浅谈南方CASS在公路施工测量中的应用

杨胜利

摘 要：通过对南方CASS软件使用遇到的问题及解决办法阐述，具体应用到在建工程桥梁桩基、桥面等结构物测量，减轻测量员在公路工程测量劳动强度，提高测量效率。

关键词：南方CASS;公路施工;测量

南方CASS9.0软件[1]是基于AutoCAD平台研发的地形地籍成图系统软件，该软件主要应用于地形成图、地籍成图、工程测量应用、空间数据建库、市政监管等领域，全面面向GIS，彻底打通数字化成图系统与GIS接口，使用骨架线实时编辑，简码用户化、GIS无缝接口等先进技术。

1 CASS使用过程中，经常遇到的问题及解决的方法

1.1 CASS软件无法安装

南方CASS的安装应该在安装完AutoCAD并运行一次后才进行，已使用的AutoCAD版本应低于CASS。如果想从CASS界面切换到AutoCAD软件，在CASS中按下列选项操作即可：文件-AutoCAD系统配置-Unnaned-Profile（未命名配置）-置为当前-确定。

1.2 南方CASS读取全站仪数据文件格式不对

若出现“数据文件格式不对”提示时，有可能存在以下的情形：（1）数据通讯的通路问题，电缆型号不对或计算器通讯端口不通;（2）全站仪和软件两边通讯参数设置不一致;（3）全站仪中传输的数据文件中没有包含坐标数据，可以通过查看通讯来判断。目前，我这里使用的徕卡TS15、TS16全站仪数据传输，仪器侧边通过插入U盘的方式把仪器里测存的数据导出，再插入电脑USB接口，把数据导入到CASS软件里使用，更加便捷。

1.3 屏幕右侧菜单区绘制地物符号速度过慢

利用右侧菜单区绘制地形图符号是一种最基本的绘图方法，但由于地物错综分布，寻找不常见的独立地物符号有一定难度，经常切换绘图命令降低了绘图效率，可以采取以下方法解决：

对于不常见的独立地物，可在原始数据文件中加入简码，以文本方式打开.dat文件，其CASS数据为点号，Y、X、H格式，在点号后的两逗号间空白处写入对应地物简码，保存修改后的.dat文件，利用简码识别功能，即可在对应点号绘出独立地物符号。

对于常见地物的绘制，除调出CASS绘图工具条外，还可以利用快捷命令，南方CASS常用快捷命令：FF绘制多点房屋、W绘制围墙、K绘制陡坎、D绘制电力线。

1.4 绘制的等高线失真

在南方CASS中直接使用坐标数据文件直接生成三角网，没有考虑到实际地形情况，会出现三角网边横穿陡坎、山脊线等明显不合理的现象，其绘制的等高线将失真，可以采取以下方法解决：

首先在建立地面高程（DTM）之前，应注意检查外业采集数据，剔除明显不能代表当地高程的碎步点，预先将山脊、山谷线、坡度变化线、地貌变向线和坡顶坡底线等地形线用复合线绘出，并注意绘制陡坎的输入坎高，在建立DTM是考虑地形线和陡坎。另外通过三角网中的三角形进行增加、删除、调整等操作，建立DTM更加合理完善，可以绘出准确逼真的等高线。

高速公路通常几个标段同时施工，每个标段一般包括路基、桥梁及各种构造物，如涵洞、中小桥、大桥少则几座，多则十几座，施工放样任务十分繁重。由于全站仪、GPS在工程测量中的普遍应用，其极坐标放样功能使测量工作出现错误主要集中为坐标计算错误，如何快速准确地计算坐标是关键。首先放样前先熟悉图纸，根据图纸计算出各个部位放样点的坐标，应用南方CASS软件进行坐标定位计算，可以避免坐标计算错误，取得良好的施工测量效果。

2 参建工程实际运用

2.1 工程概况

凤台大桥主桥[2]是四川省遂宁市中环线快速公路一部分，遂宁市船山区新桥镇小坝村至钟灵寺村，桥面全宽33.8 m，左右幅中间留有10 cm的间距分体式，全长2 078.89 m，东西两岸有泥结石道路通过，下游涪江三桥连接左、右岸交通。

2.2 工程测量应用可行性研究

凤台大桥主桥在测量放样主要集中在平面上，在南方CASS软件里，按照桥设计图纸提供的尺寸和形状，按1：1的比例绘制平面图（如桩基的圆心点，承台的构造物尺寸，桥墩的尺寸，盖梁的尺寸，桥面尺寸等等）。因南方CASS可以达到小数点后6位，平常我们输入的点坐标，小数点后只保留3位，完全可以满足公路工程桥梁规范毫米级的要求。

3 南方CASS应用步骤

3.1 设计图纸审核

拿到图纸后，利用测量员APP、道路软件程序编程，审核图纸上的使用的坐标系，图纸上使用什么坐标系，在南方CASS里就使用什么坐标系，对构造物的尺寸进行必要的复核，尤其是设计单位提供的桩位坐标，高程等。

3.2 建立施工坐标系

现以凤台大桥主桥，对各个操作步骤做详细说明：在计算机上打开南方CASS，新建一个文件前，在使用的向导的高级设置中，对绘图的数值精确度、角度及坐标系等进行设置（常用快捷命令DDIM）：单位采用（精度为小數点后4位以上），角度采用度/分/秒，角度起始方向N（北），角度采用顺时针，越往顺时针方向旋转角度，方位角越大，最后以凤台大桥主桥起点桩号，终止桩号，桥面宽度进行绘图区域进行设置。

由于南方CASS采用的是数学上常用的平面直角坐标系，方向向上为Y向右为X，设计图纸的坐标系则是方向向下为X，向左为Y，二者X，Y方向相反。为了根现场施工测量的线路前进方向一致，在输入大桥构造物坐标时，先输入Y坐标，后输入X坐标。

3.3 绘制结构物的平面图

为了在南方CASS里绘图过程中清晰反映整座桥的各部位的相互关系，又不互相干扰，可建立不同图层，并且用不同的线型，颜色来表示不同的部位。由于桥梁的各个部位都与桩位中心线有相对应关系，因此要利用设计提供或自己常规方法先计算好桩位坐标。编辑好后，按坐标在南方CASS里面绘制桩位平面布置图，图形单位比例取1个图形单位等于1 m。画好桩位后，用多段线连接圆心，就是桩位的中心线了。

但对于2 078.89 m长的凤台大桥，输入工作量太大，在道路测量软件程序里，可以批量生成桩位坐标，应用南方CASS软件进行展点，效率非常高。利用桩位中心线来确定其他部位（按照从下往上的顺序，是所有桩基的圆心坐标，承台，桥墩和箱梁的平面位置）。画好后和图纸提供的桩基圆心坐标数据比较，和图纸提供的构造物尺寸校核，可以很好的起到审核图纸平面位置的效果。还应检查其桩位坐标与计算值是否一致，如果有1 mm～2 mm误差，也是可以忽略不计的。

3.4 从平面图中获得放样点坐标

平面图绘制完毕后，就可以直接得到每个点的平面坐标。通过南方CASS软件点捕捉，用ZJZB快捷命令，在CASS圖里快速标注出坐标。

对于一些弧形物体，比如其他曲线桥梁的防撞栏坐标，也可以在南方CASS里用ZJZB命令，快速获得坐标标注。坐标标注标好后，打印出来，再到现场输入全站仪就可以放样了。再高级一点，将标注好的坐标，输入至EXCEL表格，转化为*.dat文件格式，通过数据线或者U盘传至全站仪，可以避免手工输入操作的失误，能够实现坐标准确的快速标注。在实际操作中，也可以根据自己的喜好选择适合方式。

3.5 采用南方CASS技术的效果

（1）采用南方CASS计算结构物坐标，能快速的对结构物的每1个位置进行坐标标注，进行放样方便快捷，准确率非常高，大大降低了测量工作量，降低工作难度，既保证施工进度也满足了放样精度的要求。一般1个中型项目（5 km以内），测量数据可以在开工1～3个月的时间全部完成（不包括动态测量数据，如路基边坡放样，变形观测等）。

（2）用南方CASS技术进行定位测量得出的尺寸准确，达到毫米级的精度，为现场施工提供可靠的测点数据。经过对已施工工程部位完成后的复测，应用南方CASS技术定位的各类桥梁、涵洞等构造物的结构尺寸、位置都符合设计要求，整体结构外形平整顺畅，尤其是曲线桥梁防撞护栏弧线，视觉效果较好。

（3）能最大限度地减少手工计算过程中造成的人为误差或者差错。在图中得出的构造物各点坐标值虽然在计算机绘图过程中可能因精度的原因造成一定的计算误差，但都控制在规范允许范围内，对测量结果的影响微乎其微，忽略不计，不会造成影响。

4 小结

随着我国公路建设快速发展，公路工程施工过程对测量精度要求越来越高，将南方CASS的成图软件功能广泛应用到工程测量实践中，一定能够大大提高了数字成图效率，极大的减少了人为因素带来的误差，提高公路测量效率。

参考文献：

[1]陈一舞.CASS9.0参考手册[Z].广东南方数码科技有限公司，2010：195-198+209-215.

[2]李彦春，罗万申.遂宁市凤台大桥工程施工图纸设计[Z].中国市政工程西南设计研究总院有限公司，2015（2）：4-7.

[3]陈永奇.工程测量学[M].武汉：测绘出版社，2016.

[4]周北辉，刘伟煜.CASS软件在工程测量中应用[J].建筑与预算，2018（9）：26-30.