基于VBA for AutoCAD塔基斷面圖自動化繪制

周紅宇，肖偉紅，陶曉學

(中國能源建設集團甘肅省電力設計院有限公司，甘肅 蘭州 730050)

當前輸電線路勘測工程，塔基斷面圖是合理配置鐵塔高低腿、高低基礎以及確定土石方開挖等重要依據。塔基斷面數據的主要來源有三種：①經緯儀實測平距與高差；②利用全站儀測量得到平面坐標或平距與高差；③GPS實時厘米級定位測得平面坐標或平距與高差。測繪人員需要對不同來源的塔基數據進行處理成圖，以便設計人員進行有效的工作。面對大量的塔基數據，在判讀、記錄、輸入、成圖等過程中工作量大，難免出現差錯，并且塔基數據的檢查校核需要大量的、重復的工作，費時費力并且還會留下質量隱患。因此，實現塔基斷面自動化繪制對提高輸電線路勘測工作效率、提升成果質量、節省成本有著重要的意義。

1 塔基斷面繪制現狀

塔基斷面圖便于高壓鐵塔的配置，主要突出塔腿方向地形起伏。塔腿方向為塔位中心到前后兩個塔位中心方位角的平分線左右各45°，線路兩側相鄰塔腿角平分線方向即為橫擔方向。塔腿角度由塔位中心到后視塔位為起始基準，順時針依次為A、B、C、D腿，相鄰塔腿夾角為90°。鐵塔分為直線塔和轉角塔，都包括中心樁O、四個塔腿。直線塔與轉角塔不同之處在于塔腿角度，如圖1為直線塔，直線塔腿角度中心樁與后視順時針旋轉A腿45°、B腿135°、C腿225°、D腿315°。轉角塔腿與轉角s有關，原線路方向與轉角后前進方向的夾角s為轉角，利用角平分線確定塔腿，左轉則減去轉角一半，右轉則加上轉角一半。如圖2為左轉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。如圖3為右轉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種方式繪圖①現場記錄塔腿點與中心樁的平距與高差，按一定格式生成數據文件，最后在AutoCAD標準模板中手動輸入數據，繪制成塔基斷面圖②現場采集平面坐標x、y、h，人工判讀量取塔腿點與中心樁的距離和高差，按一定的格式生成數據文件，最后在AutoCAD標準模塊中輸入數據生成塔基斷面圖。③采集平面坐標，將塔腿地形點編碼，內業采用電子表格自動計算塔腿地形點的平距與高差，編制程序讀取平距與高差數據，自動插入標準圖框，生成塔基斷面圖。④將原始數據x，y，h導入到圖形化界面中，自動提取塔腿地形點，在模板文件中生成斷面圖。

第一種方式現場需要單獨一個記錄數據，內業需人工輸入數據、工作量大、極易出錯。第二種方式雖不需現場記錄數據，但內業需判讀量取數據，輸入數據，工作量大，效率低。第三種方式提高工作效率和質量，但數據需要編碼，制定特定格式數據文件，預處理工作多。第四種方式已實現自動化提取塔腿點，但點名，平距，高差格式的文件無法自動繪制斷面圖。

基于VBA For AutoCAD的輸電線路塔基斷面圖自動化繪制系統，針對以上模式存在不足，實現自動提取塔腿地形點坐標，識別平距與高差格式數據，自動生成標準塔基斷面圖。

圖1 直線塔基

圖2 左轉塔基

圖3 右轉塔基

2 系統設計與實現

2.1 開發平臺選擇

目前，輸電線路設計制圖軟件以AutoCAD為主，地形圖繪制軟件主要以南方CASS為主，CASS是南方測繪公司基于AutoCAD二次開發的一套地形圖繪制軟件。Visual Basic for Application(簡稱VBA)是屬于AutoCAD第三代開發工具，是新一代標準宏語言，提供面向對象程序設計方法，并提供相當完整的程序設計語言[7]。VBA與VB有著幾乎相同的開發環境，功能強大易于掌握、結構精簡、代碼運行效率高。本系統選擇AutoCAD為平臺，全面結合AutoCAD與CASS功能，利用VBA開發工具，實現塔基斷面圖自動繪制。

2.2 自動繪制塔基斷面圖流程設計

在AutoCAD中設計塔基斷面菜單欄，在下拉菜單欄有①讀入文件繪制斷面命令；②選擇塔基數據繪制命令。

讀入文件繪制斷面命令的主要流程如圖4。①基本參數設置：塔基序號、塔基名稱、塔基圖號、比例尺、塔腿數；②選取標準圖框；③讀入塔基文件；④繪制塔基斷面圖；⑤斷面圖保存。

選擇塔基數據繪制命令的主要流程如圖5。①基本參數設置：塔基序號、塔基名稱、塔基圖號、工程序號、閥值、比例尺、測量范圍；②選擇標準圖框；③確定后視、中心樁、前視坐標；④選取數據；⑤建立dwg圖形文件；⑥自動繪制塔基斷面圖；⑥斷面圖保存。

圖4 流程圖

圖5 流程圖

2.3 塔基斷面圖自動繪制實現原理

在AutoCAD中增加菜單或通過命令行，啟動塔基斷面功能，按照操作流程即可完成斷面圖繪制。塔基斷面圖繪制方法中包括①選擇塔基數據繪制斷面圖；②讀入文件繪制斷面圖。

選擇塔基數據繪制斷面圖方法中首先構造選擇集，因CASS軟件高程點是塊，注記是塊的屬性，所以篩選條件設置為圖層、類型、塊名，將篩選出的高程點存放到數組變量中。其次通過后視、中心樁、前視及塔腿各方向的幾何關系，自動查找A、B、C、D腿上高程點，t為閥值，D為任意高程點距塔腿的垂直距離，若D＜t，則認為高程點在塔腿斷面上。F為測量范圍，G為高程點距離中心樁的距離，若G＜F，則認為高程點在測量范圍內。計算塔腿高程點與中心樁的平距與高差存放在列表中，格式為點名，平距，高差，列表框數據可以編輯。最后生成斷面圖，包括①加載標準圖框，并將塔基序號、塔基圖號等信息輸入模板。②遍歷列表中所有數據，根據點名的不同，分別生成塔腿斷面線。

讀入文件繪制斷面圖方法中首先讀入電力之星導出的塔基斷面數據(格式為點名，X，Y，H，平距，高差，塔基名)，在外業采集塔基地形點時，已將塔腿地形點編碼，例如A腿地形點用A字母編碼，B、C、D腿分別用B、C、D字母編碼，其它地形點不允許用A、B、C、D字母編碼。其次遍歷文件，提取塔基名并放到列表中，選中列表中塔基名并再次遍歷文件。最后根據點名將A、B、C、D腿的平距與高程信息存放到四個數組中，調用命令生成斷面線，塔基序號、塔基名稱、塔基圖號將自動生成到插入的圖框中。

2.4 塔基斷面圖實現

本文選取錫盟－江蘇±800 kV特高壓直流輸電線路工程實例進行應用，該線路工程總長度共計85 km，塔基外業測量采用RTK和全站儀的作業模式。利用塔基斷面圖自動化繪制系統如圖6，繪圖時間為原繪圖時間的10%以下，工作效率與成圖質量明顯提高。塔基斷面圖成果如圖7。

3 結語

本文介紹現階段塔基斷面圖數據采集方法，對塔基斷面繪制現狀進行分析，設計出塔基斷面圖自動化繪制的流程和方法，利用AutoCAD平臺，選擇VBA程序設計語言二次開發，實現塔基斷面圖自動繪制。在AutoCAD圖形化界面下，既能自動化處理點名，平距，高差格式的塔基斷面數據，又能處理點名，X，Y，H格式塔基斷面數據，大幅提升內業作業效率，同時減少人為失誤率，提升成果質量。具有較高的應用推廣價值。

圖6 自動繪制斷面圖運行界面

圖7 塔基斷面成果圖

參考文獻：

[1] 薛樂，曹彥斌．線路終勘中塔基斷面的測量[J]．吉林電力．2011．39(5)．

[2] 鄧明陽．高壓架空送電線路塔基數據處理探討——應用VBA程序實現塔基數據的自動處理[J]．黑龍江科技信息，2011，(18)．

[3] 周浪，等．基于AutoLISP的數字地形圖塔基斷面自動提取程序設計[J]．測繪工程，2014，23(11)．

[4] 喬金海，等．基于可視化的塔基斷面自動化成圖系統的研究[J]．電力勘測設計，2013，(3)．

[5] 國核電力規劃設計研究院．一種繪制塔基斷面圖的方法和裝置[P]．中國：CN201310105387．

[6] 樂志豪．VB和VBA for AutoCAD編程在電力勘測塔基斷面數據處理中的應用[J]．測繪與空間地理信息，2012，35(7)．

[7]Marion Cottingham．AutoCAD VBA從入門到精通：[M]．孔祥豐，等．譯．北京：電子工業出版社，2001．

[8] 祖為國，楊忠祥．基于ObjectARX的輸電線路塔基地形圖批量自動繪制[J]．黑龍江工程學院學報(自然科學版)，2014，28(2)．