CN113408033B - 水利工程测量中的横断面成图方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水利工程测量中的横断面成图方法，S1，导入设计路线数据，绘制出设计路线；S2，配置横断面属性；S3，按照横断面间距依次计算各横断面的断面线中心点坐标和断面线的左、右基点坐标；S4，生成RTK识别的横断面基点文件；S5，导入外业测量的各断面点数据；S6，将每个断面点分别与每条断面线的左、右基点构造三角形；S7，配置断面线阈值；S8，将各横断面附近的测量数据和计算出的该测量数据所代表的断面点对应的垂足点到断面线中心点的距离D，按照数据组织格式整理为一个新的数据集F；S9，按垂足点到断面线中心点的距离D由小到大进行排序，形成新的数据集F’；S10，依次将数据集F’中的测量数据绘制出来，形成横断面图。
Description
技术领域
本发明涉及水利工程中的外业测量领域，尤其是涉及水利工程测量中的横断面成图方法。
背景技术
随着CORS（连续运行卫星定位服务综合系统）网络的全面推广，传统使用全站仪施测断面的方法逐步被淘汰。目前外业主要使用RTK（英文Real - time kinematic的缩写，实时动态差分技术）作为断面测量的重要手段；但从外业测量数据到真正的断面成图还需很多工作来做：首先需要根据已知的设计线路，批量生成断面线数据，再以特定格式导出，外业测量人员根据导出的断面线数据进行实地放样。外业人员实地测量的断面数据，需要批量转换为断面图和报表两种形式。目前市场上断面成图软件集成化程度不高，把设计线路生成断面线，与实测数据生成断面图表两者相结合，且符合水利工程要求的软件目前还没有。
发明内容
本发明目的在于提供一种水利工程测量中的横断面成图方法。
为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：
本发明所述水利工程测量中的横断面成图方法，括下述步骤：
S1，导入设计路线数据，自动绘制出设计路线；
S2，配置横断面属性；所述横断面属性包括横断面间距和横断面长度；
S3，按照所述横断面间距依次计算各横断面的断面线中心点坐标和断面线的左、右基点坐标；
S4，自动生成RTK识别的横断面基点文件；
S5，导入外业测量的各断面点数据；
S6，将每个所述断面点分别与每条所述断面线的左、右基点构造三角形，以该断面点为基点向断面线做垂线，计算垂足点的坐标、垂足点到断面线中心点的距离D和所述垂足点到断面点的距离L；
S7，配置断面线阈值，根据所述断面线阈值筛选出各个横断面附近的测量数据；
S8，根据S7步中筛选的结果，将各个横断面附近的测量数据和S6步中计算得出的该测量数据所代表的断面点对应的垂足点到断面线中心点的距离D，按照数据组织格式整理为一个新的数据集F；
S9，按垂足点到断面线中心点的距离D由小到大进行排序，形成新的数据集F’；
S10，依次将数据集F’中的测量数据绘制出来，形成横断面图，同时将所述数据集F’生成断面数据表。
优选地，S3步中，所述计算过程反复利用坐标正算和坐标反算数学公式来计算每个横断面的所述断面线中心点坐标和所述断面线的左右基点坐标。
优选地，S6中，所述计算反复利用坐标正算和坐标反算数学公式来计算所述垂足点的坐标、垂足点到所述断面线中心点的距离D和垂足点到所述断面点的距离L。
优选地，S7步中，所述筛选出各个横断面附近的测量数据的过程是通过判断S6步中所述垂足点到所述断面点的距离Ｌ与所述断面线阈值的关系，即：当L小于等于断面线阈值时，则该断面点为该断面附近的测量数据；当L大于断面线阈值时，则该断面点不是该断面附近的测量数据。
优选地，S10中，所述横断面图、断面数据表为txt文档或者cad制图软件能够识别的文档。
本发明优点在于根据设计线路资料，自动生成横断面线，并根据外业测量数据，智能选择符合点位精度要求的点作为横断面点或者纵断面点，并根据断面点自动生成符合水利要求的纵、横断面图，实现横断面成图自动化，节约时间成本，提高工作效率。
附图说明
图1是本发明所述方法的流程图。
图2是本发明方法所生成的横断面图。
图3是本发明方法所生成的成果表。
图4是本发明所述方法的示意图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1和图4所示，本发明所述水利工程测量中的横断面成图方法，包括下述步骤：
S1，导入设计路线数据，自动绘制出设计路线1；所述设计路线数据由设计方提供，其格式为：序号，X，Y，转弯半径；其中X和Y表示坐标值；
例如，某设计线路数据如下所示：
1,3697394.274,473468.902,0.000
2,3708706.744,484701.259,1500.000
3,3706191.516,495454.010,800.000
4,3712680.396,506384.580,2000.000
5,3708591.133,518374.143,0.000
………………
其中第一行所代表的含义为：设计路线上序号为1的点，其X坐标为3697394.274，Y坐标为473468.902，转弯半径为0；
S2，配置横断面属性；所述横断面属性包括横断面间距和横断面长度；
S3，按照横断面间距计算横断面的断面线中心点2坐标和断面线的左基点3坐标和右基点4坐标；整条设计路线1根据S2步中配置的横断面间距设置了若干个横断面，每个横断面均有一条断面线5；所述断面线5垂直于设计路线1，并与设计路线1处于同一水平面内；断面线5长度等于S2步中配置的横断面长度，其与设计路线1的交点为断面线中心点2，且断面线中心点2将该断面线平均分为两段；其中，按照路线前进方向（图4中虚线箭头指示的方向为路线前进方向），断面线中心点2左侧的断面线终点为断面线的左基点3；断面线中心点2右侧的断面线终点为断面线右基点4；所述的路线前进方向为按照S1步中设计路线数据中序号由小到大所指示的路线方向；
依据S1步中设计路线1上已知点数据、横断面间距和横断面长度，反复利用坐标正算和坐标反算数学公式，计算出每个横断面的左基点3坐标、右基点4坐标和横断面的断面线中心点2坐标；
S4，自动生成可供南方RTK仪器识别的横断面基点文件；所述横断面基点文件的格式为：ZHZ，N，E，H,,ZHY，N，E，H，，起点里程，断面序号；
其中，所述断面序号为横断面的顺序编号，为横断面的识别码；起点里程代表南方RTK仪器测量断面线5左基点3的起算值，也就是说，该值为0时，测量数据代表该测量仪器到左基点3的距离；当该值为10时，测量数据代表测量仪器到左基点3的距离加上起算值10；ZHZ代表左基点3桩号；ZHY代表右基点4桩号；N和E分别代表该基点的X和Y的坐标值；H代表该基点的高程值；
例如，某基点文件的具体数据如下所示：
0+000L,3844273.715,401663.8468,0,,0+000R,3844136.866,401809.6969,0,,0, 1
0+100L,3844311.368,401701.3737,0,, 0+100R,3844169.977,401842.8258,0,,0, 2
0+200L,3844346.731,401736.7213,0,, 0+200R,3844205.34,401878.1735,0,,0, 3
………………
其中第一行所代表的含义为：第一个横断面，其左基点3的起点里程为0，其中左基点3桩号为0+000L ，X坐标为3844273.715，Y坐标为401663.8468，高程H为0，右基点4桩号为0+000R，X坐标为3844136.866，Y坐标为401809.6969，高程H为0；
其中第二行所代表的含义为：第二个横断面，其左基点3的起点里程为0，其中左基点3桩号为0+100L ，X坐标为3844311.368，Y坐标为401701.3737，高程H为0，右基点4桩号为0+100R，X坐标为3844169.977，Y坐标为401842.8258，高程H为0；
S5，导入外业测量数据，数据导入格式为：序号,断面点6属性, Y, X, H；
例如，导入的外业测量数据具体如下所示：
1,水边,491919.651,3706209.009,30.050
2,水边,491927.131,3706234.953,31.050
3,右堤顶,491956.240,3706335.923,30.300
4,左堤角,491925.111,3706271.803,27.247
5,中心点,491924.088,3706269.796,27.331
……………………………………
其中第一行所代表的含义为：断面点6编号为1，断面点6属性为水边，断面点6的X坐标为491919.651，Y坐标为3706209.009，高程H为30.050；
S6，将每个断面点6分别与对应的断面线5的左基点3和右基点4构造三角形（如图4中双点划线所示），以该断面点6为基点向断面线5做垂线，反复利用坐标正算和坐标反算数学公式计算垂足点7的坐标、垂足点7到断面线中心点2的距离D和垂足点7到断面点6的距离L；
S7，配置断面线阈值；根据断面线阈值筛选出各个断面附近的测量数据；
例如，断面线阈值配置为0.5米，筛选第一个横断面附近的测量数据时，首先将每个断面点6与第一断面线5的左基点3和右基点4构造三角形，求出每个断面点6与该断面线5的垂足点7的坐标、垂足点7到断面线中心点2的距离D和垂足点7到断面点6的距离L；然后判断Ｌ与断面线阈值的关系，即当L小于等于0.5米时，则该断面点6为第一个横断面附近的测量数据；当L大于0.5米时，则该断面点6不是第一个横断面附近的测量数据；
筛选第二、第三横断面附近的测量数据时，重复筛选第一个横断面附近测量数据时的过程；
S8，根据S1.7步中筛选的结果，将各个横断面附近的测量数据和S1.6步中计算得出的该测量数据所代表的断面点6对应的垂足点7到断面线中心点2的距离D，按照数据组织格式整理为一个新的数据集F；数据组织格式为：垂足点7到断面线中心点2的距离D和测量数据中的断面点6属性、X、Y和H；
S9，按垂足点7到断面线中心点2的距离D由小到大进行排序，形成新的数据集F’；
S10，依次将数据集F’中的测量数据绘制出来，形成横断面图，如图2所示，同时将数据集F’生成断面数据表，如图3所示；
S11，将成果文件分享给相关的工作人员，实现成果共享，提高工作效率；成果文件为txt文档或者cad制图软件能够识别的文档。
Claims (4)
1.一种水利工程测量中的横断面成图方法，其特征在于：包括下述步骤：
S1，导入设计路线数据，自动绘制出设计路线；
S2，配置横断面属性；所述横断面属性包括横断面间距和横断面长度；
S3，按照所述横断面间距依次计算各横断面的断面线中心点坐标和断面线的左、右基点坐标；
S4，自动生成RTK识别的横断面基点文件；
S5，导入外业测量的各断面点数据；
S6，将每个所述断面点分别与每条所述断面线的左、右基点构造三角形，以该断面点为基点向断面线做垂线，计算垂足点的坐标、垂足点到断面线中心点的距离D和所述垂足点到断面点的距离L；
S7，配置断面线阈值，根据所述断面线阈值筛选出各个横断面附近的测量数据；所述筛选出各个横断面附近的测量数据的过程是通过判断S6步中所述垂足点到所述断面点的距离Ｌ与所述断面线阈值的关系，即：当L小于等于断面线阈值时，则该断面点为该断面附近的测量数据；当L大于断面线阈值时，则该断面点不是该断面附近的测量数据；
S8，根据S7步中筛选的结果，将各个横断面附近的测量数据和S6步中计算得出的该测量数据所代表的断面点对应的垂足点到断面线中心点的距离D，按照数据组织格式整理为一个新的数据集F；
S9，按垂足点到断面线中心点的距离D由小到大进行排序，形成新的数据集F’；
S10，依次将数据集F’中的测量数据绘制出来，形成横断面图，同时将所述数据集F’生成断面数据表。
2.根据权利要求1所述水利工程测量中的横断面成图方法，其特征在于：S3步中，计算过程反复利用坐标正算和坐标反算数学公式来计算每个横断面的所述断面线中心点坐标和所述断面线的左右基点坐标。
3.根据权利要求1所述水利工程测量中的横断面成图方法，其特征在于：S6中，所述计算反复利用坐标正算和坐标反算数学公式来计算所述垂足点的坐标、垂足点到所述断面线中心点的距离D和垂足点到所述断面点的距离L。
4.根据权利要求1所述水利工程测量中的横断面成图方法，其特征在于：S10中，所述横断面图、断面数据表为txt文档或者cad制图软件能够识别的文档。
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