【摘 要】南方CASS 地形地籍成图软件是基于AutoCAD 平台技术的基础上开发的成图软件。在地形测量和成图方面相对比较强大，广泛应用于地形成图、地籍成图、工程测量应用等领域，对于面向徕卡全站GSI 的接口上，打通数字化成图系统与GSI 接口，使用骨架线编辑，简码用户化、GSI 无缝接口等技术，目前已经成为测绘领域及其相关测绘作业的成图主要系统。下面我们以实际工程为例简单介绍如何利用全站仪配合南方CASS 软件测绘一张地形图。
【关键词】地形测量；CASS软件；应用
1 工程概况
某路基工程为全挖方段路基，本段路基挖方量共计90万m3 ，考虑挖方量较大，路基现有征地范围内无法满足全部弃土量，因此初步决定在DK226+400～ DK226+700的线路左侧50～250m 范围内重新征取弃土用地。此处地形为自然山体缓坡状，呈山谷状态，植被茂密，考虑到此处地形是否满足所有路基挖方量的弃土，所以在土地征用前首先要测出该处地形，才能计算弃土方量。起初我们采用原始测量方法，由于该处地形复杂，高低相差30m 左右，所以采用全站仪普通测量方法测量横断面难度相当大，而且精度也相对较低。经过现场考察，最后采用自由设站进行仪器外业数据自动采集，然后采用CASS 软件进行内业处理，此方法的利用大大缩短了测量时间，尤其在测量员跑点上无需考虑线路左右里程的统一，方便灵活，测量精度也相对较高。
2 建立平面控制坐标系
根据现场地形我们在该区域埋设4个临时控制点，4个控制点位置基本呈正方形，高程都在48～50m 之间，此4个临时控制点位置的选定，保证了全站仪假设该处地形任何一个范围内通过自由设站都能同时后视任意两个临时控制点。在临时控制点三维坐标测量方面我们采用全站仪固定点后视方法，对4 个临时控制点进行平面高差测量，每次测量均采用正倒镜测设，共测设3 个测回后取平均值作为最终测量成果。
3 碎部测量
碎部外业测量首先架设全站仪在任意位置，设站处尽量设在视野开阔、地势平坦处，这样以减少仪器的频繁设站，保证仪器的稳定。仪器架设调试完毕后，进行自由设站、定向，然后进行碎部测量。碎部测量数据采集利用全站仪自带内存进行存储，为了避免区分地形测量的碎部点和全站仪内部平时放样点混淆，在碎部点测设之前全站仪内需重新建立新文件夹。在地形采集数据时，我们采用6～8组棱镜进行碎布跑点测量，采用多棱镜进行跑点测量：
（1）可以减少跑点人员的活动量，尤其在地形变化较大地区；
（2）减少全站仪的自动搜索时间。
测量时不需按照拟定路线进行移动，跑点人员只需把地形变化点数量采集足够就可以，对于地形比较陡峭的地段，我们还可以采用仪器的红外测距功能进行测量，无须人员到达测设，保证了人员的测设安全。
为了保证图形的准确性，一般在地形线要多观测特征点和足够的密度，这样生成的等高线才能真实反映实际地貌，地形变化不大地方，可以适当降低点的采集密度。
4 数据传输
当外业碎部测量数据采集完成后，须要把全站仪内存中的作业数据文件传输到计算机中，才能进行地形图的绘制，普通的全站仪传输数据方法有两种： 一种是用全站仪自带的传输软件；一种是用CASS软件自身进行传输。当采用CASS软件进行下载时，首先打开CASS软件，点击数据工具下拉菜单中的读取全站仪数据命令，此时将出现全站仪内存数据转换窗口，在窗口中选择通讯口COM1，波特率选择9600（ 徕卡仪器设置） 效验选择无效验，数据位选择8位，停止位选择1 位，在通讯临时文件中选择全站仪作业文件格式为GSI格式，在CASS坐标文件中选择要生成的DAT 文件格式，然后点击确定。此时仪器将把仪器作业文件导入电脑为.dat格式文件的内容，第一列为点号，然后为东坐标（Y）、北坐标（ X）、高程。如果现场测量点号编码有错误时可以打开DAT文件进行修改。
5 数据处理
内业处理采用CASS 软件进行自动处理，无需手动输入坐标。首先进入CASS 主界面，单击等高线工具菜单下的建立DTM 命令，将会出现一个对话窗，在建立TDM 方式的命令下选择有数据文件生成模式，然后将选择有全站仪导出的地形测量. dat 作业文件，在结果显示区域选择显示三角网命令，这样可以修改控制点的位置，此时在现实图形的区域可以看到有测量点生成的三角网图形命令，此时命令区会提示，读点完成。共读入536个点。然后点击等高线下的绘制等高线命令，在命令中输入要使用的比例尺精度，然后点击确认命令，此时出现绘制等高线值的对话框，上面将显示最小高程和最大高程，根据最大和最小高程可以进行平整场地的标高。在等高距中设置等高距的范围，在拟合方式中选择3次B样条拟合方式，这样可以保证等高线的平滑性，然后点击确定，此时在已经生成的三角网中同时生成所测地形的等高线图形 。然后点击主菜单绘图处理下的展野外测点点号，同样选择地形测量.dat文件，这样可在屏幕上展出野外测点。在点击“绘图处理”—“展高程点”选取“地形测量DAT”直接回车，高程点全部展出来。如果图形中等高线的高程注记密度不能满足要求时可以使用等高线工具下的等高线注记命令进行局部加密注记，注记方法主要采用沿直线坡度注记和沿直线示坡线注记两种方法。
6 场地平整及计算
接下来我们将进行弃土场平整数据计算，大家知道场地平整目的就是使全场土方量按照设计标高达到填挖平衡。如果采用普通的断面测量是很难进行此项数据计算的，而且计算数据精度较低，但采用CASS中的土方量计算进行场地平整计算，可以发现它的计算时间和精度是相当快而高的。首先我们在延续上面图像的情况下，在地形图选择一段区域作为进行土方量计算的区段，再点击工程应用/DTM法土方量计算/根据坐标文件。在选择区域计算时，一定要形成闭合图形。在现实TMD对话框时输入场地平整的设计标高，然后点击确定，根据数据内容将生成计算面积和方量。
如果需要对地形地物进行必要的注记，即加注一些文字说明并添加图框，“绘图处理”菜单下“任意图幅”，根据所测图的大小输入纵向、横向尺寸，在图名栏里输入必要的信息，点击确定，这样一幅完整的地形图上就完成了局部平整场地的土方量计算模式，大范围的场地平整同样可以采用上述操作方式来完成。
7 结语
以某工程为例，完成了一幅地形图从外业测量到内业成图计算的全过程，具体的很多细节部分需在成图过程中亲自体会，才能更好的掌握CASS软件背后更强大的功能。通过对此方法的现场利用，大大节省了测量时间，尤其在内业数据处理上更为快速准确，也相应的为项目部成本节约部分测量费用。通过采用徕卡TCRA1201全站仪配合南方成图CASS软件结合实践，外业测量采用徕卡TCRA1201 全站仪的跟踪模式，内业采用CASS软件的成图系统，数据传输采用仪器电脑串口链接方法，基本完成了内外一体化的测量模式。
【关键词】地形测量；CASS软件；应用
1 工程概况
某路基工程为全挖方段路基，本段路基挖方量共计90万m3 ，考虑挖方量较大，路基现有征地范围内无法满足全部弃土量，因此初步决定在DK226+400～ DK226+700的线路左侧50～250m 范围内重新征取弃土用地。此处地形为自然山体缓坡状，呈山谷状态，植被茂密，考虑到此处地形是否满足所有路基挖方量的弃土，所以在土地征用前首先要测出该处地形，才能计算弃土方量。起初我们采用原始测量方法，由于该处地形复杂，高低相差30m 左右，所以采用全站仪普通测量方法测量横断面难度相当大，而且精度也相对较低。经过现场考察，最后采用自由设站进行仪器外业数据自动采集，然后采用CASS 软件进行内业处理，此方法的利用大大缩短了测量时间，尤其在测量员跑点上无需考虑线路左右里程的统一，方便灵活，测量精度也相对较高。
2 建立平面控制坐标系
根据现场地形我们在该区域埋设4个临时控制点，4个控制点位置基本呈正方形，高程都在48～50m 之间，此4个临时控制点位置的选定，保证了全站仪假设该处地形任何一个范围内通过自由设站都能同时后视任意两个临时控制点。在临时控制点三维坐标测量方面我们采用全站仪固定点后视方法，对4 个临时控制点进行平面高差测量，每次测量均采用正倒镜测设，共测设3 个测回后取平均值作为最终测量成果。
3 碎部测量
碎部外业测量首先架设全站仪在任意位置，设站处尽量设在视野开阔、地势平坦处，这样以减少仪器的频繁设站，保证仪器的稳定。仪器架设调试完毕后，进行自由设站、定向，然后进行碎部测量。碎部测量数据采集利用全站仪自带内存进行存储，为了避免区分地形测量的碎部点和全站仪内部平时放样点混淆，在碎部点测设之前全站仪内需重新建立新文件夹。在地形采集数据时，我们采用6～8组棱镜进行碎布跑点测量，采用多棱镜进行跑点测量：
（1）可以减少跑点人员的活动量，尤其在地形变化较大地区；
（2）减少全站仪的自动搜索时间。
测量时不需按照拟定路线进行移动，跑点人员只需把地形变化点数量采集足够就可以，对于地形比较陡峭的地段，我们还可以采用仪器的红外测距功能进行测量，无须人员到达测设，保证了人员的测设安全。
为了保证图形的准确性，一般在地形线要多观测特征点和足够的密度，这样生成的等高线才能真实反映实际地貌，地形变化不大地方，可以适当降低点的采集密度。
4 数据传输
当外业碎部测量数据采集完成后，须要把全站仪内存中的作业数据文件传输到计算机中，才能进行地形图的绘制，普通的全站仪传输数据方法有两种： 一种是用全站仪自带的传输软件；一种是用CASS软件自身进行传输。当采用CASS软件进行下载时，首先打开CASS软件，点击数据工具下拉菜单中的读取全站仪数据命令，此时将出现全站仪内存数据转换窗口，在窗口中选择通讯口COM1，波特率选择9600（ 徕卡仪器设置） 效验选择无效验，数据位选择8位，停止位选择1 位，在通讯临时文件中选择全站仪作业文件格式为GSI格式，在CASS坐标文件中选择要生成的DAT 文件格式，然后点击确定。此时仪器将把仪器作业文件导入电脑为.dat格式文件的内容，第一列为点号，然后为东坐标（Y）、北坐标（ X）、高程。如果现场测量点号编码有错误时可以打开DAT文件进行修改。
5 数据处理
内业处理采用CASS 软件进行自动处理，无需手动输入坐标。首先进入CASS 主界面，单击等高线工具菜单下的建立DTM 命令，将会出现一个对话窗，在建立TDM 方式的命令下选择有数据文件生成模式，然后将选择有全站仪导出的地形测量. dat 作业文件，在结果显示区域选择显示三角网命令，这样可以修改控制点的位置，此时在现实图形的区域可以看到有测量点生成的三角网图形命令，此时命令区会提示，读点完成。共读入536个点。然后点击等高线下的绘制等高线命令，在命令中输入要使用的比例尺精度，然后点击确认命令，此时出现绘制等高线值的对话框，上面将显示最小高程和最大高程，根据最大和最小高程可以进行平整场地的标高。在等高距中设置等高距的范围，在拟合方式中选择3次B样条拟合方式，这样可以保证等高线的平滑性，然后点击确定，此时在已经生成的三角网中同时生成所测地形的等高线图形 。然后点击主菜单绘图处理下的展野外测点点号，同样选择地形测量.dat文件，这样可在屏幕上展出野外测点。在点击“绘图处理”—“展高程点”选取“地形测量DAT”直接回车，高程点全部展出来。如果图形中等高线的高程注记密度不能满足要求时可以使用等高线工具下的等高线注记命令进行局部加密注记，注记方法主要采用沿直线坡度注记和沿直线示坡线注记两种方法。
6 场地平整及计算
接下来我们将进行弃土场平整数据计算，大家知道场地平整目的就是使全场土方量按照设计标高达到填挖平衡。如果采用普通的断面测量是很难进行此项数据计算的，而且计算数据精度较低，但采用CASS中的土方量计算进行场地平整计算，可以发现它的计算时间和精度是相当快而高的。首先我们在延续上面图像的情况下，在地形图选择一段区域作为进行土方量计算的区段，再点击工程应用/DTM法土方量计算/根据坐标文件。在选择区域计算时，一定要形成闭合图形。在现实TMD对话框时输入场地平整的设计标高，然后点击确定，根据数据内容将生成计算面积和方量。
如果需要对地形地物进行必要的注记，即加注一些文字说明并添加图框，“绘图处理”菜单下“任意图幅”，根据所测图的大小输入纵向、横向尺寸，在图名栏里输入必要的信息，点击确定，这样一幅完整的地形图上就完成了局部平整场地的土方量计算模式，大范围的场地平整同样可以采用上述操作方式来完成。
7 结语
以某工程为例，完成了一幅地形图从外业测量到内业成图计算的全过程，具体的很多细节部分需在成图过程中亲自体会，才能更好的掌握CASS软件背后更强大的功能。通过对此方法的现场利用，大大节省了测量时间，尤其在内业数据处理上更为快速准确，也相应的为项目部成本节约部分测量费用。通过采用徕卡TCRA1201全站仪配合南方成图CASS软件结合实践，外业测量采用徕卡TCRA1201 全站仪的跟踪模式，内业采用CASS软件的成图系统，数据传输采用仪器电脑串口链接方法，基本完成了内外一体化的测量模式。