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CAD技术应用于总图运输设计

        目前,总图运输专业已经基本完成了手工设计到计算机辅助设计的过渡。总图运输设计过程中,设计人员已经摆脱了丁字尺和图板,几乎每一个环节都借助计算机,大大提高了设计工效。然而,由于缺乏统一的作业习惯、缺乏足够的技术交流,总图运输专业的CAD工作还存在着“各成一统,缺乏借鉴”的现实,这在一定程度上影响了设计工效的提高。针对上述现象进行必要的分析将有助于提高总图运输专业CAD的总体应用水平。鉴于目前我国设计行业多采用微机AutoCAD软件作为工程图CAD的主要应用软件,因此,本文也仅针对该系统进行有关分析。

        1.图形的录入

        对搜集来的地形图,宜根据资料图的精确度、内容详细程度、设计阶段、设计工期等因素综合考虑相应的录入方法。常用的录入方法有扫描仪录入、数字化仪录入、键盘录入、外存介质录入四种。

        1.1 扫描仪录入

        用扫描仪可以快速录入图形,但存在如下缺点:光栅图形不易测定图形的精确空间位置,不便于总图专业使用;将光栅图形矢量化之后又存在着文件容量庞大,编辑速度太慢的问题。因此,除非极个别的情况(如录入比较复杂而新增内容较少的“区域位置图”等)外,一般不推荐扫描仪
录入方式。

        1.2 数字化仪录入

        数字化仪录入工程图有如下优点:能随录入者的要求进行有选择的录入;能生成容量较小、实体数量较少的矢量图形文件;能在录入过程中基本解决资料图纸的有规则变形问题。正因为具有上述优点,数字化仪录入已成为总图资料图纸录入的首选。

        在进行数字化仪录入之前,宜做好如下准备工作:首先,划定图形录入范围,确定图纸长边走向。不同的项目对地形图的使用范围要求可能有很大的不同,只有深入研究工程特点,才能划定比较合理的录入范围,避免出现图面过大、图面内容不协调等问题;图纸长边走向直接影响录入的标高数据的书写方向和指北针的指向,而标高数据的书写方向和指北针的指向又关系到成品图是否符合总图制图标准,所以,通过比较恰当地确定成品图纸长边走向非常重要。其次,确定图面取舍内容,提高录入工作效率。一般情况下,总图设计并非必须参照地形图中的每一处细节,因此,为加快录入速度、保证录入质量,对设计起关键参照作用的图面内容应尽可能详细录入,对设计起一般参照作用的图面内容应简化录入,对设计不起参照作用的图面内容可不予录入。在甲方分阶段提供资料图的情况下,可仅根据相关设计阶段的需要进行图面取舍。在甲方不能分阶段提供资料且进一步搜集资料有困难的情况下,要将确定录入范围内的资料图尽可能详细录入,包括通过其它手段进行相关坐标成果表的录入。再次,检查图面是否变形,保证图形录入精度。受环境温度、湿度及人工操作精度的影响,资料图纸总会存在不同程度的变形。当图纸发生有规则变形时,图面会在不同的方向按相同的比例变形或在纵横两个方向按各自独立的比例变形。此类变形能在数字化录入的过程中自动校准,故可充分利用数字化仪的有效录入范围,提高录入工作效率。当图纸变形不规则时,图面在不同的区域有不同的变形比例,甚至会出现线条扭曲变形之类的严重变形。此类变形数字化仪无法一并校准,在录入时,可将图面划分成若干个基本规则变形的小区域分别进行校准录入,个别变形严重的区域可采用尺量数据、均分误差、键盘输入的方法,这样,可保证尽可能准确的地形录入。最后,录入内容适当分类,方便日后快速调用。录入的地形图要在设计过程中被频繁调用,如不对地形图中的内容进行适当分类,将所有地形地物全部生成于一个图层上,使用起来将会相当不便。如,当设计仅需参照铁路时,屏幕上却将农田、山坡、公路、房屋等全部显示出来,设计者常常要花费较多的时间来判断诸如某条线是用于描绘公路、铁路、还是围墙之类的问题。因此,在录入地形图之前对图面内容进行适当的分类是十分必要的。分类结果反映在相关CAD图形文件中应是建立相关层并为相关层设定颜色和线型。这样,日后使用过程中可有选择地打开有关图层,加快设计图形编辑速度。

        1.3 键盘录入

        在甲方不能分阶段提供资料且进一步搜集资料有困难的情况下,如有进一步工作的可能,建议将划定录入范围内的有用坐标成果表进行整理,再通过键盘录入整理后的坐标直接生成有关图形,这对日后的进一步工作利多弊少。

        1.4 外存介质录入

        随着电脑计算机的普及应用,越来越多的测量单位向甲方提供存储了有关地形图文件的磁盘、光盘等,甲方也已开始通过E—mail向设计院传送地形图资料。上述现象的出现大大方便了总图专业的资料图录入工作。采用外存介质录入地形图文件一般将分幅图的插入基点定义在坐标原点,而分幅图的名称多数与左下角坐标有某种联系。从使用习惯上讲,上述做法在今后一段时间内不会有太大改变。只有弄清分幅图的命名规则和每幅
图的插入基点,才能快速、准确地拼接出所需的地形图。

        2.图形的生成与编辑

        在图形生成、编辑这两类操作上,比较恰当的做法是:合理分配图层、准确生成图形、高效编辑图形。

         2.1 合理分配图层

        合理分配图层是提高设计工效的手段之一,进行图层分配宜遵循如下原则:按类划分、简洁好记、便于操作、避免过多。

        按类划分:指按图形所描述的对象进行分类划分;一般在总平面图中有征地界限、设计建筑、设计道路、设计铁路、设计围墙及边坡、绿化、设计中心线、门及尺寸标注、坐标网及图例说明图签;在综合管线图中还需增加各类管线对应的图层。

        简洁好记:指层名应符合设计者的个人习惯,简洁明了,不需强记。对惯用鼠标和菜单操作者,可直接采用汉字层名;对惯于键盘操作者,可采用汉语拼音缩写或英文作为层名;对于管线,无论有何种习惯者,均建议用图例中的管线代号作为层名。

        便于操作:指每个图层都要设定恰当的颜色,以便区分不同类型的线条。由于肉眼能区分且可采用的色彩不是很多,要想给每个图层都设定一种不同的色彩是很难办到的,因此,应本着“相临线条有所区分”的原则为层设定颜色。如在操作过程中发现有违上述原则的现象,可随时调整颜色设定。

        避免过多:指不宜仅从个人爱好出发,把图层划分得过细过多。图层过多将给操作带来不便,原因很明显—增加对话框内图层的搜寻时间和设计者的记忆负担。

        2.2 准确生成图形

        这一提法初看起来缺乏针对性,因为不能准确生成图形,也就不具备运用CAD技术的起码条件。然而,要在比较复杂的图形中准确生成每一个图形元素确非易事。例如:由于误操作的结果,在将当前图形充屏显示时,会出现不少莫名其妙的实体。所以,只有避免误操作,才能准确生成图形。

        误操作的原因主要有以下几个方面:复制实体时目标选择错误、输入相对坐标或极坐标标志时没能同时按下“Shift”键、当前坐标系设定错误、参照基点及位移方式选择错误、命令提示响应错误等。当操作结果距目标结果相差较大时,很容易被发现和纠正;当操作结果距目标结果相差较小时,就很难被发现,为下一步设计埋下了隐患。

        要准确生成图形,还应尽可能少生成冗余实体。图面看上去是一条直线段就用一条直线段来生成该实体,不要分成若干次用若干条较短的直线段来“合成”该实体。这种“合成”操作的结果将导致图形存储空间的加大、图形编辑速度变慢,还有可能导致成品图纸中坐标采集的错误。

         2.3 高效编辑图形

        图面诸要素生成后,总图设计者经常要根据设计需要对图形进行编辑:移动、旋转、列阵、复制、缩放、镜像、延伸、圆弧连接、切断等。图形的编辑速度和当前坐标系设置是否得当密切相关。当被编辑图形的直线型实体平行于当前坐标系的坐标轴时,编辑效率较高。因此,根据设计需要建立必要的坐标系统是非常有益的。坐标系统建立完毕后,为方便图形编辑,可调整当前的观察方向使水平视线平行于任何所需要的坐标轴。

        应尽可能避免用可改变实体空间坐标的编辑命令对地形图中的实体进行编辑。这种操作的结果将改变地形、地物的位置,若没有建立对应的修正坐标系统,将导致设计成品坐标错误。

        3 结语

        CAD系统已经成了设计人员的得力工具。CAD系统的再开发包括两个方面:一是针对特定的CAD系统开发专业应用软件(比如说目前飞时达公司开发的总图设计软件GPCADZ V1就是专门针对总图运输专业开发的应用软件);二是不断探索有关CAD系统的功能和使用技巧。这两种做法对提高设计工效有着异曲同工的作用。在使用CAD软件的过程中勤于思索、不断总结,才能不断提高软件应用水平、提高设计工作效率。

        收集于百度文库中的:鞍山钢铁设计研究总院总图运输室的孙立功撰写的《CAD技术在总图运输设计中的应用探讨》。


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