利用CASS 3D和测量坐标计算程序V6从OSGB倾斜模型提取路基横断面数据并绘图算量

在路基土方测量中，传统做法是依靠全站仪或RTK，以路基断面里程为基准，沿各里程法线方向施测，再将实测的坐标与高程换算为里程和偏距，绘制路基横断面线；随后将实测断面线套合到设计断面线上量取面积并按断面法计算挖填土方工程量。当前，无人机航测日趋普及，在一般区域可直接替代传统的全站仪和RTK测量方式，有效节省人力物力。本文基于CASS 3D和测量坐标计算程序V6，提出一种在OSGB倾斜模型快速获取横断面数据及在设计断面线基础上快速绘制实测横断面线的辅助方法，以便高效地将实测断面线套入设计断面线，进而完成土方量计算。

一、软件准备

1.1 确认CASS版本

CASS 11.0及以上版本：已集成CASS 3D模块，可直接加载倾斜模型。（建议版本：CASS11 时空版）

注：低版本CASS 3D提取断面高程点可能存在数据悬浮在空中。

1.2 需要准备的数据

OSGB倾斜模型文件（无人机航测生成的倾斜模型数据）；

路基设计横断面图（用于后续对比的设计图纸）；

平、竖曲线参数表（用于“测量坐标计算程序V6”）；

二、加载OSGB倾斜模型

2.1 打开CASS→三维模型→开关模型→打开模型：

2.2 加载OSGB模型数据

选择*.xml文件→打开（CASS支持格式*.osgb、*.obj、*.xml、*.s3c），CASS会自动加载目录下所有OSGB数据（等待模型加载完成，三维窗口中会显示带纹理的倾斜摄影模型）：

2.3 三维窗口基本操作

加载成功后，CASS平台下二维窗口和三维窗口为联动操作：

缩放视图：滑动鼠标滚轮

平移视图：按住鼠标滚轮并拖动

旋转视角：按住鼠标左键并拖动

全图显示：双击滚轮

注意：三维窗口内只能点选要素，框选操作需要在二维窗口中完成。

三、绘制桩号法线

方法一：通过CASS内置功能绘制（过程繁琐，不推荐）；

方法二：基于测量坐标计算程序V6绘制（自动绘制，推荐）：

第1步：在测量坐标计算程序V6输入曲线要素→在交点法正算（或线元法正算）表格按需求输入里程、偏距、偏角→点击计算边桩→点击导出偏距SCR：

注：如果使用的是WPS软件，导出的文件名默认添加“*.scr扩展名”字样，导出后需手动删除“扩展名”几个字。

第2步：在CASS窗口中输入命令：SCR按回车键→选择导出的偏距*.scr文件→打开→提示输入比例尺（默认，按回车键）。

注：由于CASS提示输入比例尺“绘图比例尺1:500”阻止了CAD脚本继续执行，导致桩号法线绘制不完整，需要重新执行第2步操作。

桩号法线绘制完毕，点击“同步矢量”按钮，即可将二维视图线条同步至三维模型上显示。

四、提取桩号法线高程点数据并保存到本地

4.1 提取桩号法线高程点数据

点击“三维模型”→“高程点”→“线上提取高程点”：

“框选二维视图所有桩号法线”→按回车键（按两次）→设置“提取方式：间隔距离、提取精度等”→确定：

注：间隔距离数字设置越小，数据密度越大；提取精度数字设置越大，提取时间越长。

注：对于植被茂密或建筑物密集区域，提取时应避开植被或建筑物遮挡区域，宜适当增加采样点。模型精度直接影响提取结果，若条件允许，可结合少量野外实测点进行精度验证。

4.2 导出高程点数据

点击“工程应用”→“高程点生成数据文件”→“无编码高程点”→选择路径，输入文件名，点击保存→请选择高程点所在图层的参照实体（选择图中某一个高程点）→请选择高程标记所在图层的参照实体（按回车键确认）。

高程点数据提取成功：下方显示“共读入*个高程点”。

高程点数据文件如下：

五、在设计横断面图绘制实测横断线

5.1 数据预处理

计算数据：将CASS提取的高程点数据*.dat文件通过Excel分列处理后按格式粘贴到“测量坐标计算程序V6”的“路基断面展点”（路基和隧道→路基断面展点）表格→点击坐标反算按钮：

连接断面中点：在路基设计断面图，按绘制桩号顺序用多段线PL全部连接起来（每个断面以线路中心与设计标高交叉位置为基准点），连接示意图如下：

提取CAD中点坐标：进入测量坐标计算程序V6“路基断面展点”的“批量关联设计点”→点击“提取CAD中点坐标”→返回CAD窗口，用鼠标点击用多段线连接的那条线，CAD中点坐标提取完成。

5.2 绘制实测横断面线

在表格中输入“绘制桩号”→点击“生成展点并复制”按钮，确定→返回CAD窗口，在命令行上面点击鼠标右键，选择“粘贴”→绘制完毕。

六、土方量计算

6.1 查看各断面填挖面积

用多段线PL将挖填整个断面区域连接成闭合形状→在闭合区域线段上点击鼠标右键→特性→查看该断面面积。

6.2 计算断面土方

重复以上方法，查询每个断面的挖方面积或填方面积→将获取的面积依次填入平均断面法计算表格→采用公式完成土方计算。

本文梳理了基于无人机航测OSGB倾斜模型提取横断面数据，并将其与路基设计横断面图套合，进而计算挖填土方量的流程。建议在实际操作中注意：一是确保倾斜模型精度满足要求（建议地面分辨率优于5cm），并提前统一所有数据的坐标系统与高程基准；二是提取断面数据时合理设置采样间距与断面间隔，避免因采样过疏或过密影响计算精度；三是避开植被茂密或建筑密集区域；四是土方结果应结合工程实际进行合理性判断，必要时在现场复核典型断面。从而确保成果的准确性与可靠性。