自動(dòng)獲取道路縱橫斷面數(shù)據(jù)程序的研制

1、自動(dòng)獲取道路縱橫斷面數(shù)據(jù)程序的研制1 引言現(xiàn)有常用的測(cè)繪軟件中，自動(dòng)斷面數(shù)據(jù)提取的方式都是通過創(chuàng)建數(shù)字地面模型來自動(dòng)完成的。這種方式對(duì)于野外山地，有較好的效果，但是對(duì)于城市現(xiàn)狀道路，通過創(chuàng)建三角網(wǎng)的方式提取的斷面數(shù)據(jù)會(huì)失真。而城市道路改造，對(duì)于斷面數(shù)據(jù)的精度要求高，通過創(chuàng)建數(shù)字地面模型提取斷面數(shù)據(jù)無法滿足設(shè)計(jì)需要。外業(yè)測(cè)量的斷面高程點(diǎn)應(yīng)大致與中線垂直，程序只需將單個(gè)斷面的高程點(diǎn)提取出來，然后判斷哪些高程點(diǎn)是在中線的左側(cè)，哪些高程點(diǎn)在中線的右側(cè)，在將兩側(cè)的高程點(diǎn)分別通過與中線的垂直距離的大小來排序，最后以高程點(diǎn)離中線的距離從小到大，按一定的格式寫到數(shù)據(jù)文件中即可。這種方式獲取的斷面數(shù)據(jù)，均為實(shí)際

2、測(cè)量數(shù)據(jù)，能保證提取的斷面數(shù)據(jù)與外業(yè)測(cè)量數(shù)據(jù)一致，并能自動(dòng)獲取。2 開發(fā)平臺(tái)與程序流程圖選擇AutoCAD2012作為開發(fā)平臺(tái)，程序基本流程圖如下：3 主要功能的實(shí)現(xiàn)3.1 參數(shù)輸入（圖一）參數(shù)輸入對(duì)話框設(shè)置了7項(xiàng)可變參數(shù)和1項(xiàng)可選參數(shù)選項(xiàng)，其中終點(diǎn)樁號(hào)初始值自動(dòng)設(shè)置為用戶選擇的中線的長(zhǎng)度。3.2 單個(gè)斷面高程點(diǎn)集的獲取(圖二)(圖三)如圖二所示，對(duì)于直線段的數(shù)據(jù)獲取，可以通過樁號(hào)獲取中樁坐標(biāo)，并獲取中樁所在的直線段的坐標(biāo)方位角，進(jìn)而計(jì)算出H、H1的坐標(biāo)與P1、P2、P3、P4四個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)，程序搜索P1、P2、P3、P4四個(gè)點(diǎn)組成的閉合線范圍內(nèi)的所有高程點(diǎn)。對(duì)于圓弧段，只需獲取中樁所在點(diǎn)的圓弧

3、的起點(diǎn)和終點(diǎn)，并與中樁點(diǎn)組成的三個(gè)已知點(diǎn)坐標(biāo)(a、b、c)，通過下列公式，計(jì)算出圓弧的圓心坐標(biāo)：A=Xb-Xa;B=Yb-Ya;C=Xc-Xa;D=Yc-Ya;E=A(Xa+Xb)+B(Ya+Yb);F=C(Xa+Xc)+D(Ya+Yc);G=2A(Yc-Yb)-B(XC-XB);圓心坐標(biāo)Xp=(DE-BF)/G;Yp=(AF-CE)/G。求得圓心坐標(biāo)后，即可求出圓心至中樁點(diǎn)的坐標(biāo)方位角，進(jìn)而計(jì)算出P1、P2、P3、P4四個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)，搜索P1、P2、P3、P4四個(gè)點(diǎn)組成的閉合線范圍內(nèi)的所有高程點(diǎn)。3.3 獲取測(cè)量的中樁高程點(diǎn)對(duì)于單個(gè)斷面所有高程點(diǎn)，逐個(gè)計(jì)算高程點(diǎn)與中樁的距離，獲取所有點(diǎn)中離中樁

4、距離最小值的高程點(diǎn)，如果高程點(diǎn)到中樁的距離在限差范圍內(nèi)，則獲取此點(diǎn)為中樁高程，并將中樁高程從斷面所有高程點(diǎn)集中刪除。如果距離超限，則放棄此斷面的數(shù)據(jù)獲取。3.4 區(qū)分高程點(diǎn)在斷面的左右側(cè)獲取高程點(diǎn)到中線的垂直距離點(diǎn)，并獲取高程點(diǎn)到中線垂直距離點(diǎn)的方向矢量（P）,同時(shí)并獲取高程點(diǎn)到中線垂直距離點(diǎn)處得的切線矢量方向（Q）,求PQ的矢量叉積，如果PQQ則點(diǎn)在中線右側(cè)，如果PQ=0則在中線上。分別將左右兩側(cè)的點(diǎn)存儲(chǔ)為“左側(cè)點(diǎn)集”與“右側(cè)點(diǎn)集”。3.5 剔除偏移斷面超限的高程點(diǎn)生成一條臨時(shí)斷面線H-H1,判斷“左側(cè)點(diǎn)集”與“右側(cè)點(diǎn)集”所有的點(diǎn)到這條斷面線的距離是否超限，如果是，則從點(diǎn)集中刪除。3.6 輸

5、出成果將測(cè)量的斷面數(shù)據(jù)成果按一定格式輸入為文本。3.7 例子從下圖三中獲取的斷面數(shù)據(jù)，格式為：樁號(hào)高程左斷面數(shù)據(jù)（-距離高程）右斷面數(shù)據(jù)（距離高程）K0.0004.927- 8.1765.087-8.2354.834-11.4974.770-15.2814.6913.6344.9245.9914.8957.3364.8677.9885.1238.1794.87711.1834.815K20.0004.946- 0.2785.085-8.2045.099-8.2974.844-11.4044.774-14.9224.7202.7864.9584.8304.9326.8864.8818.1655.1328.2834.87811.4344.812K40.0005.057- 9.2894.832-11.4234.802-14.8744.7321.7674.9304.5874.9016.2614.8718.0765.0838.1384.82511.2944.7984 結(jié)論研制的道路縱橫