn)大地坐標(biāo)到CAD坐標(biāo)之間轉(zhuǎn)換。（見(jiàn)下表1）

在Excel 工作表中利用“復(fù)制”命令，把F列坐標(biāo)一次全部復(fù)制下來(lái)，然后在CAD設(shè)計(jì)圖中利用“直線”繪制命令把各個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)連成線，即得到渠道平面布置圖。

（3）渠道縱斷面圖繪制：

把實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成所需點(diǎn)的坐標(biāo)形式。這里轉(zhuǎn)換點(diǎn)的坐標(biāo)主要考慮CAD制圖的繪圖單位和制圖比例兩方面的影響因素。CAD制圖一般以mm為單位。通常渠道設(shè)計(jì)所用的制圖比例是：縱向（即高程）是1∶100，1m即為10mm；橫向（即樁號(hào)）是1∶10000，50m即為5mm。在C列對(duì)應(yīng)樁號(hào)輸入初始值為0步長(zhǎng)為5的等差數(shù)列作為點(diǎn)的x坐標(biāo)參量。然后在D列對(duì)應(yīng)樁號(hào)輸入相對(duì)于0+000樁號(hào)處地面線高程的高差擴(kuò)大10倍后的數(shù)值，以mm為單位，作為點(diǎn)的y

坐標(biāo)參量。最后在E列編輯公式生成點(diǎn)的坐標(biāo)，即讓Ei=Ci&”，”&Di（式中 i是于樁號(hào)相對(duì)應(yīng)的行號(hào)）。具體表格形式見(jiàn)表2。

為了更利于說(shuō)明問(wèn)題，現(xiàn)假設(shè)0+000樁號(hào)處的實(shí)測(cè)地面線高程為471.267，0+050樁號(hào)處的實(shí)測(cè)地面線高程為470.213，0+100樁號(hào)處的實(shí)測(cè)地面線高程為471.845。

表2 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與坐標(biāo)參量對(duì)照表 樁號(hào) 實(shí)測(cè)地面高程

坐標(biāo)參量x 坐標(biāo)參量y 點(diǎn)的坐標(biāo)（x，y）

利用點(diǎn)的坐標(biāo)在CAD設(shè)計(jì)圖中點(diǎn)繪實(shí)測(cè)地面線。首先在Excel

工作表中利用“復(fù)制”命令，把點(diǎn)的坐標(biāo)一次全部復(fù)制下來(lái)。然后在CAD設(shè)計(jì)圖中利用“直線”繪制命令把各個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)連成線。具體做法是：點(diǎn)完“直線”繪制命令后，在命令行單擊鼠標(biāo)右鍵。接著出現(xiàn)一個(gè)下拉菜單，用鼠標(biāo)左鍵單擊“Paste”命令即可。等點(diǎn)的坐標(biāo)輸入完畢，在繪圖區(qū)就會(huì)得到我們所要的實(shí)測(cè)地面線。

（4）最后根據(jù)具體制圖需要把所點(diǎn)的線移到適當(dāng)?shù)奈恢眉纯伞?/p>

2、利用Excel 軟件計(jì)算渠道工程量

一般渠道設(shè)計(jì)都要計(jì)算挖方、填方等土方量，防滲渠道還要計(jì)算防滲材料的工程量，我們可以充分利用Excel 軟件的公式編輯和自動(dòng)計(jì)算功能為渠道設(shè)計(jì)服務(wù)。我們將渠道按渠道斷面分為全挖、全填、半挖半填三種形式，分別編輯公式計(jì)算各個(gè)斷面的挖方、填方和防滲材料的工程量。公式編輯和計(jì)算較為簡(jiǎn)單，也沒(méi)什么技巧可言，不在贅述。

3、把Excel 工作表中的設(shè)計(jì)成果數(shù)據(jù)快捷地輸入CAD設(shè)計(jì)圖中

在Excel工作表中做好的設(shè)計(jì)開(kāi)挖線高程、設(shè)計(jì)渠底高程、設(shè)計(jì)水位、設(shè)計(jì)堤頂高程和挖、填方等設(shè)計(jì)成果數(shù)據(jù)，最終要全部輸入用CAD繪制的渠道縱斷面設(shè)計(jì)圖中。這么多的數(shù)據(jù)如若一個(gè)一個(gè)地輸入無(wú)疑是十分煩瑣的，且很容易出錯(cuò)。下面介紹的方法則可以按要求一次把數(shù)據(jù)全輸進(jìn)去。

先在Excel 工作表中把要在渠道縱斷面設(shè)計(jì)圖中輸入的數(shù)據(jù)“復(fù)制”到剪切板上。然后在CAD制圖的Edit下拉菜單中選擇Paste

Special（特殊粘貼）命令。接著在彈出的對(duì)話框中選擇text，然后按“確定”即可。最后用修改“屬性”命令把它改成合適的字體、字高，再移動(dòng)到要求的位置即可。