CN109741453A - 基于catia工程图地质剖面图高程计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于CATIA工程图地质剖面图高程计算方法，包括如下步骤：在三维地质模型中指定剖面线；确定剖面线两端点的地理坐标；计算剖面线相关参数；获取三维地质模型XY平面正视图有关参数；定义剖面视图参数；根据以上定义的剖面参数绘制地质剖面图，得到剖面视图；获取剖面视图有关参数；求线段A、B两端点在剖面视图坐标系中的坐标；求剖面视图中心点到剖面视图底边的距离h；求剖面的最大高度；获取视图旋转后的视图相关参数；高程计算，剖面视图底高程Zy。本发明使得在工程图中自动绘制地质剖面图成为了可能，大大提高了地质模型的应用效率与水平。

Description

基于CATIA工程图地质剖面图高程计算方法

技术领域

本发明属于信息技术领域，具体涉及一种基于CATIA工程图地质剖面图高程计算的方法。

背景技术

采用CATIA软件进行三维地质建模，在水利水电行业得到了广泛的应用，但是对于CATIA工程图中自动绘制完整的二维地质剖面鲜有研究。

目前国内外学者对CATIA二维出图的研究主要集中在机械设计模块中通过视图变换等方法得到二维图或是利用CATIA二维图模块“Drafting”出二维图，但通过这些方法获得是剖面图的轮廓，并不能自动生成带标注和标尺完整的剖面图。

在工程图中自动绘制地质剖面图，必须要获取剖面图的高程，常规的方法是提取每一对象的高程值，以获取高程值的最大值和最小值，然后通过手动测量方式可以获得对象的高程参数，但很难自动获得测量对象高程参数。

如何在CATIA工程图中绘制地质剖面图时，能自动获取剖面图的高程一直是软件进行地质二维出图的难点，因此，研发一种基于CATIA工程图地质剖面图高程计算的方法成为了一项的迫切和重要的工作。

发明内容

本发明的目有在于克服上述现有背景技术的不足之处，而提供一种基于CATIA工程图地质剖面图高程计算的方法。它可以通过程序自动提取高程参数。

本发明的目的是通过如下措施来达到的：基于CATIA工程图地质剖面图高程计算方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)在三维地质模型中指定剖面线；

(2)确定剖面线两端点的地理坐标；

(3)计算剖面线相关参数，包括剖面线长度、剖面线倾角；

(4)获取三维地质模型XY平面正视图有关参数，包括正视图中心坐标、正视图比例；

(5)定义剖面视图参数，包括剖面线坐标、定义剖面图比例、定义剖面旋转方向、视图中心坐标；

(6)根据以上定义的剖面参数绘制地质剖面图，得到剖面视图；

(7)获取剖面视图有关参数，包括剖面视图中心坐标、剖面视图坐标原点、剖面视图比例、剖面视图边界；

(8)求线段A、B两端点在剖面视图坐标系中的坐标；

(9)求剖面视图中心点到剖面视图底边的距离h；

(10)求剖面的最大高度，要获取剖面图的最大顶高程，需要计算剖面的最大高度；

(11)旋转剖面视图；

(12)获取视图旋转后的视图相关参数，包括中心坐标、视图坐标系原点、视图比例；

(13)高程计算，剖面视图底高程Zy。

本发明提出一种基于CATIA工程图地质剖面图高程计算方法，它使得在工程图中自动绘制地质剖面图成为了可能，大大提高了地质模型的应用效率与水平。

附图说明

图1为本发明基于CATIA工程图地质剖面图高程计算方法的技术路线图。

图2为剖面端点示意图。

图3为未经旋转的剖面视图。

图4为图3的概化图。

图5为剖面视图坐标最值分布图。

图6为剖面视图中心点到底边的距离(h)示意图。

图7为剖面的最大高度示意图。

图8为Ymax不是实际剖面图高度最大值时示意图。

图9为旋转的剖面视图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅作举例而已。同时通过说明使本发明的优点更加清楚和容易理解。

参阅附图可知：基于CATIA工程图地质剖面图高程计算方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)在三维地质模型中指定剖面线；

(2)确定剖面线两端点的地理坐标；

(3)计算剖面线相关参数，包括剖面线长度、剖面线倾角；

(4)获取三维地质模型XY平面正视图有关参数，包括正视图中心坐标、正视图比例；

(5)定义剖面视图参数，包括剖面线坐标、定义剖面图比例、定义剖面旋转方向、视图中心坐标；

(6)根据以上定义的剖面参数绘制地质剖面图，得到剖面视图；

(7)获取剖面视图有关参数，包括剖面视图中心坐标、剖面视图坐标原点、剖面视图比例、剖面视图边界；

(8)求线段A、B两端点在剖面视图坐标系中的坐标；

(9)求剖面视图中心点到剖面视图底边的距离h；

(10)求剖面的最大高度，要获取剖面图的最大顶高程，需要计算剖面的最大高度；

(11)旋转剖面视图；

(12)获取视图旋转后的视图相关参数，包括中心坐标、视图坐标系原点、视图比例；

(13)高程计算，剖面视图底高程Zy。如图1所示。

具体的步骤如下：

(1)打开三维地质模型；

(2)选择需要输出的剖面；

(3)输入剖面线两端点的地理坐标A(Xa，Ya)，B(Xb，Yb))，如

图2所示；

(4)计算剖面线相关参数:

1)剖面线长度L

2)剖面线倾角

(5)获取正视图有关参数(三维地质模型XY平面正视图)

1)正视图中心坐标:

Xc＝DrawingView.x

Yc＝DrawingView.y

2)正视图比例：

Scale_z＝DrawingView.Scale

(6)定义剖面视图参数

1)剖面线坐标：定义剖面坐标为剖面线的地理坐标，即A、B坐标。

2)定义剖面图比例：输入剖面图比例(Scale_p)或与正视图比例一致(Scale_p＝Scale_z)。

3)定义剖面旋转方向:顺时针方位为0，逆时针方向为1。

4)视图中心坐标:与正视图的视图中心坐标相同(Xc，Yc)。

(7)根据以上定义的剖面参数绘制地质剖面图，得到剖面视图(如图3所示)。

(8)获取剖面视图有关参数

1)剖面视图中心坐标：

Xm＝DrawingView.x

Ym＝DrawingView.y

2)剖面视图坐标原点:

Xo＝DrawingView.xAxisData

Yo＝DrawingView.yAxisData

3)剖面视图比例

Scale＝DrawingView.scale

4)剖面视图边界：

Dim m Size (3)

Dim mDrawingView As DrawingView

MDrawingView.Size(m Size)

Xmin＝m Size (0)

Xmax＝m Size (1)

Ymin＝m Size (2)

Ymax＝＝m Size (3)

(9)求线段A、B点在剖面视图坐标系中的坐标：

将图3概化为图4，设在视图坐标系中AB线段端点坐标为A(X’a，Y’a)，B(X’b，Y’b)。

有：

根据视图边界定义有：

Y’a＝Ymin；X’b＝Xmax

因此：

由此解得：

L和tanα通过(1)、(2)式求得，如图5所示。

(10)求剖面视图中心点到剖面视图底边的距离h，见图6：由于地质剖面线的地表线较复杂，为非规则的几何体，图形的垂直中心点往往不是图形高度的1/2。

M点为剖面视图中心点，通过第6步获取，三角形⊿MAB的面积⊿S有：

特例：

①当α等于0时，h＝Ym-Ymin

②当α等于90时，h＝Xm-Xmax

③当α等于-90时，h＝Xm-Xmin

④当α等于180时，h＝Ym-Ymax

(11)求剖面的最大高度

要获取剖面图的最大顶高程，需要计算剖面的最大高度。经上面相关推导，可以得出如图7所示。

从图7可以看出有：

h2×cosα+L×sinα＝Ymax-Ymin

令Dy＝Ymax-Ymin

同理：从图8可以看出有：

令Dx＝Xmax-Xmin

由此，剖面图的高度H:

H＝max{h1，h2}

讨论：①当α等于0时或等于180°时，H＝Ymax-Ymin

②当α等于90时或等于-90°时，H＝Xmax-Xmin

③当用DrawingView.Size函数获得的最大值或最小不是实际剖面图的最大高或最小值时，如图9Ymax不是实际剖面图高度最大值，上述方法获取剖面图高度的最大值不准确，需人工提取高程值。

(12)旋转剖面视图：

计算旋转角度β，经研究，CATIA工程图中剖面视图方向的定义为：右水平方向为起点为0，逆时针旋转角度为正值，范围0-180，顺时针方向旋转角度为负值，范围0-180°

当Yb>＝Ya且Xb>＝Xa

β＝α

当Yb>＝Ya且Xb<Xa

β＝180-α

当Yb<＝Ya且Xb>＝Xa

β＝-α

当Yb<＝Ya且Xb<Xa

β＝α-180

旋转后的图形如图10所示。

(13)获取视图旋转后的视图相关参数

1)中心坐标:

DrawingView.x

DrawingView.y

2)视图坐标系原点:

DrawingView.xAxisData

DrawingView.yAxisData

3)视图比例

DrawingView.scale

(14)高程计算:

剖面视图底高程Zy

Dim zy As Double

zy＝((drawingView.y-drawingView.yAxisData)–h/Scale_z)*rawingView.scale

剖面视图顶高程level＝zy+H/DrawingView.scale。其它未说明的部分均属于现有技术。

Claims (1)

1.基于CATIA工程图地质剖面图高程计算方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)在三维地质模型中指定剖面线；

(2)确定剖面线两端点的地理坐标；

(3)计算剖面线相关参数，包括剖面线长度、剖面线倾角；

(4)获取三维地质模型XY平面正视图有关参数，包括正视图中心坐标、正视图比例；

(5)定义剖面视图参数，包括剖面线坐标、定义剖面图比例、定义剖面旋转方向、视图中心坐标；

(6)根据以上定义的剖面参数绘制地质剖面图，得到剖面视图；

(7)获取剖面视图有关参数，包括剖面视图中心坐标、剖面视图坐标原点、剖面视图比例、剖面视图边界；

(8)求线段A、B两端点在剖面视图坐标系中的坐标；

(9)求剖面视图中心点到剖面视图底边的距离h；

(10)求剖面的最大高度，要获取剖面图的最大顶高程，需要计算剖面的最大高度；

(11)旋转剖面视图；

(12)获取视图旋转后的视图相关参数，包括中心坐标、视图坐标系原点、视图比例；

(13)高程计算，剖面视图底高程Zy。