1.前言

????????塔基測量成圖軟件是EATool第一個電力勘測模塊，也是筆者個人剛參加工作時開發的第一個與工作直接相關的軟件。該模塊開發開始于2010年，于2012基本成型。記得第一次參加線路工程終勘定位，對于老員工的塔基斷面測量模式有著諸多疑惑：明明有著當時先進的萊卡全站儀、萊卡RTK、筆記本電腦、AutoCAD軟件，而塔基斷面卻要用紙記錄數據、用計算器驗算數據、用CAD手工繪制斷面。俗話說：存在的就是合理的。經過多次問詢，筆者得到一個還算合理的理由：山太高了，萬一數據忘記保存還得再爬一次，不如記在紙上保險。不過，彼時的電力設計院自我感覺一般都比較良好:)只要習慣了就懶得改變。由于這種模式已經存在十來年了，當時想一步到位改變很困難。于是筆者在暫時無法完全改變外業手工記錄的情況下，先從數據錄入、驗算、斷面繪制這幾個方面入手進行改進。首先，開發快捷錄入界面替代文本錄入，利用程序自動驗算代替計算器手工驗算，利用程序自動繪圖斷面代替手工輔助繪圖斷面。其次，在筆者個人參與的線路工程中同步使用儀器記錄塔基斷面數據，開發程序從坐標數據中自動提取塔基斷面，并將外業數據自動輸出電子記錄表(對應當時的手工記錄表，存檔)。后來，特高壓工程開啟，除了塔基斷面以外，增加了塔位地形測量，筆者開發了塔位地形成圖功能。此時，手工記錄塔基測量數據這種費時費力的活已無人再做，因為數據量已經增加了好幾倍。筆者單位存在了多年的塔基測量傳統模式這才徹底改變。

圖1-1 塔基斷面測量手工記錄表

? 實際上，塔基測量是輸電線路工程里最簡單但工作量最大的工作，每一點改進都是對工程效率的顯著提升。塔基測量軟件幾乎每個省院都自己開發過:)但適合自己的才是最好的。EATool的塔基模塊就是針對實際工作中存在的問題一點點改進出來的，有著自己的顯著特色。

圖1-2傳統塔基測繪存在的問題

2.塔基斷面圖生成方法

2.1概述

????以前丘陵和山區鐵塔按平腿設計，基礎施工需要大開方；而且為了保證四個塔腳在同一個平面，設計基面需要降低很多，尤其是在坡度較陡的時候。隨著國民經濟的發展，保護環境的重要性逾發受到國家和社會的重視，現在，通常使用全方位長短腿鐵塔，全方位長短腿鐵塔是指當塔位處于山坡地形時，為了避免基面開方而為鐵塔配置四條不等長塔腿的鐵塔。在丘陵和山區使用全方位長短腿鐵塔的好處是：

1)可以大量減少塔位的開方量，減少施工棄渣；

2)節約工程費用；

3)減少對環境的破壞，維持塔位地形原貌，保持水土，有利于環保。

塔基斷面圖是輸電線路桿塔基礎結構設計的基礎資料，斷面測量數據是配置桿塔長短腿以及配置高低基礎的重要依據。塔基斷面測量的目的是確定塔腿方向的高程變化，以便于正確確定施工基面、選擇合適的接腿和基礎型式，達到減少土石方開挖量，減低塔高，降低造價，保護環境的效果。

塔基斷面測量的內容為塔基對角4個方向上的縱斷面圖，或塔基對角4個方向以外由設計專業指定方向上的縱斷面圖。隨電壓等級、地形、地質條件的不同，塔基斷面的方向數也會發生變化，且對測量斷面距離的長短也有所不同，具體施測范圍應滿足工程測量勘測任務書要求或與設計人員現場協商確定。自立塔塔位除平地外，均應按結構設計人員現場要求的范圍施測塔基斷面圖。

通常情況下，在塔位中心樁放樣完成后，結構設計人員會在現場根據塔型、塔高等信息，提供塔腿的方向、測量范圍以及關鍵點到塔位中心的距離等信息。

2.2 技術要求

1)塔基斷面圖的比例尺宜為1:200或1:300。

2)塔基斷面圖的高程系統可采用相對高程，以塔位中心高程為0m。

3) 滿足《330kV～750kV架空輸電線路勘測規范》GB 50548、《1000kV架空輸電線路勘測規范》GB 50741中對塔基斷面測量的要求。

4)在測量塔基斷面圖過程中，如有非斷面危險點時應予以測量，作為塔位保護點繪制在塔基斷面圖上，同時需注記保護點的方位，保護點方向注記至度。

5)測量轉角塔的塔基斷面圖時，應考慮轉角塔中心位移。轉角塔的中心位移由電氣設計專業提供。

2.3成圖方法及操作

本軟件的塔基成圖模式大致分為三種：全站儀數據錄入、測量點投影輸出和三角網提取斷面。這三種方法可以根據實際情況組合使用，效率更高。

1)錄入法輸出塔基斷面(已廢棄)

傳統塔基斷面測量主要采用全站儀進行外業數據采集。斷面數據需要手工記錄在規定的紙質表格中(如圖3-1所示)。測站信息包括：測站點號(樁號)、對點方位角、儀器高、儀器類型等；斷面點記錄數據包括：點號、水平角、天頂距、直讀高差、鏡高等。斷面點按塔腿方向分別記錄。

圖2-1 塔基斷面外業測量記錄

塔基斷面測量完成后就行內業計算和繪圖。數據計算主要包括：

根據水平距、天頂距、儀器高、鏡高計算斷面點與樁位之間的高差，并與直讀高差對比檢查；

將每個塔腿斷面點的水平距、高差按水平距有小到大的順序手工錄入文本文件中形成中間文件；

在AutoCAD中編程讀取中間文件繪制斷面并插入塔基斷面圖模板；

傳統錄入法繪制塔基斷面主要存在以下缺陷：

手工驗算斷面記錄工作量大；

文本文件中手工輸入數據繁瑣易錯；

量測數據難以添加修改，需在斷面圖上手工編輯；

本軟件在早期錄入法繪制塔基斷面的基礎上就行改進。塔基數據錄入有兩種模式，第一種是完全輸入記錄數據，驗算正確后被錄入；第二種是直接輸入水平距和高差。錄入數據后軟件自動生成自定義的sec格式的塔基斷面數據文件。

塔基數據錄入的兩種模式操作方式有所不同。第一種完全輸入全站儀記錄數據的操作界面如圖2-2所示，通過輸入天頂距、水平距離和高差后，軟件根據天頂距和水平距計算出的高差，并與輸入的高差進行比較，驗算誤差滿足要求后才被錄入。

圖2-2 塔基數據錄入對話框

第二種直接輸入水平距和高差的操作界面同第一種，勾選“水平距+高差”復選框后，可以僅輸入水平距和高差即可，不需要進行驗算。對于不易測量而采取相對某點丈量的點可以通過相對法添加。在錄入數據時，通過鼠標右鍵，選擇添加的記錄類型，如圖2-3所示。

圖2-3 塔基錄入上下文菜單

錄入斷面數據時不用考慮數據的順序，軟件提供根據該點到樁位中心的平距自動對數據進行排序的功能。

(2)點投影法提取塔基斷面

點投影法提取塔基斷面的流程如圖2-4所示。

圖2-4點投影法提取塔基斷面流程

(a)斷面測量點投影

對于GPS-RTK坐標數據或全站儀記錄換算而來的斷面點坐標數據，這些數據并不嚴格位于斷面線上，如圖2-5所示，為了生成塔基斷面圖，需要將這些點投影至斷面線上。點投影是指將實測斷面點平面位置歸算至斷面線上最近點位置。

圖2-5 塔基斷面測量點

軟件操作簡便，主要步驟包括：

選擇測點，軟件會自動過濾ZDH(展點號)圖層點對象和GCD(高程點)圖層對象；

選擇斷面方向線；確認方向后輸入最大投影距離(點到斷面線距離小于該值被投影)；

軟件自動在斷面線上生成對應的投影點，如圖2-6所示(青色點)；

選擇測點時可選擇部分點和斷面單獨進行操作。

圖2-6 測量點投影至塔基斷面

(b)投影點輸出斷面

根據斷面線上各投影點計算相對中心樁位距離與高差，從而輸出sec塔基斷面數據文件。選擇上述投影點和塔基斷面后，選擇sec文件的保存路徑和文件名，即可將導出塔基斷面。外業測量中，每條斷面線上的點至少測2個。在輸出塔基斷面時，如果出現斷面線上的投影點少于2個，軟件會彈出數據缺失的相關提示。

3)三角網法提取塔基斷面

“三角網斷面提取法”針對無法沿斷面方向測量而只測量地形特征點的情況，通過地形特征點自動構建三角網并沿塔基斷面方向自動提取計算斷面數據，如圖2-7所示。

圖2-7 三角網提取塔基斷面示意圖

“三角網斷面提取法”提取塔基斷面流程如圖2-8所示。

圖2-8 ?“三角網斷面提取法”提取塔基斷面流程

地形特征點既可以是全站儀或RTK測量獲取的地形高程點，也可以是經過分類的激光點云數據。

4)塔基斷面圖自動繪制

塔基斷面數據文件

軟件將上述錄入法、點投影法、三角網法生成的數據輸出至中間文件(樁號.sec)，該文件記錄了一個塔基斷面包含的所有數據，如圖2-9所示，每行記錄含義：

文件生成時間；

塔基樁號

塔腿斷面個數

塔腿編號

塔腿斷面起點坐標

塔腿斷面終點坐標

塔腿斷面起點高程(樁位高程)

點號，平距，高差

圖2-9 ?塔基斷面數據文件

該文件不僅包含的斷面數據的相對坐標，而且也包含了樁位和斷面方位。特殊情況下，如果原始測量點丟失，根據該文件可以反向計算斷面點的平面位置和高程。

塔基斷面圖批量繪制

軟件根據選擇的sec文件批量繪制塔基斷面圖。首先根據需要選擇塔基模板類型；然后選擇塔基斷面sec文件， 便可生成塔基斷面圖，如圖2-10所示。

圖2-10 塔基斷面圖(FEDI版)

用戶可以根據需要自己定義塔基模板(stakesect.csv)，其中各列含義：模板名，模板塊文件名，左中心X，左中心Y，右中心X，右中心Y；

表格 31塔基斷面圖模板配置表

YF16m	tjdm_yf16m	112.5	124	282.5	124
YF20m	tjdm_yf20m	132.5	124	342.5	124
YF25m	tjdm_yf25m	150	158	410	158
24m	tjdm_fjy24m	127.5	149	377.5	149
30m	tjdm_fjy30m	157.5	159	467.5	159
WS24m	tjdm_ws24m	127.5	149	377.5	149

5)塔基斷面記錄表自動生成

自特高壓輸電線路工程開始后，塔基斷面外業測量紙質記錄被逐步淘汰，數據直接記錄在儀器中。軟件可以將這些電子數據直接轉換為記錄表，為數據檢查和歸檔提供便利。塔基斷面記錄表是記錄了每個塔基的測量值，根據的測量方式的不同，軟件提供了兩種自動生成塔基斷面記錄表的方法。

全站儀記錄

通過CASS的hvs文件，將全站儀測量記錄，文件中只允許對點一次，可批量輸出，塔基斷面全站儀記錄表如表所示。

表2-2 ?塔基斷面全站儀記錄表

GPS坐標數據

通過平面圖上的測量點選擇輸出，軟件自動計算測量點相對樁位的平距和高差。塔基斷面坐標記錄表如2-3表所示。

表2-3 塔基斷面坐標記錄表

3.塔位地形圖生成方法

3.1概述

塔位地形圖是對塔基斷面圖數據的補充，當測量的塔基斷面圖不能夠滿足設計需要時，需補測塔位地形圖，實際作業中是否測量塔位地形圖應以工程測量勘測任務書及結構專業設計人員現場要求為準。

塔位地形測量的目的是反映塔位周圍的地形現狀，以便于正確確定施工基面、選擇合適的接腿和基礎型式，達到減少土石方開挖量，減低塔高，降低造價，保護環境的效果。

塔位地形測量的內容是塔位周圍地形點的坐標和高程，當塔位中心樁放樣完成，結構設計人員提供測量范圍后，測量人員就可以施測塔位地形圖了。

3.2技術要求

1)按照設計的特殊需求或兩塔腿高差超過1.5m的塔位應測繪塔位地形圖，塔位地形圖的測量范圍由設計人員根據塔型和基礎形式在現場指定。

2)塔位地形圖可選擇塔位獨立坐標系統或與線路采用的坐標系統一致，高程系統宜與線路高程系統一致，也可采用相對高程。

3)塔位地形圖的成圖比例尺宜為1:200或1:300，等高距可為0.5m或1.0m。

4)塔位地形圖測量應符合行業標準有關地形測量的規定。塔位地形圖應繪出線路路徑走向。

5)塔位地形測量應反映塔位的地物、地貌，測量排水溝、陡坎、房屋、水塘等重要地物，各項技術指標應滿足《330kV～750kV架空輸電線路勘測規范》GB 50548、《1000kV架空輸電線路勘測規范》GB 50741中對塔位地形測量的要求。

3.3成圖方法及操作

1)塔位地形圖分幅裁剪

基于平面圖根據線路路徑將樁位中心設定范圍內地形圖裁剪輸出單獨地形圖。具體流程如圖3-11所示。

圖3-11 ?塔基地形批量裁剪流程圖

具體操作包括：選擇路徑對象(圖3-12中紅色線表示路徑)；選擇需要裁剪的樁位節點；選擇輸出文件路徑。裁剪出的地形圖保留了樁位標注(如圖3-13所示)，表示樁位中心的圓圈是后續功能判斷樁位中心位置的依據，不可刪除。

圖3-12 用于分幅裁剪的路徑圖

圖3-13 裁減輸出的單幅塔位地形圖

2)旋轉地形圖方向

塔位地形圖采用的是以塔位為中心、小號方向水平的局部坐標系。根據規范要求軟件將塔位地形圖以樁位中心為基點旋轉至小號方向為零，如圖3-14所示。

圖3-14 小號方向為零的塔位地形圖

由于旋轉操作使得所有點狀符號自身角度發生改變而不符合圖式規范要求。點狀符號分為無角度符號和有角度符號，軟件對每個規范規定的符號類型都進行了編碼配置(如圖3-15所示)，軟件根據配置編碼判斷該符號是否應該改變角度。

圖3-15 地形圖符號配置示意圖

符號類型編碼含義如下：

1，不旋轉點狀符號；

2，可旋轉點狀符號；

-1，不旋轉點狀符號(附屬)；

-2，可旋轉點狀符號(附屬)；

3，點狀填充符號；

4，控制點符號；

5，高程點符號；

6，無角度文字注記；

7，有角度文字注記；

-6，無角度文字注記(附屬)；

-7，有角度文字注記(附屬)；

8，二維簡單線狀符號，“cad符號”為線型，“符號參數”為線寬；

9，三維簡單線狀符號，“cad符號”為線型，“符號參數”為線寬；

-8，簡單線狀符號(附屬)；

10，復合線狀符號(單線)，“cad符號”為線型，“符號參數”為線寬，若為電力線，則“符號參數2”為附屬桿符號“符號參數3”為附屬箭頭；

11，復合線狀符號(雙線)，“cad符號”為線型，“符號參數”為線寬，若為依比例尺圍墻，則“符號參數2”為附屬線線型，“符號參數3”為附屬線線寬；

12，復合線狀符號(三線)，“cad符號”為中線線型，“符號參數”為線寬，若為依比例尺鐵路，則“符號參數2”為附屬線線型，“符號參數3”為附屬線線寬；

13，復合線狀符號(其他，預留)；

14，一般面狀符號，“cad符號”為邊界線型，“符號參數”為線寬；

15，面狀符號(預留)，“cad符號”為邊界線型，“符號參數”為線寬；

3)插入塔位地形圖圖框

軟件根據樁位中心位置將經過裁剪、旋轉后的地形圖批量插入圖框，如圖3-16所示。用戶可選擇多個需要插入圖框的地形圖文件，軟件批量處理。

圖3-16 插入圖框的塔位地形圖

4 總結

????????本軟件針對傳統塔基斷面圖和塔位地形圖繪制效率低下的問題，研究基于平面圖提取轉換地形數據生成塔基斷面圖和塔位地形圖的方法，提高塔基測繪成圖自動化水平。主要成果包括：實現了“斷面坐標投影法”和“三角網斷面提取法”自動提取塔基斷面，避免了手工數據錄入；實現塔基斷面批量繪制以及靈活的模板參數配置功能；實現塔位地形圖批量裁剪、自動旋轉、批量插入圖框等功能；實現自動生成塔基測量數據報表功能。這些高度自動化處理功能顯著提高了塔基制圖效率，避免了繁瑣易錯的手工編輯工作。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的华测数据导出方法_输电线路塔基测量成图方法研究与应用的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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