淺談南方CASS在公路施工測量中的應(yīng)用

楊勝利

摘 要：通過對南方CASS軟件使用遇到的問題及解決辦法闡述，具體應(yīng)用到在建工程橋梁樁基、橋面等結(jié)構(gòu)物測量，減輕測量員在公路工程測量勞動強(qiáng)度，提高測量效率。

關(guān)鍵詞：南方CASS;公路施工;測量

南方CASS9.0軟件[1]是基于AutoCAD平臺研發(fā)的地形地籍成圖系統(tǒng)軟件，該軟件主要應(yīng)用于地形成圖、地籍成圖、工程測量應(yīng)用、空間數(shù)據(jù)建庫、市政監(jiān)管等領(lǐng)域，全面面向GIS，徹底打通數(shù)字化成圖系統(tǒng)與GIS接口，使用骨架線實時編輯，簡碼用戶化、GIS無縫接口等先進(jìn)技術(shù)。

1 CASS使用過程中，經(jīng)常遇到的問題及解決的方法

1.1 CASS軟件無法安裝

南方CASS的安裝應(yīng)該在安裝完AutoCAD并運(yùn)行一次后才進(jìn)行，已使用的AutoCAD版本應(yīng)低于CASS。如果想從CASS界面切換到AutoCAD軟件，在CASS中按下列選項操作即可：文件-AutoCAD系統(tǒng)配置-Unnaned-Profile（未命名配置）-置為當(dāng)前-確定。

1.2 南方CASS讀取全站儀數(shù)據(jù)文件格式不對

若出現(xiàn)“數(shù)據(jù)文件格式不對”提示時，有可能存在以下的情形：（1）數(shù)據(jù)通訊的通路問題，電纜型號不對或計算器通訊端口不通;（2）全站儀和軟件兩邊通訊參數(shù)設(shè)置不一致;（3）全站儀中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)文件中沒有包含坐標(biāo)數(shù)據(jù)，可以通過查看通訊來判斷。目前，我這里使用的徠卡TS15、TS16全站儀數(shù)據(jù)傳輸，儀器側(cè)邊通過插入U盤的方式把儀器里測存的數(shù)據(jù)導(dǎo)出，再插入電腦USB接口，把數(shù)據(jù)導(dǎo)入到CASS軟件里使用，更加便捷。

1.3 屏幕右側(cè)菜單區(qū)繪制地物符號速度過慢

利用右側(cè)菜單區(qū)繪制地形圖符號是一種最基本的繪圖方法，但由于地物錯綜分布，尋找不常見的獨(dú)立地物符號有一定難度，經(jīng)常切換繪圖命令降低了繪圖效率，可以采取以下方法解決：

對于不常見的獨(dú)立地物，可在原始數(shù)據(jù)文件中加入簡碼，以文本方式打開.dat文件，其CASS數(shù)據(jù)為點(diǎn)號，Y、X、H格式，在點(diǎn)號后的兩逗號間空白處寫入對應(yīng)地物簡碼，保存修改后的.dat文件，利用簡碼識別功能，即可在對應(yīng)點(diǎn)號繪出獨(dú)立地物符號。

對于常見地物的繪制，除調(diào)出CASS繪圖工具條外，還可以利用快捷命令，南方CASS常用快捷命令：FF繪制多點(diǎn)房屋、W繪制圍墻、K繪制陡坎、D繪制電力線。

1.4 繪制的等高線失真

在南方CASS中直接使用坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件直接生成三角網(wǎng)，沒有考慮到實際地形情況，會出現(xiàn)三角網(wǎng)邊橫穿陡坎、山脊線等明顯不合理的現(xiàn)象，其繪制的等高線將失真，可以采取以下方法解決：

首先在建立地面高程（DTM）之前，應(yīng)注意檢查外業(yè)采集數(shù)據(jù)，剔除明顯不能代表當(dāng)?shù)馗叱痰乃椴近c(diǎn)，預(yù)先將山脊、山谷線、坡度變化線、地貌變向線和坡頂坡底線等地形線用復(fù)合線繪出，并注意繪制陡坎的輸入坎高，在建立DTM是考慮地形線和陡坎。另外通過三角網(wǎng)中的三角形進(jìn)行增加、刪除、調(diào)整等操作，建立DTM更加合理完善，可以繪出準(zhǔn)確逼真的等高線。

高速公路通常幾個標(biāo)段同時施工，每個標(biāo)段一般包括路基、橋梁及各種構(gòu)造物，如涵洞、中小橋、大橋少則幾座，多則十幾座，施工放樣任務(wù)十分繁重。由于全站儀、GPS在工程測量中的普遍應(yīng)用，其極坐標(biāo)放樣功能使測量工作出現(xiàn)錯誤主要集中為坐標(biāo)計算錯誤，如何快速準(zhǔn)確地計算坐標(biāo)是關(guān)鍵。首先放樣前先熟悉圖紙，根據(jù)圖紙計算出各個部位放樣點(diǎn)的坐標(biāo)，應(yīng)用南方CASS軟件進(jìn)行坐標(biāo)定位計算，可以避免坐標(biāo)計算錯誤，取得良好的施工測量效果。

2 參建工程實際運(yùn)用

2.1 工程概況

鳳臺大橋主橋[2]是四川省遂寧市中環(huán)線快速公路一部分，遂寧市船山區(qū)新橋鎮(zhèn)小壩村至鐘靈寺村，橋面全寬33.8 m，左右幅中間留有10 cm的間距分體式，全長2 078.89 m，東西兩岸有泥結(jié)石道路通過，下游涪江三橋連接左、右岸交通。

2.2 工程測量應(yīng)用可行性研究

鳳臺大橋主橋在測量放樣主要集中在平面上，在南方CASS軟件里，按照橋設(shè)計圖紙?zhí)峁┑某叽绾托螤?，?：1的比例繪制平面圖（如樁基的圓心點(diǎn)，承臺的構(gòu)造物尺寸，橋墩的尺寸，蓋梁的尺寸，橋面尺寸等等）。因南方CASS可以達(dá)到小數(shù)點(diǎn)后6位，平常我們輸入的點(diǎn)坐標(biāo)，小數(shù)點(diǎn)后只保留3位，完全可以滿足公路工程橋梁規(guī)范毫米級的要求。

3 南方CASS應(yīng)用步驟

3.1 設(shè)計圖紙審核

拿到圖紙后，利用測量員APP、道路軟件程序編程，審核圖紙上的使用的坐標(biāo)系，圖紙上使用什么坐標(biāo)系，在南方CASS里就使用什么坐標(biāo)系，對構(gòu)造物的尺寸進(jìn)行必要的復(fù)核，尤其是設(shè)計單位提供的樁位坐標(biāo)，高程等。

3.2 建立施工坐標(biāo)系

現(xiàn)以鳳臺大橋主橋，對各個操作步驟做詳細(xì)說明：在計算機(jī)上打開南方CASS，新建一個文件前，在使用的向?qū)У母呒壴O(shè)置中，對繪圖的數(shù)值精確度、角度及坐標(biāo)系等進(jìn)行設(shè)置（常用快捷命令DDIM）：單位采用（精度為小數(shù)點(diǎn)后4位以上），角度采用度/分/秒，角度起始方向N（北），角度采用順時針，越往順時針方向旋轉(zhuǎn)角度，方位角越大，最后以鳳臺大橋主橋起點(diǎn)樁號，終止樁號，橋面寬度進(jìn)行繪圖區(qū)域進(jìn)行設(shè)置。

由于南方CASS采用的是數(shù)學(xué)上常用的平面直角坐標(biāo)系，方向向上為Y向右為X，設(shè)計圖紙的坐標(biāo)系則是方向向下為X，向左為Y，二者X，Y方向相反。為了根現(xiàn)場施工測量的線路前進(jìn)方向一致，在輸入大橋構(gòu)造物坐標(biāo)時，先輸入Y坐標(biāo)，后輸入X坐標(biāo)。

3.3 繪制結(jié)構(gòu)物的平面圖

為了在南方CASS里繪圖過程中清晰反映整座橋的各部位的相互關(guān)系，又不互相干擾，可建立不同圖層，并且用不同的線型，顏色來表示不同的部位。由于橋梁的各個部位都與樁位中心線有相對應(yīng)關(guān)系，因此要利用設(shè)計提供或自己常規(guī)方法先計算好樁位坐標(biāo)。編輯好后，按坐標(biāo)在南方CASS里面繪制樁位平面布置圖，圖形單位比例取1個圖形單位等于1 m。畫好樁位后，用多段線連接圓心，就是樁位的中心線了。

但對于2 078.89 m長的鳳臺大橋，輸入工作量太大，在道路測量軟件程序里，可以批量生成樁位坐標(biāo)，應(yīng)用南方CASS軟件進(jìn)行展點(diǎn)，效率非常高。利用樁位中心線來確定其他部位（按照從下往上的順序，是所有樁基的圓心坐標(biāo)，承臺，橋墩和箱梁的平面位置）。畫好后和圖紙?zhí)峁┑臉痘鶊A心坐標(biāo)數(shù)據(jù)比較，和圖紙?zhí)峁┑臉?gòu)造物尺寸校核，可以很好的起到審核圖紙平面位置的效果。還應(yīng)檢查其樁位坐標(biāo)與計算值是否一致，如果有1 mm～2 mm誤差，也是可以忽略不計的。

3.4 從平面圖中獲得放樣點(diǎn)坐標(biāo)

平面圖繪制完畢后，就可以直接得到每個點(diǎn)的平面坐標(biāo)。通過南方CASS軟件點(diǎn)捕捉，用ZJZB快捷命令，在CASS圖里快速標(biāo)注出坐標(biāo)。

對于一些弧形物體，比如其他曲線橋梁的防撞欄坐標(biāo)，也可以在南方CASS里用ZJZB命令，快速獲得坐標(biāo)標(biāo)注。坐標(biāo)標(biāo)注標(biāo)好后，打印出來，再到現(xiàn)場輸入全站儀就可以放樣了。再高級一點(diǎn)，將標(biāo)注好的坐標(biāo)，輸入至EXCEL表格，轉(zhuǎn)化為*.dat文件格式，通過數(shù)據(jù)線或者U盤傳至全站儀，可以避免手工輸入操作的失誤，能夠?qū)崿F(xiàn)坐標(biāo)準(zhǔn)確的快速標(biāo)注。在實際操作中，也可以根據(jù)自己的喜好選擇適合方式。

3.5 采用南方CASS技術(shù)的效果

（1）采用南方CASS計算結(jié)構(gòu)物坐標(biāo)，能快速的對結(jié)構(gòu)物的每1個位置進(jìn)行坐標(biāo)標(biāo)注，進(jìn)行放樣方便快捷，準(zhǔn)確率非常高，大大降低了測量工作量，降低工作難度，既保證施工進(jìn)度也滿足了放樣精度的要求。一般1個中型項目（5 km以內(nèi)），測量數(shù)據(jù)可以在開工1～3個月的時間全部完成（不包括動態(tài)測量數(shù)據(jù)，如路基邊坡放樣，變形觀測等）。

（2）用南方CASS技術(shù)進(jìn)行定位測量得出的尺寸準(zhǔn)確，達(dá)到毫米級的精度，為現(xiàn)場施工提供可靠的測點(diǎn)數(shù)據(jù)。經(jīng)過對已施工工程部位完成后的復(fù)測，應(yīng)用南方CASS技術(shù)定位的各類橋梁、涵洞等構(gòu)造物的結(jié)構(gòu)尺寸、位置都符合設(shè)計要求，整體結(jié)構(gòu)外形平整順暢，尤其是曲線橋梁防撞護(hù)欄弧線，視覺效果較好。

（3）能最大限度地減少手工計算過程中造成的人為誤差或者差錯。在圖中得出的構(gòu)造物各點(diǎn)坐標(biāo)值雖然在計算機(jī)繪圖過程中可能因精度的原因造成一定的計算誤差，但都控制在規(guī)范允許范圍內(nèi)，對測量結(jié)果的影響微乎其微，忽略不計，不會造成影響。

4 小結(jié)

隨著我國公路建設(shè)快速發(fā)展，公路工程施工過程對測量精度要求越來越高，將南方CASS的成圖軟件功能廣泛應(yīng)用到工程測量實踐中，一定能夠大大提高了數(shù)字成圖效率，極大的減少了人為因素帶來的誤差，提高公路測量效率。

參考文獻(xiàn)：

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[4]周北輝，劉偉煜.CASS軟件在工程測量中應(yīng)用[J].建筑與預(yù)算，2018（9）：26-30.