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      電力線路勘測中斷面圖繪制方法的研究

      2017-09-16 07:49:06張勇劉海生
      科學(xué)中國人 2017年20期
      關(guān)鍵詞:斷面圖勘測繪制

      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。

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