CN116431747A - 测绘断面数据处理方法 - Google Patents

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CN116431747A CN202310216457.5A CN202310216457A CN116431747A CN 116431747 A CN116431747 A CN 116431747A CN 202310216457 A CN202310216457 A CN 202310216457A CN 116431747 A CN116431747 A CN 116431747A
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余小明
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Abstract

本发明涉及测绘数据处理方法，提供一种测绘断面数据处理方法，包括如下步骤：S1.获取断面中心线、断面线以及断面点数据，并采用GIS技术进行可视化表达；S2.对所述断面点进行重复点检查和剔除，对所述断面线进行方向的检查和编辑；S3.采用GIS技术构建所述断面点、所述断面线和所述断面中心线之间关系；S4.根据所述断面点、所述断面线和所述断面中心线之间的关系数据生成断面成果图；S5.导出断面成果数据。本发明测绘断面数据处理方法基于GIS技术对断面数据之间的空间关系和数值进行计算，以可视化界面展现数据处理过程，具有极高的处理效率，能够获取详细准确真实的断面数据，对缩短项目工期起到了积极的作用。

Description

测绘断面数据处理方法
技术领域
本发明涉及测绘数据处理方法，具体地，涉及一种测绘断面数据处理方法。
背景技术
断面测量是对某一方向剖面的地面起伏进行的测量工作，也是一项重要的测绘工作，在水利、电力、道路等各种工程建设中，都需要进行大量的断面测量工作。断面测量工作包括断面线设计、外业断面点测量、断面数据处理以及断面成果数据导出等方面，而断面数据的分析、处理及成果整理是其中最重要的环节。特别在进行大量的断面测量任务以及海量的断面数据时，断面数据的处理就显得尤为重要。
现有的断面数据处理方法主要是利用CAD和Excel，经过复杂的流程将断面点和断面线建立对应关系，通过编写多个宏命令或者函数的方式，完成各种数据的计算，并制作不同格式的成果数据。
然而现有的断面数据处理步骤繁琐，在处理过程中需要将数据在CAD和Excel中反复导入计算，容易出错，一旦出现错误，无法查找错误缘由；整个处理过程不能可视化，特别是断面点和断面线之间的关系，主要表现为空间关系，而现有的方法流程无法体现这一关系；流程固定，数据处理只能按照既定的流程进行，不能中断流程，而实际工作中，断面数据的修改非常频繁，一旦出现变化，所有流程必须重新计算；查找问题困难，针对最后成果进行检查，如出现问题无法回溯，很难锁定问题所在；处理效率低，每处理一条断面，该方法需要遍历所有断面点，其效率随着断面点数量增加而增加，当断面点数据达到十万以上时，需要花费大量时间进行遍历计算。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种测绘断面数据处理方法，该测绘断面数据处理方法能够以可视化界面展现数据处理过程，能够大批量高效率的进行数据处理。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种测绘断面数据处理方法，包括如下步骤：
S1.获取断面中心线、断面线以及断面点数据，并采用GIS技术进行可视化表达；
S2.对所述断面点进行重复点检查和剔除，对所述断面线进行方向的检查和编辑；
S3.采用GIS技术构建所述断面点、所述断面线和所述断面中心线之间关系；
S4.根据所述断面点、所述断面线和所述断面中心线之间的关系数据生成断面成果图；
S5.导出断面成果数据。
具体地，在步骤S2中，对所述断面点进行重复点检查和剔除包括如下步骤：
a.遍历断面点数据集合U1，获取当前断面点dm_PointN，并进行缓冲区分析，获得对应的缓冲区面dm_PointN_Buffer；
b.计算所述缓冲区面dm_PointN_Buffer的最小外接矩形dm_PointN_Buffer_Bbox，将所述最小外接矩形dm_PointN_Buffer_Bbox与所述集合U1进行空间相交操作，获取落在所述最小外接矩形dm_PointN_Buffer_Bbox内的断面点集合U2；
c.在所述集合U2中除去所述断面点dm_PointN，将剩余断面点唯一标示记录在重复点集合List中存储；
d.遍历下一个断面点dm_PointN+1，判断所述断面点dm_PointN+1唯一标示是否包含在所述集合List中，如果包含，重复步骤d，如果不包含，重复步骤a-d；
e.完成所述集合U1的遍历操作，删除所述集合List中存储的断面点数据；
其中，N初始值为1。
具体地，在步骤S2中，对所述断面线进行方向的检查和编辑包括遍历断面线集合，并进行如下处理：
A.获取当前断面线dmLineN，将所述断面线dmLineN和所述断面中心线做相交操作，其中
若得出交点dmLineN_Jpoint，则
A1.将所述断面中心线以所述断面中心线的节点进行分割，获取多条直线段集合dmCenter_Line_List，遍历所述集合dmCenter_Line_List，获取当前直线段dmCenter_LineN，计算所述交点dmLineN_Jpoint距离所述直线段dmCenter_LineN的距离d，并存储在集合dList中；
A2.查询所述集合dList中最小值，并获取对应的所述集合dmCenter_Line_List中的直线段dmCenter_Line_dmin；
A3.将所述断面线dmLineN和所述直线段dmCenter_Line_dmin进行向量表示，采用向量叉乘原理判断向量的方向性，若向量叉乘值大于零，所述断面线dmLineN的方向符合标准，若向量叉乘值大于零，将所述断面线dmLineN的起点与终点交换；
若无交点，则获取断面线dmLineN+1，遍历下一个断面线dmLineN+1，重复所述步骤A，直至完成所述断面线集合的遍历操作；
其中，N初始值为1。
具体地，断面数据处理包括如下步骤：
S31.计算所述断面线与所述断面中心线交点，得出断面线基点；
S32.计算所述断面基点至所述断面中心线的起点的沿线长度，得出断面里程数据，并记录在对应的所述断面线的属性中；
S33.采用所述GIS技术的缓存区分析，将所述断面线与所述断面点匹配；
S34.将所述断面点投影至相匹配的所述断面线上，得出投影点T，计算所述投影点T与该断面线的起点之间的距离，获取所述断面点起点距；
S35.采用所述断面基点两边的相匹配的所述断面点的坐标内插计算，以获取所述断面线基点高程。
具体地，在步骤S32中，计算所述断面里程数据包括遍历断面线集合，并进行如下处理：
S321.获取当前断面线dmLineN的基点JN，并将所述断面中心线以所述断面中心线的节点分隔，获取多条直线段集合dmCenter_Line_List；
S322.遍历所述集合dmCenter_Line_List，获取当前直线段dmCenter_LineN，计算所述基点J距离所述直线段dmCenter_LineN的距离d，并存储在集合dList；
S323.查询所述集合dList中最小值，并获取对应的所述集合dmCenter_Line_List中的直线段dmCenter_Line_dmin，提取所述dmCenter_Line_dmin在所述集合dmCenter_Line_List的索引号index_current；
S324.计算所述基点J到所述直线段dmCenter_Line_dmin的起点的距离sum1，遍历所述集合dmCenter_Line_List，计算其中索引号小于index_current的直线段的长度总和sum2，将sum1与sum2相加得出所述断面线dmLineN的断面里程dm_li，并记录在所述断面线dmLineN的断面属性中；
S325.获取下一个断面线dmLineN+1的基点JN+1，重复步骤S322-S325，直至完成所述断面线集合的遍历操作；
其中，N的初始值为1。
具体地，在步骤S33中，所述断面点匹配包括遍历断面线集合，并进行如下处理：
S331.获取当前断面线dmLineN，生成所述断面线dmLineN固定阈值D的缓冲区间B，计算所述缓冲区间B的最小矩形B_Min，检索出落在所述最小矩形B_Min内的断面点集合P_B_Min，
S332.遍历所述集合P_B_Min，保留落在所述缓冲区间B内的断面点，形成与所述断面线dmLineN匹配的断面点集合；
S333.获取下一个断面线dmLineN+1，重复步骤S331-S333，直至完成所述断面线集合的遍历操作；
其中，N的初始值为1。
具体地，在步骤S35中，所述断面线基点高程计算包括遍历断面线集合，并进行如下处理：
S351.获取当前断面线dmLineN，检索所述断面线dmLineN匹配的断面点集合dmPointList和基点JN；
S352.对所述集合dmPointList中断面点按起点距排序，并与所述基点JN的起点距对比，获取所述基点JN在所述断面线dmLineN方向上两侧距离最近的断面点P1和断面点P2；
S353.根据以下式子计算所述基点JN的高程值Z3：
Z3＝Z1+D1×(Z2-Z1)/(D1+D2)
其中，D1为所述断面点P1与所述基点JN的起点距差值，Z1为所述断面点P1的高程值，D2为所述断面点P2与所述基点JN的起点距差值，Z2为所述断面点P2的高程值；
S354.获取下一个断面线dmLineN+1，重复步骤S351-S354，直至完成所述断面线集合的遍历操作；
其中，N的初始值为1。
具体地，在步骤S4中，获取所有断面点的最大起点距和最小起点距，统一所述断面成果图图表边框，对所述断面线集合进行遍历操作，并进行如下处理：
S41.获取当前断面线dmLineN，将所述断面线dmLineN匹配的断面点按照起点距排序，并将所述断面点起点距作为X轴，将所述断面点高程值作为Y轴，重新组成系列点坐标，将所述系列点坐标作为节点，以组成断面剖面线dmLine_p；
S42.根据所述断面线dmLineN匹配的断面点的最大起点距、最小起点距、最大高程值和最小高程值，构建所述断面剖面线dmLine_p的格网；
S43.根据所述断面线dmLineN在所述断面线集合中的索引号，按照断面剖面图的排列规则和数量，对所述断面线dmLineN的剖面图和格网进行偏移；
S44.获取下一个断面线dmLineN+1，重复步骤S41-S44，直至完成所述断面线集合的遍历操作；
其中，N的初始值为1。
优选地，在步骤S1中，采用空间数据库Spatialite将所述断面中心线、所述断面线以及所述断面点的数据作为工程文件进行存储。
具体地，所述断面成果数据包括断面点文件、断面成果图、断面绘图文件、基点成果表以及断面信息表。
通过上述方案，本发明的有益效果如下：
本发明测绘断面数据处理方法基于GIS技术对断面数据之间的空间关系和数值进行计算，能够进行大量的数据处理，且能够以可视化界面展现数据处理过程，对断面点进行重复点检查和剔除，以及对断面线进行方向的检查和编辑，极大地提高处理效率，且能够获取详细准确真实的断面数据，对缩短项目工期起到了积极的作用。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明测绘断面数据处理方法的步骤图；
图2是本发明测绘断面数据处理方法的一种具体实施例的流程图；
图3是河道断面线和断面点的示意图；
图4是断面点、断面线和断面中心线的平面位置图(整体)；
图5是断面点、断面线和断面中心线的平面位置图(细节)；
图6是断面线和断面中心线的方向示意图；
图7是断面线与断面点的匹配示意图；
图8是只有一个投影点情况下的断面点起点距的计算示意图；
图9是无投影点情况下的断面点起点距的计算示意图；
图10是多投影点情况下的断面点起点距的计算示意图；
图11是断面线基点高程的计算示意图；
图12是断面线成果图的示意图；
图13是断面处理软件的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明实施例。
本发明提供了一种测绘断面数据处理方法，参见图1，作为本发明测绘断面数据处理方法的一种具体实施例，包括如下步骤：
S1.获取断面中心线、断面线以及断面点数据，并采用GIS技术进行可视化表达；
S2.对所述断面点进行重复点检查和剔除，对所述断面线进行方向的检查和编辑；
S3.采用GIS技术构建所述断面点、所述断面线和所述断面中心线之间关系；
S4.根据所述断面点、所述断面线和所述断面中心线之间的关系数据生成断面成果图；
S5.导出断面成果数据。
本发明测绘断面数据处理方法是基于GIS(地理信息系统)技术对断面数据之间的空间关系和数值进行计算，地理信息系统是一种空间信息系统，在计算机硬、软件系统支持下，能够对整个或部分地球表层空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述。
参见图2，需要先获取断面数据，将断面点、断面线和断面中心线进行数据导入，其中，断面点为外业测绘实际采集的地形断面数据，优选情况下可采用RTK(载波相位差分)技术进行断面点采集；断面线和断面中心线为设计成果，可通过CAD进行设计布设，其主要参数包括断面中心线位置、断面长度和断面间距。利用GIS技术可将断面点、断面线和断面中心线进行可视化表达，其平面空间位置关系如图4和图5所示，在数据处理过程中，能够直观的知晓断面数据之间的空间关系。
另外，在对断面点进行测量时，陆地断面点可采用人工携带RTX测量仪进行测量，水下断面点可采用单波束或多波束探测仪，在沼泽水浅的地方也可人工携带RTX测量仪，通过摸浅方式进行测量。如图3所示，断面点采集密度以能够充分反映地形变化为原则，在平坦地区最大点距不大于20m，地形变换转折点均要实测，断面点精度按照不同比例符合相应测量规范。外业实测的断面点的成果格式采用dat格式，包括断面点的平面坐标和高程，一种具体实施方式如表1所示：
序号 备注 X坐标 Y坐标 高程
1 db 5348.824 6509.699 0.272
2 dd 3434.434 8099.797 0.416
3 gb 5467.088 5695.249 0.478
4 gd 6543.334 6763.697 0.079
5 3575.866 4563.354 0.047
6 7538.767 2670.938 0.692
7 9644.685 3460.227 0.592
8 gb 5434.239 7579.848 0.272
9 dj 9564.348 6589.609 0.968
表1断面点数据成果
需要说明的是，在步骤S1中，外业实测的断面点以dat文件保存，规划设计的断面线和断面中心线以DXF文件存储，上述断面数据都具有空间信息，为了处理方便，优选情况下，采用具有空间操作能力的空间数据库Spatialite将所述断面中心线、所述断面线以及所述断面点的数据作为工程文件进行存储，Spatialite空间数据库体积小，不需要安装，便于移动和保存，其数据表构建如表2-5所示：
Figure BDA0004115108510000091
Figure BDA0004115108510000101
表2断面点数据表
cid name type notnull dflt_value pk
1 0 PK_UID INTEGER 0 NULL 1
2 1 name TEXT 0 NULL 0
3 2 Geometry LINESTRING 0 NULL 0
表3断面中心线数据表
cid name type notnull dflt_value pk
1 0 PK_UID INTEGER 0 NULL 1
2 1 name TEXT 0 NULL 0
3 2 direction DOUBLE 0 NULL 0
4 3 length DOUBLE 0 NULL 0
5 4 mileage DOUBLE 0 NULL 0
6 5 base_pt_x DOUBLE 0 NULL 0
7 6 base_pt_y DOUBLE 0 NULL 0
8 7 base_pt_z DOUBLE 0 NULL 0
9 8 Geometry LINESTRING 0 NULL 0
表4横断面线数据表
Figure BDA0004115108510000102
Figure BDA0004115108510000111
表5纵断面线数据表
cid name type notnull dflt_value pk
1 0 PK_UID INTEGER 0 NULL 1
2 1 name TEXT 0 NULL 0
3 2 value TEXT 0 NULL 0
图6工程数据表
参见图2，在数据导入之后，需要对数据进行预处理。在准备断面点数据时，由于人为因素，会存在多次导入相同的断面点数据，以及由于外业数据采集过程中仪器故障，导致存在X坐标和Y坐标相同的断面点，因此，在步骤S2中，需要对断面点进行重复点检查和剔除，其包括如下步骤：
a.遍历断面点数据集合U1，获取当前断面点dm_PointN，并进行缓冲区分析，获得对应的缓冲区面dm_PointN_Buffer，优选情况下采用缓冲距离为0.001米的缓冲区面dm_PointN_Buffer；
b.计算所述缓冲区面dm_PointN_Buffer的最小外接矩形dm_PointN_Buffer_Bbox，将所述最小外接矩形dm_PointN_Buffer_Bbox与所述集合U1进行空间相交操作(GIS技术)，获取落在所述最小外接矩形dm_PointN_Buffer_Bbox内的断面点集合U2；
c.在所述集合U2中除去所述断面点dm_PointN，将剩余断面点唯一标示记录在重复点集合List中存储；
d.遍历下一个断面点dm_PointN+1，判断所述断面点dm_PointN+1唯一标示是否包含在所述集合List中，如果包含，重复步骤d，如果不包含，重复步骤a-d；
e.完成所述集合U1的遍历操作，删除所述集合List中存储的断面点数据；
其中，N初始值为1。
另外，断面数据成果数据具有方向性，该方向和断面中心线的方向以及断面线方向有关，在数据处理过程中，需对该方向进行统一，并确保正确，在步骤S2中，需要对所述断面线进行方向的检查和编辑，其主要采用程序自动处理，以图6所示，断面线方向标准为面朝断面中心线的方向，左为断面线的起点，右为断面线的终点，断面线的方向为从左到右，具体地，对所述断面线进行方向的检查和编辑包括遍历断面线集合，并进行如下处理：
A.获取当前断面线dmLineN，将所述断面线dmLineN和所述断面中心线做相交操作，其中
若得出交点dmLineN_Jpoint，则
A1.将所述断面中心线以所述断面中心线的节点进行分割，获取多条直线段集合dmCenter_Line_List，遍历所述集合dmCenter_Line_List，获取当前直线段dmCenter_LineN，计算所述交点dmLineN_Jpoint距离所述直线段dmCenter_LineN的距离d，并存储在集合dList中；需要说明的是，断面中心线不是直线，而是由多个转折节点构成的多段线，断面中心线的节点为该多段线的转折节点；
A2.查询所述集合dList中最小值(该最小值一般为0)，并获取对应的所述集合dmCenter_Line_List中的直线段dmCenter_Line_dmin；
A3.将所述断面线dmLineN和所述直线段dmCenter_Line_dmin进行向量表示，采用向量叉乘原理判断向量的方向性，若向量叉乘值大于零，所述断面线dmLineN的方向符合标准，若向量叉乘值大于零，将所述断面线dmLineN的起点与终点交换；以断面线dmLine1为例，其起点坐标为(x0，y0)，终点坐标为(x1，y1)，向量标示为(x_dm，y_dm)，则x_dm＝x1-x0，y_dm＝y1-y0，断面线dmLine1对应的直线段dmCenter_Line_dmin的起点坐标为(x3，y3)，终点坐标为(x4，y4)，向量标示为(x_dm_center，y_dm_center)，则x_dm_center＝x4-x3，y_dm_center＝y4-y3，向量叉乘值cValue＝x_dm×y_dm_center-x_dm_center×y_dm，如果cValue>0,断面线dmLine1的方向符合标准；如果cValue<0,断面线dmLine1的方向标准方向相反，将断面线dmLine1的起终点交换并保存；
若无交点，则获取断面线dmLineN+1，遍历下一个断面线dmLineN+1，重复所述步骤A，直至完成所述断面线集合的遍历操作；
其中，N初始值为1。
需要说明的是，在数据预处理阶段，即在步骤S2中，可进一步对断面中心线名称进行修改，在后期断面成果表中可采用该名称进行文件命名；同时，外业采集的断面点具有备注信息，如“gb”表示“沟边”，“gd”表示“沟底”，“lb”表示“路边”等，可将英文的标记符号修改为中文备注，具体可在步骤S2中，将需要修改的数据制定成数据替换模板，在模板中进行数据编辑操作标记，数据处理过程中按照模板数据进行备注替换，并提供统计信息，使得操作人员全面掌握备注的修改情况，针对特殊情况，也可以人工修改。
进一步地，参见图2，数据预处理完成后，需要进行断面数据处理，利用GIS技术构建断面点、断面线和断面中心线之间的关系，通过空间相交、缓存区等空间计算方法分析三者之间的关系，并记录相交点、空间距离等信息，其包括如下步骤：
S31.计算所述断面线与所述断面中心线交点，得出断面线基点；由于断面中心线和断面线采用CAD进行设计，而CAD的数值精度存在问题，在CAD中进行相交的，在其他软件中并不相交，因此，需要设置断面数据处理的精度，即将断面中心线两端延长0.001米，从而解决CAD的数值精度问题；
S32.计算所述断面基点至所述断面中心线的起点的沿线长度，得出断面里程数据，并记录在对应的所述断面线的属性中；
S33.采用所述GIS技术的缓存区分析，将所述断面线与所述断面点匹配；
S34.将所述断面点投影至相匹配的所述断面线上，得出投影点T，计算所述投影点T与该断面线的起点之间的距离，获取所述断面点起点距；需要说明的是，参见图8-10，会存在只有一个投影点、无投影点和多投影点的情况，因此，在实际操作过程中，投影点T为断面线上到距离断面点最近的点，可以采用GIS空间分析技术的求解线到指定点的最近点；
S35.采用所述断面基点两边的相匹配的所述断面点的坐标内插计算，以获取所述断面线基点高程。
具体地，在步骤S32中，计算所述断面里程数据包括遍历断面线集合，并进行如下处理：
S321.获取当前断面线dmLineN的基点JN，并将所述断面中心线以所述断面中心线的节点分隔，获取多条直线段集合dmCenter_Line_List；
S322.遍历所述集合dmCenter_Line_List，获取当前直线段dmCenter_LineN，计算所述基点J距离所述直线段dmCenter_LineN的距离d，并存储在集合dList；
S323.查询所述集合dList中最小值(该最小值一般为0)，并获取对应的所述集合dmCenter_Line_List中的直线段dmCenter_Line_dmin，提取所述dmCenter_Line_dmin在所述集合dmCenter_Line_List的索引号index_current；
S324.计算所述基点J到所述直线段dmCenter_Line_dmin的起点的距离sum1，遍历所述集合dmCenter_Line_List，计算其中索引号小于index_current的直线段的长度总和sum2，将sum1与sum2相加得出所述断面线dmLineN的断面里程dm_li，并记录在所述断面线dmLineN的断面属性中；
S325.获取下一个断面线dmLineN+1的基点JN+1，重复步骤S322-S325，直至完成所述断面线集合的遍历操作；
其中，N的初始值为1。
具体地，参见图7，在步骤S33中，所述断面点匹配包括遍历断面线集合，并进行如下处理：
S331.获取当前断面线dmLineN，生成所述断面线dmLineN固定阈值D的缓冲区间B，计算所述缓冲区间B的最小矩形B_Min，检索出落在所述最小矩形B_Min内的断面点集合P_B_Min，
S332.遍历所述集合P_B_Min，保留落在所述缓冲区间B内的断面点，形成与所述断面线dmLineN匹配的断面点集合；
S333.获取下一个断面线dmLineN+1，重复步骤S331-S333，直至完成所述断面线集合的遍历操作；
其中，N的初始值为1。
具体地，参见图11，在步骤S35中，所述断面线基点高程计算包括遍历断面线集合，并进行如下处理：
S351.获取当前断面线dmLineN，检索所述断面线dmLineN匹配的断面点集合dmPointList和基点JN；
S352.对所述集合dmPointList中断面点按起点距排序，并与所述基点JN的起点距对比，获取所述基点JN在所述断面线dmLineN方向上两侧距离最近的断面点P1和断面点P2；
S353.根据以下式子计算所述基点JN的高程值Z3：
Z3＝Z1+D1×(Z2-Z1)/(D1+D2)
其中，D1为所述断面点P1与所述基点JN的起点距差值，Z1为所述断面点P1的高程值，D2为所述断面点P2与所述基点JN的起点距差值，Z2为所述断面点P2的高程值；
S354.获取下一个断面线dmLineN+1，重复步骤S351-S354，直至完成所述断面线集合的遍历操作；
其中，N的初始值为1。
当断面点、断面线和断面中心线之间的关系构建完成之后，在步骤S4中，获取所有断面点的最大起点距和最小起点距，统一所述断面成果图图表边框，对所述断面线集合进行遍历操作，并进行如下处理：
S41.获取当前断面线dmLineN，将所述断面线dmLineN匹配的断面点按照起点距排序，并将所述断面点起点距作为X轴，将所述断面点高程值作为Y轴，重新组成系列点坐标，将所述系列点坐标作为节点，以组成断面剖面线dmLine_p；
S42.根据所述断面线dmLineN匹配的断面点的最大起点距、最小起点距、最大高程值和最小高程值，构建所述断面剖面线dmLine_p的格网；
S43.根据所述断面线dmLineN在所述断面线集合中的索引号，按照断面剖面图的排列规则和数量，对所述断面线dmLineN的剖面图和格网进行偏移；
S44.获取下一个断面线dmLineN+1，重复步骤S41-S44，直至完成所述断面线集合的遍历操作；当数据遍历处理完成后，将断面线的剖面图数据绘制成DXF文件；
其中，N的初始值为1。
通过上述步骤绘制出如图12所示的断面成果图，断面成果图能够准确的体现真实地形走向，且进行断面处理软件的界面如图13所示，该软件能够以可视化的方式同时展现断面成果图、断面点、断面线以及断面中心线的情况，并将断面成果图中的断面点和断面线与原始的数据进行相互关联，在对断面成果图进行检查复核时，若发现成果有异常，能够很容易查询关联到这个异常情况的原始数据，通过对原始数据进行分析判断是否符合实际情况，若不符合要求，修改异常的原始数据，其断面成果图也会随之变化；若是符合要求，可将断面成果数据以固定格式保存并导出，通过这种方式能够快速完成异常数据的回溯操作。所述断面成果数据包括断面点文件、断面成果图、断面成果表、断面绘图文件、基点成果表以及断面信息表等。
综上所述，本发明测绘断面数据处理方法基于GIS技术，将测绘断面数据处理的方法和流程以计算机软件方式进行实现，在获取断面中心线、断面线以及断面点数据时，采用GIS技术进行可视化表达，通过数据预处理，对断面点进行重复点检查和提出，以及对断面线进行方向的检查和编辑，从而提高数据处理的效率以及准确性，并采用GIS技术的空间相交、缓存区等空间计算方法分析断面点、断面线和断面中心线之间的关系并进行构建，从而进行断面成果图的绘制，并对断面成果数据进行导出，实现了测绘断面数据处理的可视化、流程化以及统一化，极大地提高了处理效率，对缩短项目工期起到了积极的作用。在实际生产过程中，通过本发明测绘断面数据处理方法处理完成的断面成果数据能够在道路施工、河道分析和工程建设中，对方案比选、优化设计、输出各种图纸和设计文件提供了极大的帮助。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种测绘断面数据处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.获取断面中心线、断面线以及断面点数据，并采用GIS技术进行可视化表达；
S2.对所述断面点进行重复点检查和剔除，对所述断面线进行方向的检查和编辑；
S3.采用GIS技术构建所述断面点、所述断面线和所述断面中心线之间关系；
S4.根据所述断面点、所述断面线和所述断面中心线之间的关系数据生成断面成果图；
S5.导出断面成果数据。
2.根据权利要求1所述的测绘断面数据处理方法，其特征在于，在步骤S2中，对所述断面点进行重复点检查和剔除包括如下步骤：
a.遍历断面点数据集合U1，获取当前断面点dm_PointN，并进行缓冲区分析，获得对应的缓冲区面dm_PointN_Buffer；
b.计算所述缓冲区面dm_PointN_Buffer的最小外接矩形dm_PointN_Buffer_Bbox，将所述最小外接矩形dm_PointN_Buffer_Bbox与所述集合U1进行空间相交操作，获取落在所述最小外接矩形dm_PointN_Buffer_Bbox内的断面点集合U2；
c.在所述集合U2中除去所述断面点dm_PointN，将剩余断面点唯一标示记录在重复点集合List中存储；
d.遍历下一个断面点dm_PointN+1，判断所述断面点dm_PointN+1唯一标示是否包含在所述集合List中，如果包含，重复步骤d，如果不包含，重复步骤a-d；
e.完成所述集合U1的遍历操作，删除所述集合List中存储的断面点数据；
其中，N初始值为1。
3.根据权利要求1所述的测绘断面数据处理方法，其特征在于，在步骤S2中，对所述断面线进行方向的检查和编辑包括遍历断面线集合，并进行如下处理：
A.获取当前断面线dmLineN，将所述断面线dmLineN和所述断面中心线做相交操作，其中
若得出交点dmLineN_Jpoint，则
A1.将所述断面中心线以所述断面中心线的节点进行分割，获取多条直线段集合dmCenter_Line_List，遍历所述集合dmCenter_Line_List，获取当前直线段dmCenter_LineN，计算所述交点dmLineN_Jpoint距离所述直线段dmCenter_LineN的距离d，并存储在集合dList中；
A2.查询所述集合dList中最小值，并获取对应的所述集合dmCenter_Line_List中的直线段dmCenter_Line_dmin；
A3.将所述断面线dmLineN和所述直线段dmCenter_Line_dmin进行向量表示，采用向量叉乘原理判断向量的方向性，若向量叉乘值大于零，所述断面线dmLineN的方向符合标准，若向量叉乘值大于零，将所述断面线dmLineN的起点与终点交换；
若无交点，则获取断面线dmLineN+1，遍历下一个断面线dmLineN+1，重复所述步骤A，直至完成所述断面线集合的遍历操作；
其中，N初始值为1。
4.根据权利要求1所述的测绘断面数据处理方法，其特征在于，断面数据处理包括如下步骤：
S31.计算所述断面线与所述断面中心线交点，得出断面线基点；
S32.计算所述断面基点至所述断面中心线的起点的沿线长度，得出断面里程数据，并记录在对应的所述断面线的属性中；
S33.采用所述GIS技术的缓存区分析，将所述断面线与所述断面点匹配；
S34.将所述断面点投影至相匹配的所述断面线上，得出投影点T，计算所述投影点T与该断面线的起点之间的距离，获取所述断面点起点距；
S35.采用所述断面基点两边的相匹配的所述断面点的坐标内插计算，以获取所述断面线基点高程。
5.根据权利要求4所述的测绘断面数据处理方法，其特征在于，在步骤S32中，计算所述断面里程数据包括遍历断面线集合，并进行如下处理：
S321.获取当前断面线dmLineN的基点JN，并将所述断面中心线以所述断面中心线的节点分隔，获取多条直线段集合dmCenter_Line_List；
S322.遍历所述集合dmCenter_Line_List，获取当前直线段dmCenter_LineN，计算所述基点J距离所述直线段dmCenter_LineN的距离d，并存储在集合dList；
S323.查询所述集合dList中最小值，并获取对应的所述集合dmCenter_Line_List中的直线段dmCenter_Line_dmin，提取所述dmCenter_Line_dmin在所述集合dmCenter_Line_List的索引号index_current；
S324.计算所述基点J到所述直线段dmCenter_Line_dmin的起点的距离sum1，遍历所述集合dmCenter_Line_List，计算其中索引号小于index_current的直线段的长度总和sum2，将sum1与sum2相加得出所述断面线dmLineN的断面里程dm_li，并记录在所述断面线dmLineN的断面属性中；
S325.获取下一个断面线dmLineN+1的基点JN+1，重复步骤S322-S325，直至完成所述断面线集合的遍历操作；
其中，N的初始值为1。
6.根据权利要求4所述的测绘断面数据处理方法，其特征在于，在步骤S33中，所述断面点匹配包括遍历断面线集合，并进行如下处理：
S331.获取当前断面线dmLineN，生成所述断面线dmLineN固定阈值D的缓冲区间B，计算所述缓冲区间B的最小矩形B_Min，检索出落在所述最小矩形B_Min内的断面点集合P_B_Min，
S332.遍历所述集合P_B_Min，保留落在所述缓冲区间B内的断面点，形成与所述断面线dmLineN匹配的断面点集合；
S333.获取下一个断面线dmLineN+1，重复步骤S331-S333，直至完成所述断面线集合的遍历操作；
其中，N的初始值为1。
7.根据权利要求4所述的测绘断面数据处理方法，其特征在于，在步骤S35中，所述断面线基点高程计算包括遍历断面线集合，并进行如下处理：
S351.获取当前断面线dmLineN，检索所述断面线dmLineN匹配的断面点集合dmPointList和基点JN；
S352.对所述集合dmPointList中断面点按起点距排序，并与所述基点JN的起点距对比，获取所述基点JN在所述断面线dmLineN方向上两侧距离最近的断面点P1和断面点P2；
S353.根据以下式子计算所述基点JN的高程值Z3：
Z3＝Z1+D1×(Z2-Z1)/(D1+D2)
其中，D1为所述断面点P1与所述基点JN的起点距差值，Z1为所述断面点P1的高程值，D2为所述断面点P2与所述基点JN的起点距差值，Z2为所述断面点P2的高程值；
S354.获取下一个断面线dmLineN+1，重复步骤S351-S354，直至完成所述断面线集合的遍历操作；
其中，N的初始值为1。
8.根据权利要求1所述的测绘断面数据处理方法，其特征在于，在步骤S4中，获取所有断面点的最大起点距和最小起点距，统一所述断面成果图图表边框，对所述断面线集合进行遍历操作，并进行如下处理：
S41.获取当前断面线dmLineN，将所述断面线dmLineN匹配的断面点按照起点距排序，并将所述断面点起点距作为X轴，将所述断面点高程值作为Y轴，重新组成系列点坐标，将所述系列点坐标作为节点，以组成断面剖面线dmLine_p；
S42.根据所述断面线dmLineN匹配的断面点的最大起点距、最小起点距、最大高程值和最小高程值，构建所述断面剖面线dmLine_p的格网；
S43.根据所述断面线dmLineN在所述断面线集合中的索引号，按照断面剖面图的排列规则和数量，对所述断面线dmLineN的剖面图和格网进行偏移；
S44.获取下一个断面线dmLineN+1，重复步骤S41-S44，直至完成所述断面线集合的遍历操作；
其中，N的初始值为1。
9.根据权利要求1所述的测绘断面数据处理方法，其特征在于，在步骤S1中，采用空间数据库Spatialite将所述断面中心线、所述断面线以及所述断面点的数据作为工程文件进行存储。
10.根据权利要求1所述的测绘断面数据处理方法，其特征在于，所述断面成果数据包括断面点文件、断面成果图、断面成果表、断面绘图文件、基点成果表以及断面信息表。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117268334A (zh) * 2023-09-22 2023-12-22 长安大学 一种基于高精度rtk数据的微导线剖面测绘方法

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