在工程中的应用新模板.doc

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CASS6.0在工程中的应用
CASS地形地藉成图软件是基于AutoCAD平台技术的数字化测绘数据采集系统。广泛应用于地形成图、 地藉成图、 工程测量应用三大领域, 且全面面向GIS, 彻底打通数字化成图系统与GIS接口, 使用骨架线实时编辑、 简码用户化、 GIS无缝接口等先进技术。结合我们的工程需要CASS在航道疏浚、 吹填工程等中的土方量计算被广泛应用。
一、 CASS6.0安装
1.1 CASS6.0的运行环境
1.1.1硬件环境
n 处理器(CPU): Pentium( r) Ш或更高版本
n 内存( RAM) : 128MB( 最少)
n 视频: 1026x768真彩色( 最低)
n 硬盘安装: 安装300MB
n 定点设备: 鼠标、 数字化仪或其它设备
n CD-ROM:任意速度( 仅对于安装)

1.1.2软件环境
n 操作系统: Microsoft Windows NT 4.0 SP 6a 或更高版本
l Microsoft Windows 9x
l Microsoft Windows
l Microsoft Windows XP Professional
l Microsoft Windows XP Home Edition
l Microsoft Windows XP Tablet PC Edition
n 浏览器: Microsoft Internet Explorer 6.0或更高版本
n 平台: AutoCAD 、 AutoCAD
1.2 CASS6.0的安装
1.2.1在安装 CASS6.0以前首先需要安装AutoCAD , 因为CASS6.0是以AutoCAD 为使用平台的。
1.2.2 CASS6.0的安装
CASS6.0的安装应该在安装完AutoCAD 并运行一次后才进行。打开CASS60文件夹, 找到setup.exe 文件并双击它, 屏幕上将出现图1-12的界面( CASS6.0的安装向导将提示用户进行软件的安装) 。稍等得到图1-13的”欢迎”界面。

图1-12 CASS6.0软件安装”安装向导”界面

图1-13 CASS6.0软件安装”欢迎”界面
在图1-13中单击下一步按钮, 得到图1-14的界面。

图1-14 CASS6.0软件安装”产品信息”界面
在图1-14中单击下一步按钮, 得到图1-15的界面。

图1-15 CASS6.0软件安装”路径设置”界面
在图1-15中确定CASS6.0软件的安装位置( 文件夹) 。安装软件给出了默认的安装位置c:\CASS60,用户也能够经过单击浏览按钮从弹出的对话框中修改软件的安装路径,要注意CASS60系统必须安装在根目录的CASS60子目录下。如果已选择好了安装路径, 则能够单击下一步按钮开始进行安装。安装完成后屏幕弹出以下界面, 单击”完成”按钮, 结束CASS6.0的安装。

图1-16 CASS6.0软件安装”安装完成”界面

二、 CASS6.0软件的功能十分强大, 应用十分广泛结合我们的工程需要这里主要介绍其土方量计算的应用和方法。我们最常见的方法为方格网法。下面我们以航道疏浚中的土方计算为例。
1、 水深数据转换成DAT文件
Dat文件格式为:
1,,12345.23,45678.11,5.65
1为序号, 12345.23为东向坐标( X) , 45678.11为北向坐标( Y) , 5.65为高程, 序号与东向坐标之间用两个逗号分隔, 其它的用一个逗号分隔。
在我们常见的测量数据文件以xyz文件为多, 因此我们这里以xyz文件为例做DAT文件。
找到需要的xyz文件, 用鼠标右键点击该文件, 出现如图2-1的下拉菜单, 选择用Microsofe office Excel软件打开

图2-1

打开后出现如图2-2的Excel画面, 在Excel中选中第一列数据( 用鼠标左键点击A即可选中)

图2-2
然后点击菜单栏中的”数据”栏出现如图2-3下拉菜单再点击下拉菜单中的”数据/分列(E)…”

图2-3
出现图2-4对话框, 提示你选择合适的文件类型, 选择”分隔符号”点击下一步进行分列

图2-4

若xyz文件中的坐标是以空格分隔的, 则选”空格”框, 若以逗号分隔的, 就选中”逗号”框如图2-5对话框,

图2-5
选中后点击下一步会出现如图2-6的Excel画面
之后在第一列前插入一空列, 在1,2行填入数值1,2, 用鼠标选中第一列的1,2行

图2-6
移动鼠标到选中的1, 2框的右下角, 等出现一十字柄, 双击鼠标左键则自动在第一列填充满顺序号。如图2-7所示:

图2-7
然后在第二列前( 即第一列和第二列之间) 插入一空列, 加一空列目的是为了多生成一个逗号分隔符它是DAT文件的格式需要。如图2-8

图2-8
以上操作完成后接下来就是保存数据了, 点击保存按钮出现如图2-9的对话框。

图2-9
在保存类型中选择csv( 逗号分隔) 选项
在文件名中输入保存的文件名, 注意加上双引号, 并把后缀名该为.dat加上。
注: 一定要加上双引号

图2-10
这样DAT文件就做好了。
三、 土方计算模板的制作
土方计算模板实质就是一个航道信息的DAT数据文件, 是指采用方格网法土方量计算时使用的数据模型。现在我们以深圳铜鼓航道的模板制作为例来讲述制作方法。
根据已知的航道相关数据先在CASS中画出航道的中心线、 底边线和零坡顶线, 计算范围分两种情况:
A: 如果不考虑超深、 超宽那么计算范围就是航道两侧的零边坡线所围成的范围。
B: 如果考虑超深、 超宽那么它的计算范围就不是两侧的零边坡线所围成的范围了, 那要根据超深、 超宽以及边坡比来调整底边坡线和零边坡线。在航道疏浚中一般都要考虑超深、 超宽的。
一旦计算范围确定了要用多段线把土方计算范围画出, 注意范围线一定要闭合。

深圳铜鼓航道为例来确定它的土方计算范围;
铜鼓航道超深0.6m, 两侧各超宽3m, 边坡比是1: 7 从图3-1的比例图能够直观的看出底边线向航道方向偏移了1.2m, 零边坡线向外侧偏移了3m, 经过调整后的范围才是土方计算的范围。然后把调整后的范围用多段线画出, 一定要闭合。
图3-2中粗线条所围成的区域为土方计算范围

图3-2

然后在桌面建立一记事本, 在记事本里按DAT文件的格式生成一组数据。

数据中的X、 Y是用鼠标在航道附近处随便选取
注:
a、 为什么要做一个DAT文件
做模板时要在航道的底边线和零边线上插入高程点, 其高程点的格式是带小数点标识, 如: ● 5.25而插入高程点的坐标是以数字前面的小数点为基准的。经过CASS中的展点功能把做好的DAT文件中的点展放到图中, 以便插入时用。
b、 为什么要在航道附近选择点
在航道附近选点主要是为了展出的点能在航道附近, 便于以后的点插入。
把新建的记事本另存为”dat”文件如图3-3

图3-3
再点击CASS6.0”绘图处理”下拉菜单”展高程点”选项, 把上面的dat文件展入CAD中, 图中出现一高程点( 0.001, 本应为0.000, 但在生成dat模板数据中不能用)
如下图3-4所示:

图3-4
再复制该点, 在零边线上每间隔一定距离进行粘贴。之后对一组高程数据进行修改, 修改成航道设计深度, 这里为16.40, 再采用相同方法进行复制粘贴, 注意坡底和坡顶线上的数据分布要大致对称。

图3-5
之后点击”工程应用\高程点生成数据文件\无编码高程点”选项如图3-6所示

图3-6
指定数据存放路径, 命令区提示: 请输入高程点所在层: 输入GCD后回车, 命令区提示: 请输入高程点注记所在层: 输入GCD后回车, 这样模板数据就全部生成完毕。模板就做好了
四、 土方量计算
1、 打开所要计算的范围文件( *.dwg、 *.dxf) 。点击”文件→打开已有图形”出现如下图4-1对话框: 选中文件后打开。

图4-1
2、 点击”工程应用→方格网法土方计算”这时会出现如图4-2对话框

图4-2

3、 打开所测量的数据文件。此数据文件就是由所测量生成的XYZ文件经转化生成的DAT文件。选择数据文件后命令行会提示”选择土方计算边界线”如图4-3

图4-3
然后用鼠标点击用多线段所围成的计算范围的闭合线, 这时命令行会提示”输入方格网宽度( 米) ﹤20﹥”默认值为20米, 一般我们都选择默认值。理论上讲方格网的宽度越小其精度就越高但会影响计算速度。
”回车”后命令行会出现如下图4-4提示:

图4-4
选择( 3) 数据文件然后”回车”会出现调入模板文件对话框, 把上面做好的模板文件调入就会出现下图4-5的土方计算界面:

这样土方计算就完成了, 接下来就是记录数据了 。因为我们采用的数据是高程模式, 因此其土方数据是总填方数据如下图所示, 如果采用的是水深模式那么其土方数据就是总挖方。

4、 两次测量所计算的总填方之差就是所挖的工程量。这样土方计算就圆满完成了。
五、 吹填工程的的土方量计算
吹填工程的土方量计算相对航道疏浚来讲比较简单, 它不需要制作模板, 除了不需要制作模板外其它和航道疏浚的土方计算方法一样, 这里就不再进行说明了。
六、 DTM法土方计算
由DTM模型来计算土方量是根据实地测定的地面点坐标( X, Y, Z) 和设计高程, 经过生成三角网来计算每一个三棱锥的填挖方量, 最后累计得到指定范围内填方和挖方的土方量, 并绘出填挖方分界线。
DTM法土方计算共有三种方法, 一种是由坐标数据文件计算, 一种是依照图上高程点进行计算, 第三种是依照图上的三角网进行计算。前两种算法包含重新建立三角网的过程, 第三种方法直接采用图上已有的三角形, 不再重建三角网。下面分述三种方法的操作过程:
1. 根据坐标计算
l 用复合线画出所要计算土方的区域, 一定要闭合, 可是尽量不要拟合。因为拟合过的曲线在进行土方计算时会用折线迭代, 影响计算结果的精度。
l 用鼠标点取”工程应用\DTM法土方计算\根据坐标文件”。
l 提示: 选择边界线 用鼠标点取所画的闭合复合线弹出如图7－3土方计算参数设置对话框。

图7－3土方计算参数设置
区域面积: 该值为复合线围成的多边形的水平投影面积。
平场标高: 指设计要达到的目标高程。
边界采样间隔: 边界插值间隔的设定, 默认值为20米。
边坡设置: 选中处理边坡复选框后, 则坡度设置功能变为可选, 选中放坡的方式( 向上或向下: 指平场高程相对于实际地面高程的高低, 平场高程高于地面高程则设置为向下放坡) 。然后输入坡度值。
l 设置好计算参数后屏幕上显示填挖方的提示框, 命令行显示:
挖方量= XXXX立方米, 填方量=XXXX立方米
同时图上绘出所分析的三角网、 填挖方的分界线(白色线条)。
如图7-4所示。计算三角网构成详见dtmtf.log文件。
l 关闭对话框后系统提示:
请指定表格左下角位置:<直接回车不绘表格> 用鼠标在图上适当位置点击, CASS 6.0会在该处绘出一个表格, 包含平场面积、 最大高程、 最小高程、 平场标高、 填方量、 挖方量和图形。
如图7-5所示。

图7-4 填挖方提示框

图7-5 填挖方量计算结果表格

图7－6 DTM土方计算结果

图7－7 土方计算放边坡效果图
2. 根据图上高程点计算
l 首先要展绘高程点, 然后用复合线画出所要计算土方的区域, 要求同DTM法。
l 用鼠标点取”工程应用”菜单下”DTM法土方计算”子菜单中的”根据图上高程点计算”
l 提示: 选择边界线用鼠标点取所画的闭合复合线。
l 提示: 选择高程点或控制点 此时可逐个选取要参与计算的高程点或控制点, 也可拖框选择。如果键入”ALL”回车, 将选取图上所有已经绘出的高程点或控制点。弹出土方计算参数设置对话框, 以下操作则与坐标计算法一样。

3. 根据图上的三角网计算
l 对已经生成的三角网进行必要的添加和删除, 使结果更接近实际地形。
l 用鼠标点取”工程应用”菜单下”DTM法土方计算”子菜单中的”依图上三角网计算”
l 提示: 平场标高(米): 输入平整的目标高程
请在图上选取三角网: 用鼠标在图上选取三角形, 能够逐个选取也可拉框批量选取。
回车后屏幕上显示填挖方的提示框, 同时图上绘出所分析的三角网、 填挖方的分界线(白色线条)。
注意: 用此方法计算土方量时不要求给定区域边界, 因为系统会分析所有被选取的三角形, 因此在选择三角形时一定要注意不要漏选或多选, 否则计算结果有误, 且很难检查出问题所在。
4. 计算两期土方计算
两期土方计算指的是对同一区域进行了两期测量, 利用两次观测得到的高程数据建模后叠加, 计算出两期之中的区域内土方的变化情况。适用的情况是两次观测时该区域都是不规则表面。
两期土方计算之前, 要先对该区域分别进行建模, 即生成DTM模型, 并将生成的DTM模型保存起来。然后点取”工程应用\DTM法土方计算\计算两期土方量”命令区提示:
第一期三角网:(1)图面选择 (2)三角网文件 <2> 图面选择表示当前平幕上已经显示的DTM模型, 三角网文件指保存到文件中的DTM模型。
第二期三角网:(1)图面选择 (2)三角网文件 <1>1 同上, 默认选1。则系统弹出计算结果:

图7－8两期土方计算结果
点击”确定”后, 屏幕出现两期三角网叠加的效果, 蓝色部分表示此处的高程已经发生变化, 红色部分表示没有变化。

图7－9两期土方计算效果图
以上就是DTM法计算土方的全过程。