淺談南方CASS在公路施工測量中的應用

楊勝利

摘 要：通過對南方CASS軟件使用遇到的問題及解決辦法闡述，具體應用到在建工程橋梁樁基、橋面等結構物測量，減輕測量員在公路工程測量勞動強度，提高測量效率。

關鍵詞：南方CASS;公路施工;測量

南方CASS9.0軟件[1]是基于AutoCAD平臺研發的地形地籍成圖系統軟件，該軟件主要應用于地形成圖、地籍成圖、工程測量應用、空間數據建庫、市政監管等領域，全面面向GIS，徹底打通數字化成圖系統與GIS接口，使用骨架線實時編輯，簡碼用戶化、GIS無縫接口等先進技術。

1 CASS使用過程中，經常遇到的問題及解決的方法

1.1 CASS軟件無法安裝

南方CASS的安裝應該在安裝完AutoCAD并運行一次后才進行，已使用的AutoCAD版本應低于CASS。如果想從CASS界面切換到AutoCAD軟件，在CASS中按下列選項操作即可：文件-AutoCAD系統配置-Unnaned-Profile（未命名配置）-置為當前-確定。

1.2 南方CASS讀取全站儀數據文件格式不對

若出現“數據文件格式不對”提示時，有可能存在以下的情形：（1）數據通訊的通路問題，電纜型號不對或計算器通訊端口不通;（2）全站儀和軟件兩邊通訊參數設置不一致;（3）全站儀中傳輸的數據文件中沒有包含坐標數據，可以通過查看通訊來判斷。目前，我這里使用的徠卡TS15、TS16全站儀數據傳輸，儀器側邊通過插入U盤的方式把儀器里測存的數據導出，再插入電腦USB接口，把數據導入到CASS軟件里使用，更加便捷。

1.3 屏幕右側菜單區繪制地物符號速度過慢

利用右側菜單區繪制地形圖符號是一種最基本的繪圖方法，但由于地物錯綜分布，尋找不常見的獨立地物符號有一定難度，經常切換繪圖命令降低了繪圖效率，可以采取以下方法解決：

對于不常見的獨立地物，可在原始數據文件中加入簡碼，以文本方式打開.dat文件，其CASS數據為點號，Y、X、H格式，在點號后的兩逗號間空白處寫入對應地物簡碼，保存修改后的.dat文件，利用簡碼識別功能，即可在對應點號繪出獨立地物符號。

對于常見地物的繪制，除調出CASS繪圖工具條外，還可以利用快捷命令，南方CASS常用快捷命令：FF繪制多點房屋、W繪制圍墻、K繪制陡坎、D繪制電力線。

1.4 繪制的等高線失真

在南方CASS中直接使用坐標數據文件直接生成三角網，沒有考慮到實際地形情況，會出現三角網邊橫穿陡坎、山脊線等明顯不合理的現象，其繪制的等高線將失真，可以采取以下方法解決：

首先在建立地面高程（DTM）之前，應注意檢查外業采集數據，剔除明顯不能代表當地高程的碎步點，預先將山脊、山谷線、坡度變化線、地貌變向線和坡頂坡底線等地形線用復合線繪出，并注意繪制陡坎的輸入坎高，在建立DTM是考慮地形線和陡坎。另外通過三角網中的三角形進行增加、刪除、調整等操作，建立DTM更加合理完善，可以繪出準確逼真的等高線。

高速公路通常幾個標段同時施工，每個標段一般包括路基、橋梁及各種構造物，如涵洞、中小橋、大橋少則幾座，多則十幾座，施工放樣任務十分繁重。由于全站儀、GPS在工程測量中的普遍應用，其極坐標放樣功能使測量工作出現錯誤主要集中為坐標計算錯誤，如何快速準確地計算坐標是關鍵。首先放樣前先熟悉圖紙，根據圖紙計算出各個部位放樣點的坐標，應用南方CASS軟件進行坐標定位計算，可以避免坐標計算錯誤，取得良好的施工測量效果。

2 參建工程實際運用

2.1 工程概況

鳳臺大橋主橋[2]是四川省遂寧市中環線快速公路一部分，遂寧市船山區新橋鎮小壩村至鐘靈寺村，橋面全寬33.8 m，左右幅中間留有10 cm的間距分體式，全長2 078.89 m，東西兩岸有泥結石道路通過，下游涪江三橋連接左、右岸交通。

2.2 工程測量應用可行性研究

鳳臺大橋主橋在測量放樣主要集中在平面上，在南方CASS軟件里，按照橋設計圖紙提供的尺寸和形狀，按1：1的比例繪制平面圖（如樁基的圓心點，承臺的構造物尺寸，橋墩的尺寸，蓋梁的尺寸，橋面尺寸等等）。因南方CASS可以達到小數點后6位，平常我們輸入的點坐標，小數點后只保留3位，完全可以滿足公路工程橋梁規范毫米級的要求。

3 南方CASS應用步驟

3.1 設計圖紙審核

拿到圖紙后，利用測量員APP、道路軟件程序編程，審核圖紙上的使用的坐標系，圖紙上使用什么坐標系，在南方CASS里就使用什么坐標系，對構造物的尺寸進行必要的復核，尤其是設計單位提供的樁位坐標，高程等。

3.2 建立施工坐標系

現以鳳臺大橋主橋，對各個操作步驟做詳細說明：在計算機上打開南方CASS，新建一個文件前，在使用的向導的高級設置中，對繪圖的數值精確度、角度及坐標系等進行設置（常用快捷命令DDIM）：單位采用（精度為小數點后4位以上），角度采用度/分/秒，角度起始方向N（北），角度采用順時針，越往順時針方向旋轉角度，方位角越大，最后以鳳臺大橋主橋起點樁號，終止樁號，橋面寬度進行繪圖區域進行設置。

由于南方CASS采用的是數學上常用的平面直角坐標系，方向向上為Y向右為X，設計圖紙的坐標系則是方向向下為X，向左為Y，二者X，Y方向相反。為了根現場施工測量的線路前進方向一致，在輸入大橋構造物坐標時，先輸入Y坐標，后輸入X坐標。

3.3 繪制結構物的平面圖

為了在南方CASS里繪圖過程中清晰反映整座橋的各部位的相互關系，又不互相干擾，可建立不同圖層，并且用不同的線型，顏色來表示不同的部位。由于橋梁的各個部位都與樁位中心線有相對應關系，因此要利用設計提供或自己常規方法先計算好樁位坐標。編輯好后，按坐標在南方CASS里面繪制樁位平面布置圖，圖形單位比例取1個圖形單位等于1 m。畫好樁位后，用多段線連接圓心，就是樁位的中心線了。

但對于2 078.89 m長的鳳臺大橋，輸入工作量太大，在道路測量軟件程序里，可以批量生成樁位坐標，應用南方CASS軟件進行展點，效率非常高。利用樁位中心線來確定其他部位（按照從下往上的順序，是所有樁基的圓心坐標，承臺，橋墩和箱梁的平面位置）。畫好后和圖紙提供的樁基圓心坐標數據比較，和圖紙提供的構造物尺寸校核，可以很好的起到審核圖紙平面位置的效果。還應檢查其樁位坐標與計算值是否一致，如果有1 mm～2 mm誤差，也是可以忽略不計的。

3.4 從平面圖中獲得放樣點坐標

平面圖繪制完畢后，就可以直接得到每個點的平面坐標。通過南方CASS軟件點捕捉，用ZJZB快捷命令，在CASS圖里快速標注出坐標。

對于一些弧形物體，比如其他曲線橋梁的防撞欄坐標，也可以在南方CASS里用ZJZB命令，快速獲得坐標標注。坐標標注標好后，打印出來，再到現場輸入全站儀就可以放樣了。再高級一點，將標注好的坐標，輸入至EXCEL表格，轉化為*.dat文件格式，通過數據線或者U盤傳至全站儀，可以避免手工輸入操作的失誤，能夠實現坐標準確的快速標注。在實際操作中，也可以根據自己的喜好選擇適合方式。

3.5 采用南方CASS技術的效果

（1）采用南方CASS計算結構物坐標，能快速的對結構物的每1個位置進行坐標標注，進行放樣方便快捷，準確率非常高，大大降低了測量工作量，降低工作難度，既保證施工進度也滿足了放樣精度的要求。一般1個中型項目（5 km以內），測量數據可以在開工1～3個月的時間全部完成（不包括動態測量數據，如路基邊坡放樣，變形觀測等）。

（2）用南方CASS技術進行定位測量得出的尺寸準確，達到毫米級的精度，為現場施工提供可靠的測點數據。經過對已施工工程部位完成后的復測，應用南方CASS技術定位的各類橋梁、涵洞等構造物的結構尺寸、位置都符合設計要求，整體結構外形平整順暢，尤其是曲線橋梁防撞護欄弧線，視覺效果較好。

（3）能最大限度地減少手工計算過程中造成的人為誤差或者差錯。在圖中得出的構造物各點坐標值雖然在計算機繪圖過程中可能因精度的原因造成一定的計算誤差，但都控制在規范允許范圍內，對測量結果的影響微乎其微，忽略不計，不會造成影響。

4 小結

隨著我國公路建設快速發展，公路工程施工過程對測量精度要求越來越高，將南方CASS的成圖軟件功能廣泛應用到工程測量實踐中，一定能夠大大提高了數字成圖效率，極大的減少了人為因素帶來的誤差，提高公路測量效率。

參考文獻：

[1]陳一舞.CASS9.0參考手冊[Z].廣東南方數碼科技有限公司，2010：195-198+209-215.

[2]李彥春，羅萬申.遂寧市鳳臺大橋工程施工圖紙設計[Z].中國市政工程西南設計研究總院有限公司，2015（2）：4-7.

[3]陳永奇.工程測量學[M].武漢：測繪出版社，2016.

[4]周北輝，劉偉煜.CASS軟件在工程測量中應用[J].建筑與預算，2018（9）：26-30.