浅谈成图软件CIVIL-3D与CASS在工程建设中的应用差异

1、 浅谈成图软件CIVIL 3D与CASS在工程建设中的应用差异吕东强（中国水利水电第七工程局有限公司三分局 四川温江 611130）摘要：我国国的测绘绘科学与与技术已已实现了了由传统统测绘向向数字化化测绘的的转化和和跨越，新新技术、新方法法不断涌涌现。本文针针对在工工程建设设中地形形数字化化测绘成图图的方法法，对比比、分析析了成图软件件CASSS与成图软件件CIVVIL 3D在数字字化成图图处理过程程中，对对点、三三角网（数数字地面面模型）、等高线线、断面面生成的的人工修正正方法及及二者之之间的应应用差异异。关键词：数数字化成成图 点 三角网 等高线 断面 应用差差异1引言在工程建设设中，各阶

2、阶段的地地形图及及断面图图是工程程量计算算及工程程结算的的依据。工程开工前，必须实测工程部位的原始地形图或断面图。随着测绘科学技术及电脑技术的飞速发展，数字化成图软件能很方便的绘制出地形图并转化出断面图来进行工程量的计算，现在大家更多的愿意选择测绘原始地形图。这是因为：测绘原始断面的方法，首先要布置断面，但由于断面的布置必须要结合工程部位的形状特性（如变坡线、转折线）及地形特征来布置确定。而工程刚开工之际，很多项目的施工详图不全，局部设计修改的可能性很大，这样，一旦动工后，若遇修改，必定造成断面布置不合理，无法再次测绘，就不能真实的计算工程量。而测绘原始地形就能避免因以上不确定因素造成的问题，

3、也能直观的反映出地形形态，断面布置可以随时根据需要在地形图上剖绘，因而更容易精确的计算工程量，同时也大大地提高了工作效率。目前用于测测绘成图图的主要要软件是是CASSS地形形地藉成成图软件件和CIVVIL 3D软件。CASSS地形形地藉成成图软件件是南方方测绘仪仪器公司司基于AAutooCADD平台技技术而开开发的数数字化测测绘成图图软件，地貌、地地理信息息丰富，主要应用于地形成图、地藉成图、工程测量等领域，工程建设单位的测绘成图现在基本上是采用此软件。而CIVIL 3D软件是Autodesk公司近年来针对土木工程设计而开发的，提供了完全革新的解决方案，将 AutoCAD 软件的绘图功能与基于

4、对象动态交互土木工程功能相集成的成图软件，现主要应用于土木工程设计领域，工程建设单位很少应用。对计算机硬件及软件的要求，CIVIL 3D比CASS要求要高一些，但现在的计算机主流配置、操作系统等都能满足要求。2 两种种数字化化测绘成成图软件件的差异异数字化测绘绘成图操操作流程程：点三角网等高线断面图图，两种种软件看看似较相相近，但但在软件件应用中中发现有有很多显显著的差差异。2.1展绘绘点点的坐标数数据文件件是成图图软件最最基础的的数据文文件。在在数字化化成图前前，都需需要在记记事本状状态下先先准备成成图软件件支持的的数据文文件。CASSS支持扩展展名是.datt格式文文件，数数据格式式排列必

5、必须为“点号，编编码，东东坐标，北北坐标，高高程”形式，而而CIVVIL 3D支持扩展展名是.txtt格式文文件，数数据格式式排列灵灵活，除除了可以以为“点号，东东坐标，北北坐标，高高程”形式外外，还支支持空格格分隔、不不需要点点号、坐坐标顺序序颠倒等等组合形形式。展展绘测量点时，CAASS需需要先确确定绘图图比例来来设置点点号、高高程及注记的字体大大小，点点号、高高程点的的绘制是是分别展展绘，而而CIVVIL 3D不不需要确确定比例例，点号号及高程程注记是是作为点点的标签签样式，字字体大小小、显示示控制由由更改标标签样式式来决定定，应用用起来相相对灵活活。2.2三角角网（数数字地面面模型）三

6、角网生成成是等高高线生成成的关键键步骤。一般情情况下，由由于地形形条件的的限制在在外业采采集的碎碎部点很很难一次次性生成成理想的的等高线线，另外外还因现现实地貌貌的多样样性和复复杂性，自自动构成成的数字字地面模模型与实实际地貌貌不太一一致，这这时通过过修改三三角网来来修改这这些局部部不合理理的地方方。三角角网的生生成都是是根据点点数据文文件来生生成。自动生成的的三角网网需要根根据实际际地形特特征（特特别是坡坡顶、坡坡脚处）来修改，否则绘制出的地形图出现局部严重错误，很多工程建设单位的测绘人员都忽视了这一点。三角网的修改功能很多，如CASS提供的删除三角形、增加三角形、重组三角形、三角形内插点、

7、删三角形顶点等功能；CIVIL 3D提供的删除直线、增加直线、交换边界、增加点、删除点等功能。CASS对三角网的修改，需要先绘制出等高线，找出等高线与实际地貌不不符的地方来进行修改，如修改那些不是同一地形类别的特征点所组成三角形等，修改后执行存盘，把以前的等高线删除后重新绘制，再重复以上步骤，直至绘出理想的等高线。从以上操作流程可以看出，等高线与三角网不是动态关联的，修改三角网后不能自动更新等高线，步骤繁琐。而CIVIL 3D解决了以上问题，生成三角网的同时也生成等高线，二者是动态关联的，当修改三角网时，等高线随着修改而实时更改，很直观的反映出来，更利于修改。采用CIVIL 3D软件修改三角网

8、，等高线变化情况祥见图1、图2。图1 三角形形修改前前成图图2 三角形形修改后后成图2.3等高高线三角网正确确生成后后，二者者成图软软件都能能生成合合理的等等高线，对对等高线线也都提提供了丰丰富的编编辑、注注记等功功能。CCASSS中等高线线的生成成一般选选择三次B样条拟拟合，三次B样条拟合合是其中最优优的等高高线生成成方式，用用这种方方式生成成的等高高线最光光滑，外外观最好好，但是是会有少少许失真真。CIVVIL 3D 的等高高线是以地形曲面面的形式式表现，通过控制等高线的平滑类型及平滑度来控制外观显示，可以使用多种源数据创建曲面，点只是其中的一种。也可以使用现有的等高线、地形特征线、边界等

9、多种数据创建曲面，或者在一个曲面模型中混合使用多种源数据。体积曲面是Civil 3D 2005中一个独特的概念，它表示由两个曲面组成的空间夹层，因此，体积曲面必须是通过两个普通曲面定义的。与普通曲面相似，体积曲面上的任意点也有高程值，然而体积曲面上的高程值表示此处两个曲面的高程之差。例如，如果一个曲面（基面）是场地的原始地形曲面，而另一个曲面（对照曲面）是场地的设计地形曲面，则体积曲面上的高程值就表示场地土方的挖填深度。2.4断面面线绘制制土石方量的的计算有有两种方方法：DDTM法法及断面法法。DTTM法是由DTMM模型来来计算土土石方量，根据实实地测定定的地面面点坐标标（X，Y，Z）和设设计

10、高程程，通过过生成三三角网来来计算每每一个三三棱锥的的填挖方方量，最最后累计计得到指指定范围围内填方方和挖方方的土石石方量。由于工程程建设中开挖挖的结构构形体比比较复杂杂、多变变，很难难在数据据文件中中有规律律有组织的确定各各参数，且规范也也没有认认可，计计算的土土石方量只能能作参照照使用。因因而现在在普遍采采用是断断面法，先在数字化图上剖绘出原始地面线，再和设计断面线（根据施工的设计图纸绘制）组成几何图形来计算土石方量，这种方法简单、操作流程清晰、过程受控、检查方便。2.4.11 在在CASSS 中，绘绘制断面面的方法法有：根据已已知坐标标、根据等等高线、根据里里程文件件、及根据三三角网；可

11、以根根据实际际地形情情况灵活活选用。生成后后的三角网网、等高高线、断面线线是不关关联的，独独立的。CASSS 软软件绘制制断面主主要存在在以下问问题：1) 根据据已知坐坐标绘制制断面，是是按设定定的采样样间距采采集断面面布置线与与最原始始的DTM模型的所所有交点点来绘制制地面断面面线，它它没有考考虑后期期对三角角网的修修改情况况，在变变坡处也也存在漏漏采特征征点，因因而它存存在局部部失真性性，精度较较低，其其大小视视真实地地貌的复复杂性而而定，同同时操作作一次只能能绘制一一个断面面，比较较麻烦。2) 根据据等高线线绘制断断面，它它从断面面布置线的的起点开开始，采采集断面面布置线与与等高线线的所

12、有有交点来来绘制地地面断面面线，虽虽然等高高线比较较合理，但但也存在在失真，若遇上等高线与断面布置线基本平行（祥见图3），势必造成漏采特征点，地面断面线将低于真实地面线，因而它也存在局部失真性，精度较低，也是操作一次只能绘制一个断面。图3 断面布布置图3)根据里里程文件件绘制断断面，先先用复合合线绘制制出纵断断面线，再再根据纵纵断面线线生成里里程文件件（需设定定断面间间距及左左右长度度），同同时自动动沿纵断断面线生生成横断断面布置置线。再根据里程程文件按按设定的的采样间距距采集断断面布置置线与最最原始的的DTM模型的的所有交交点来绘绘制地面面断面线线，一次次性生成全全部断面面，但也也存在局局部

13、失真真、精度度较低。4) 根据据三角网网绘制断断面，它它从断面面布置线线的起点点开始，采集断面布置线与修改后三角网的所有交点来绘制地面断面线，由于经过修改后的三角网最能真实反映实际地貌，因而它生成的地面断面线最合理、精度最高，但操作一次只能绘制一个断面。在CIVIIL 33D 中，断面面的绘制制解决了CASSS的快而精精度低的的不足之之处，是是从地形形曲面(三角网网)来创建建剖面（断断面）。一一个图形形文件中中可以有有多层地地形曲面面，剖绘绘断面时时可同时时剖绘在在同一断断面上。 CIVVIL 3D在曲曲面、路路线和剖剖面之间间维持着着实时动动态关联联，对路线线或是曲曲面的任任何修改改都将自自

14、动的引引起剖面面的更新新。与CASSS成图图软件比比较主要要优势体体现如下下：1）断面的的绘制，首首先要创创建路线线（纵断断面线），创建建路线最最基本的的方法有有两种：一是从从多段线线创建，可以绘绘制一条条多段线线，然后后把它转转化为一一个路线线对象，这这种方法法简单，一一般都选选用此方方法；二是按布布局创建建，通过预预先设定定的参数数来创建建路线（纵纵断面线线），然然后还可可以对这这些参数数进行修修改，而而各个线线元之间间维持着着几何相相切和严严格的约约束关系系。2）根据路路线，创创建横断断面采集集线，采采集线可可以在路路线上任任何地方方或等间间距布置置，然后创创建多个个视图及及断面视视图。

15、断断面的生生成是采采集采样样线与三三角网的的所有交交点来绘绘制出地地面断面面线的，因而而它生成成的地面面断面线线最合理理，精度最最高，可可一次性性生成所所需的全全部断面面。3）断面的的更新可可随着采集集线的位位移、三三角网的的修改等等更新而而更新。3应用实例例及效果 观音岩水水电站导导流明渠渠开挖原原始地形形的复测测中，测绘绘面积大大（约50万平方方米），工工期紧，任任务重。为为了核对对开挖工程程量，需需要实测测的地形形图及设设计地形形图。若用CASSS软件来来计算，等等高线是是由很多多条单独独的曲线线组成，无无法直接接在图上上自动剖剖绘，只只有靠人人工在图图上量取取断面数数据来绘绘制，再根据

16、据两断面面线差值值面积来来计算工工程量，工作量量巨大。而而利用CIVVIL 3D软软件在设计地地形图上上，把我我方开挖挖范围内内的等高高线全部部提取出出来另存存为图形形文件，打开此图形文件，利用软件功能下的“创建曲面”把等高线转换为地形曲面A，转换后的地形曲面（等高线）与原设计地形图完全吻合，再把实测地形数据生成地形曲面B后，我们可以看到有两个地形曲面的等高线同时显示，鼠标停在曲面上，可以看到此坐标处两个曲面的高程之差。再用菜单下“曲面 实用工具 体积”等，弹出对话框祥见图4。图4 曲曲面对话话框在“基面”栏中，选选择“地形曲曲面A”曲面，在“对照曲曲面”栏中，选选择“地形曲曲面B”曲面后，两曲曲面之间间的空间间夹层体体积计算算的结果果立即呈呈现出来来，也就就反映出出了实测测地形图图与设计计地形图图在工程程量计算算方面的的量差。用这种方法，内业全过程不到半天，比用CASS软件提高数倍的效率。4结束语通过本文的的对比、分分析可以以看出，在在计算工工程量创创建的数字地地面模型型（三角角网）、等高线线、断面面图等方面，CIVVIL 3D 的最大大优势在在于其对对象是智智能的，对对象之间间存在着着动态关关联关系系，如果修修改了一一个对象象，与之之关联的的对象会会自动更更新，如修改改点，与之相相关联的对对象三角角网、等等高线、断断面图将将自动更