基于VBA for AutoCAD塔基断面图自动化绘制

2018-05-06周红宇肖伟红陶晓学

电力勘测设计 2018年4期

周红宇，肖伟红，陶晓学

(中国能源建设集团甘肃省电力设计院有限公司，甘肃兰州 730050)

当前输电线路勘测工程，塔基断面图是合理配置铁塔高低腿、高低基础以及确定土石方开挖等重要依据。塔基断面数据的主要来源有三种：①经纬仪实测平距与高差；②利用全站仪测量得到平面坐标或平距与高差；③GPS实时厘米级定位测得平面坐标或平距与高差。测绘人员需要对不同来源的塔基数据进行处理成图，以便设计人员进行有效的工作。面对大量的塔基数据，在判读、记录、输入、成图等过程中工作量大，难免出现差错，并且塔基数据的检查校核需要大量的、重复的工作，费时费力并且还会留下质量隐患。因此，实现塔基断面自动化绘制对提高输电线路勘测工作效率、提升成果质量、节省成本有着重要的意义。

1 塔基断面绘制现状

塔基断面图便于高压铁塔的配置，主要突出塔腿方向地形起伏。塔腿方向为塔位中心到前后两个塔位中心方位角的平分线左右各45°，线路两侧相邻塔腿角平分线方向即为横担方向。塔腿角度由塔位中心到后视塔位为起始基准，顺时针依次为A、B、C、D腿，相邻塔腿夹角为90°。铁塔分为直线塔和转角塔，都包括中心桩O、四个塔腿。直线塔与转角塔不同之处在于塔腿角度，如图1为直线塔，直线塔腿角度中心桩与后视顺时针旋转A腿45°、B腿135°、C腿225°、D腿315°。转角塔腿与转角s有关，原线路方向与转角后前进方向的夹角s为转角，利用角平分线确定塔腿，左转则减去转角一半，右转则加上转角一半。如图2为左转A腿角度45°－s/2，B腿角度135°－s/2，C腿角度225°－s/2，D腿角度315°－s/2。如图3为右转A腿角度45°+s/2，B腿角度135°+s/2，C腿角度225°+s/2，D腿角度315°+s/2。

目前，塔基主要采用以下四种方式绘图①现场记录塔腿点与中心桩的平距与高差，按一定格式生成数据文件，最后在AutoCAD标准模板中手动输入数据，绘制成塔基断面图②现场采集平面坐标x、y、h，人工判读量取塔腿点与中心桩的距离和高差，按一定的格式生成数据文件，最后在AutoCAD标准模块中输入数据生成塔基断面图。③采集平面坐标，将塔腿地形点编码，内业采用电子表格自动计算塔腿地形点的平距与高差，编制程序读取平距与高差数据，自动插入标准图框，生成塔基断面图。④将原始数据x，y，h导入到图形化界面中，自动提取塔腿地形点，在模板文件中生成断面图。

第一种方式现场需要单独一个记录数据，内业需人工输入数据、工作量大、极易出错。第二种方式虽不需现场记录数据，但内业需判读量取数据，输入数据，工作量大，效率低。第三种方式提高工作效率和质量，但数据需要编码，制定特定格式数据文件，预处理工作多。第四种方式已实现自动化提取塔腿点，但点名，平距，高差格式的文件无法自动绘制断面图。

基于VBA For AutoCAD的输电线路塔基断面图自动化绘制系统，针对以上模式存在不足，实现自动提取塔腿地形点坐标，识别平距与高差格式数据，自动生成标准塔基断面图。

图1 直线塔基

图2 左转塔基

图3 右转塔基

2 系统设计与实现

2.1 开发平台选择

目前，输电线路设计制图软件以AutoCAD为主，地形图绘制软件主要以南方CASS为主，CASS是南方测绘公司基于AutoCAD二次开发的一套地形图绘制软件。Visual Basic for Application(简称VBA)是属于AutoCAD第三代开发工具，是新一代标准宏语言，提供面向对象程序设计方法，并提供相当完整的程序设计语言[7]。VBA与VB有着几乎相同的开发环境，功能强大易于掌握、结构精简、代码运行效率高。本系统选择AutoCAD为平台，全面结合AutoCAD与CASS功能，利用VBA开发工具，实现塔基断面图自动绘制。

2.2 自动绘制塔基断面图流程设计

在AutoCAD中设计塔基断面菜单栏，在下拉菜单栏有①读入文件绘制断面命令；②选择塔基数据绘制命令。

读入文件绘制断面命令的主要流程如图4。①基本参数设置：塔基序号、塔基名称、塔基图号、比例尺、塔腿数；②选取标准图框；③读入塔基文件；④绘制塔基断面图；⑤断面图保存。

选择塔基数据绘制命令的主要流程如图5。①基本参数设置：塔基序号、塔基名称、塔基图号、工程序号、阀值、比例尺、测量范围；②选择标准图框；③确定后视、中心桩、前视坐标；④选取数据；⑤建立dwg图形文件；⑥自动绘制塔基断面图；⑥断面图保存。

图4 流程图

图5 流程图

2.3 塔基断面图自动绘制实现原理

在AutoCAD中增加菜单或通过命令行，启动塔基断面功能，按照操作流程即可完成断面图绘制。塔基断面图绘制方法中包括①选择塔基数据绘制断面图；②读入文件绘制断面图。

选择塔基数据绘制断面图方法中首先构造选择集，因CASS软件高程点是块，注记是块的属性，所以筛选条件设置为图层、类型、块名，将筛选出的高程点存放到数组变量中。其次通过后视、中心桩、前视及塔腿各方向的几何关系，自动查找A、B、C、D腿上高程点，t为阀值，D为任意高程点距塔腿的垂直距离，若D＜t，则认为高程点在塔腿断面上。F为测量范围，G为高程点距离中心桩的距离，若G＜F，则认为高程点在测量范围内。计算塔腿高程点与中心桩的平距与高差存放在列表中，格式为点名，平距，高差，列表框数据可以编辑。最后生成断面图，包括①加载标准图框，并将塔基序号、塔基图号等信息输入模板。②遍历列表中所有数据，根据点名的不同，分别生成塔腿断面线。

读入文件绘制断面图方法中首先读入电力之星导出的塔基断面数据(格式为点名，X，Y，H，平距，高差，塔基名)，在外业采集塔基地形点时，已将塔腿地形点编码，例如A腿地形点用A字母编码，B、C、D腿分别用B、C、D字母编码，其它地形点不允许用A、B、C、D字母编码。其次遍历文件，提取塔基名并放到列表中，选中列表中塔基名并再次遍历文件。最后根据点名将A、B、C、D腿的平距与高程信息存放到四个数组中，调用命令生成断面线，塔基序号、塔基名称、塔基图号将自动生成到插入的图框中。

2.4 塔基断面图实现

本文选取锡盟－江苏±800 kV特高压直流输电线路工程实例进行应用，该线路工程总长度共计85 km，塔基外业测量采用RTK和全站仪的作业模式。利用塔基断面图自动化绘制系统如图6，绘图时间为原绘图时间的10%以下，工作效率与成图质量明显提高。塔基断面图成果如图7。

3 结语

本文介绍现阶段塔基断面图数据采集方法，对塔基断面绘制现状进行分析，设计出塔基断面图自动化绘制的流程和方法，利用AutoCAD平台，选择VBA程序设计语言二次开发，实现塔基断面图自动绘制。在AutoCAD图形化界面下，既能自动化处理点名，平距，高差格式的塔基断面数据，又能处理点名，X，Y，H格式塔基断面数据，大幅提升内业作业效率，同时减少人为失误率，提升成果质量。具有较高的应用推广价值。