塔基断面及塔位地形自动成图软件开发与应用

余文新，王 振，庄宿军

( 中国电力工程顾问集团华东电力设计院有限公司，上海 200331)

塔基断面及塔位地形自动成图软件开发与应用

余文新，王 振，庄宿军

( 中国电力工程顾问集团华东电力设计院有限公司，上海 200331)

本文通过架空输电线路勘测需求、塔基断面及塔位地形图绘制需求和AutoCAD平台下二次开发的分析研究，成功开发出从电子地形图中自动化绘制并输出塔基断面及塔位地形图的软件，并总结出一套先进、高效的塔基断面及塔位地形图的成图模式；本文简要介绍了电子地形图中实现塔基断面及塔位地形图自动化成图的可行性、软件主要算法、软件的功能及优缺点，并通过工程实践得出相关结论。

电子地形图；架空输电线路塔基断面；塔位地形；自动。

1 概述

长期以来，塔基断面及塔位地形图的绘制都是在“SLCAD架空送电线路平断面处理及定位CAD系统”中完成，该系统需要人工选择实测点位、且操作繁琐、还不能添加保护点；近年来，伴随着超高压和特高压输电线路的高速发展，输电线路设计对塔基断面及塔位地形图的要求也越来越严格，要求图上反映的地形地物也越来越多，常规的绘制方法已无法满足需求，亟需一套先进、高效的成图方法和内业处理模式。本文通过AutoCAD平台下二次开发成功实现了内业的高效处理、满足了设计需要。

2 自动化实现依据

目前电子地形图大都通过AutoCAD软件形成，外业数据在AutoCAD软件下处理和绘制很高效，尤其是南方公司再其平台下开发的CASS软件将外业实测的点位数据以三维点属性和三维高程点块属性分层表示；这些为自动化成图提供了条件。

AutoCAD提供了强大的二次开发平台，包括不同模式的选择集、实体属性查询和修改、实体的增添删减等。强大的选择集功能可以帮助我们选择所需实体，实体属性查询可以帮助我们获取实体的坐标数据和图层数据。

将点位数据自动识别并提取，通过软件自动识别各个塔腿数据和保护点，即可自动绘制塔基断面并成图；将点位和实体数据自动识别并提取，通过软件平移、旋转，即可自动得到已绘制地形地物的、独立直角坐标系下的塔位地形数据，经后期简单处理即可得到塔位地形图；这样就可以从技术上实现了塔基断面及塔位地形图的自动化成图。

3 软件开发及功能简介

3.1 软件开发主要算法

图1 算法示意图

如图1所示， T1(x1, y1, z1)为塔位中心，T0(x0, y0, z0)为线路小号方向上一点，A(x, y, z)点所在方向为塔位A腿方向， A1(X1, Y1, Z1)、A2(X2, Y2, Z2) 、 A3(X3, Y3, Z3)是A腿上点， P(X, Y, Z)为任一点， P'(X', Y', Z')为P点在A腿上的投影点(PT1=P'T1距离 )。

(1)自动识别算法

(2)高程内插算法

P'的高程需要采用高程内插算法求取。通过距离PT1和α1，可求出P'点的平面坐标X'和 Y'，根据该点位置可确定该点所在的线段(假设位于A2A3上)，则 的高程为P'：

3.2 软件功能简介

本软件是以Visual Basic和AutoCAD为开发平台的AutoCAD二次开发软件。依据需求，软件主要功能依次为线路设置、获取塔腿数据、获取保护点数据、生成塔基断面、生成塔位地形等，软件界面见图2。

图2 软件界面

“线路设置”是通过导入当前线路干线数据，自动获取待处理塔位的所有信息：塔位名称、塔位坐标、线路小号点坐标、转角角度等。

“获取塔腿数据”是通过设置选择集及塔腿方位限差自动获取所有塔腿点位。

“获取保护点数据”是通过设置保护点样式自动获取所有保护点点位信息。

“生成塔基断面”是将上述获取的数据以塔基断面的形式自动化成图，并添加图框(图框路径通过配置文件添加)。

“生成塔位地形”是将地形图中塔位一定范围内的所有实体通过平移、旋转的方式自动转换成独立坐标系下的塔位地形图，并添加图框(图框路径通过配置文件添加)。

3.3 软件操作步骤简介

(1)启动软件。

(2)线路设置，即设置线路中心线。

(3)获取塔腿数据。

(4)获取保护点数据。

(5)生成塔基断面。

(6)生成塔位地形。

(7)退出软件。

4 工程实例及结果分析

4.1 工程实例

截至目前，本软件已用于“榆横－潍坊1000 kV特高压交流输变电工程线路工程”、“委内瑞拉中西部电网加强之科赫德斯州项目线路工程”、“准东－华东±1100 kV特高压直流输变电工程线路工程”等多条架空输电线路工程中，现以某一桩位的地形图为例说明软件运行结果。

图3 国家坐标系下桩位地形图

图3为某一桩位国家坐标系下的地形图，通过软件自动化操作后的塔基断面图和塔位地形图见图4、图5。

4.2 结果分析

由图4、图5可知依据本软件自动化绘制的塔基断面和塔位地形图中数据选择正确，符合绘图标准；

在经济效益上，该桩位在完成线路设置完成后，用本软件全自动化生成塔基断面图和塔位地形图不到5s，即使加上后期整图也不到5 min，而如果使用常规测量手段至少需要2 h，大大提高了内业处理效率、缩短了工程工期、提高了经济效益；

但是，本软件也具有一定得不足。本软件在塔位地形图的生成中只是将国家坐标系下的数据转换成独立直角坐标系下数据，地形图的等高线仍需要重新构置，图框外的数据需要人工删减。

5 总结

(1)本软件实现了塔基断面图和塔位地形图的自动化绘制，提高了内业处理效率、缩短了工程工期、提高了经济效益；

图4 塔基断面图

图5 塔位地形图

(2)塔位地形图目前仅能半自动化制图，后期需要较多的人工干预，这也是本软件后续开发的目标。

[1]刘彬彬，高春艳等．Visual Basic从入门到精通[M]．北京：清华大学出版社，2008．

[2]张帆，郑立楷等．AutoCAD VBA开发精彩实例教程[M]．北京：清华大学出版社，2004．

[3] GB 50741－2012．1000 kV架空输电线路勘测规范[S]．

Software Development of Automatc Maping for Tower's Landform and Footing Fracture Surface

YU Wen-xin, WANG Zhen, ZHUANG Su-jun
( East China Electric Power Design Institute Co., Ltd., Shanghai 200331, China)

On the basis of the investigation and analysis in demands of investigation and surveying in overhead transmissionline, tower profile, tower topographic map,and re-development of AutoCAD, the article successfully develops the software of automatedtower profile and tower topographic map, and generalizes a modern operation pattern in investigation and surveying of overhead transmission line. The article makes a brief introduction in Feasibility Analysis on the automatedtower profile and tower topographic map, the important arithmetic, the function of the software and merits and drawbacks, and draws a positive conclusion after the practice and application in several projects.

digital relief map; overhead transmission line; tower profile; tower topographic map; automation.

P2

B

1671-9913(2016)04-0023-04

2016-05-13

余文新(1971- )，男，江西丰城人，高级工程师，主要从事电力工程勘测设计方面的工作。