曹偉征

（佳木斯市水文局，黑龍江 佳木斯 154002）

1 應(yīng)用計(jì)算機(jī)整編概況

黑龍江省應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行水文資料整編始于20世紀(jì)80年代初期，由WAX機(jī)、DOS系統(tǒng)等到現(xiàn)在的WindowsXP系統(tǒng)，主要應(yīng)用于水文資料7類20多種成果表及數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換應(yīng)用到年鑒刊印圖表等方面，提高了水文整編成果質(zhì)量和年鑒刊印質(zhì)量。但是，測站應(yīng)用計(jì)算機(jī)整編方面還是較滯后的，用手工編制完成水文資料綜合制表和電算加工表，再由地市級人員上機(jī)錄入數(shù)據(jù)進(jìn)行整編出成果，而水文資料整編定線在計(jì)算機(jī)應(yīng)用方面還是空白，需要經(jīng)手工繪制、審查、上墨等工序來完成，定線時(shí)間長達(dá)60 d以上。目前，主管部門編制的水文整編定線程序還在研究中。

2 應(yīng)用軟件及底圖的制作

2.1 應(yīng)用軟件

定線應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件是辦公軟件office Excel 2003和輔助設(shè)計(jì)軟件AutoCAD2007，AutoCAD應(yīng)是2007版本以上。

2.2 底圖的制作

2.2.1 方格網(wǎng)的繪制及標(biāo)準(zhǔn)底圖的設(shè)定

打開AutoCAD2007軟件，進(jìn)入操作界面。CAD的基本網(wǎng)格是1個(gè)/mm，如同普通方格紙毫米線一樣。根據(jù)35 cm×50 cm或50 cm×70 cm圖幅要求，將基本網(wǎng)格確定為1 mm間距縱、橫線段且相互垂直。為了便于繪圖、定線，將 1，5，6，10，50 mm線型用粗細(xì)及不同顏色以示區(qū)分。

根據(jù)定線的內(nèi)容和模板底圖參數(shù)，建立若干個(gè)圖層。為底圖保證網(wǎng)格線的穩(wěn)定及編輯管理底圖方便，將主要項(xiàng)目分別設(shè)置到不同的圖層中，將1，5，6，10，50 mm 間距縱、橫直線段，以及縱、橫坐標(biāo)名稱及單位等相關(guān)不變項(xiàng)目，在相應(yīng)的圖層中進(jìn)行鎖定。這樣，底圖應(yīng)用起來十分方便靈活。

2.2.2 圖框圖名相關(guān)項(xiàng)目及單位標(biāo)注

根據(jù)繪圖要求，將外圖框線型設(shè)為1.5 mm寬、內(nèi)框線型設(shè)為1 mm進(jìn)行繪制，圖名、相關(guān)數(shù)據(jù)在縱橫坐標(biāo)上的名稱、單位等，用規(guī)定的文字和數(shù)字進(jìn)行標(biāo)注，字體大小、相互間距、位置等要求設(shè)定好。

2.2.3 縱橫坐標(biāo)比例尺的確定

繪圖時(shí)，將測站水系、河名、站名、年份及圖名標(biāo)注在右上角圖框內(nèi)。根據(jù)規(guī)范要求和測站繪圖數(shù)據(jù)，在其相關(guān)項(xiàng)目上設(shè)定縱橫坐標(biāo)比例尺。一般50 mm間距進(jìn)行標(biāo)注。

2.2.4 坐標(biāo)原點(diǎn)設(shè)定

打開底圖所有圖層，選中底圖，將底圖橫坐標(biāo)原點(diǎn)移至與CAD原點(diǎn)重合。為了繪圖方便，定線直觀，有利于測點(diǎn)和定線的校核、審查，一般將坐標(biāo)原點(diǎn)設(shè)定在50 mm縱線與內(nèi)框橫線垂直點(diǎn)處。

2.2.5 曲線尺的確定

根據(jù)曲線尺在方格紙上確定一條曲線，查讀縱橫坐標(biāo)數(shù)據(jù)，曲率大的地方加密，轉(zhuǎn)換合并生成CAD所需的數(shù)據(jù)格式為“X，Y”，將此組合數(shù)據(jù)復(fù)制粘貼到CAD設(shè)置好的底圖中，用相關(guān)工具設(shè)定向左凹及向右凹兩條曲線，即為定線用的曲線尺。

3 定線基本原理

3.1 測點(diǎn)數(shù)據(jù)處理及定線方法

3.1.1 繪圖測點(diǎn)數(shù)據(jù)處理

以水位流量關(guān)系圖為例，首先根據(jù)流量大小來設(shè)定底圖相關(guān)項(xiàng)目的縱橫比例尺。用電子表格設(shè)定便于測點(diǎn)的數(shù)據(jù)處理、橫坐標(biāo)數(shù)據(jù)比例尺計(jì)算、距坐標(biāo)原點(diǎn)距離的毫米數(shù)等相關(guān)繪圖數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)換合并生成CAD所需的數(shù)據(jù)格式為“Q，Z”，“A，Z”，“V，Z”。例如水位和流量數(shù)據(jù)在Excel中將繪圖數(shù)據(jù)合并處理方法，將橫坐標(biāo)值流量Q放入A列，縱坐標(biāo)值水位Z放入到B列，然后利用合并符號“&”將A列數(shù)據(jù)和B列數(shù)據(jù)合并生成C列數(shù)據(jù)，在C1單元格中輸入：=A1&"，"&B1，此時(shí)C1中的數(shù)據(jù)形式就符合要求了，再用鼠標(biāo)向下拖動C1單元格，就完成了對A列和B列所有內(nèi)容的合并。

3.1.2 測點(diǎn)繪制

根據(jù)繪圖項(xiàng)目，選中并復(fù)制電子表格轉(zhuǎn)換合并生成CAD所需的數(shù)據(jù)格式，在CAD定線底圖中，選定繪圖工具“點(diǎn)”，在其命令欄粘貼，就可以將相關(guān)測點(diǎn)繪制在底圖上。

3.1.3 定線方法

水文整編定線分2類，一是三關(guān)線；二是過程線。水位流量關(guān)系曲線圖、連實(shí)測流過程線圖、改正系數(shù)過程線圖中的曲線，采用CAD工具中的樣條曲線來確定；三關(guān)線調(diào)整用底圖中的曲線尺及CAD工具射線，通過點(diǎn)群中心來定線；過程線也可采用多段線，然后進(jìn)行曲線化。

1）三關(guān)線。每一條臨時(shí)曲線定線可以用2種方法來完成：一是用樣條曲線直接定線，通過點(diǎn)群中心，每10～30 cm間距確定一點(diǎn)，曲線彎曲度大的地方適當(dāng)加密，用旋轉(zhuǎn)和移動工具調(diào)整底圖中的曲線尺來定彎曲度和平滑度；二是利用手工定線草圖所制作的校線表，根據(jù)其流量、面積和流速數(shù)據(jù)，用樣條曲線每10～30 mm確定一點(diǎn)，曲率大地方加密，以完成每條曲線的定線。

2）流量過程線和改正系數(shù)過程線。定線方法有自動生成法及定點(diǎn)法生成2種。自動生成法適用流量、改正系數(shù)變幅小的情況，如過程線的峰、谷處線型出現(xiàn)不合理現(xiàn)象，需要加節(jié)點(diǎn)控制解決此類問題。定點(diǎn)生成法適用于流量、改正系數(shù)變化大的情況，定線方法是選定CAD中樣條曲線或多線段工具，在每一個(gè)測點(diǎn)前后、兩測點(diǎn)間定點(diǎn)控制線形，曲線變化大、陡峭處的多加節(jié)點(diǎn)控制。定點(diǎn)生成法定線精度與傳統(tǒng)手工繪圖一致。

3.2 低水放大

低水放大主要分2種情況：一種是根據(jù)低水放大圖比例尺，將需要放大測點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比例尺計(jì)算、處理轉(zhuǎn)換制作生成CAD所需的關(guān)系點(diǎn)坐標(biāo)格式數(shù)據(jù)，余下步驟、定線方法同原圖一致。要注意接頭處的曲線線形一致。二是截取放大，首先設(shè)定放大底圖坐標(biāo)比例的標(biāo)注，把原圖低水部分需要放大線截取放大。確定截取位置，保證放大圖與原圖銜接處不少于3個(gè)點(diǎn)來進(jìn)行控制，定在高出需要放大頂端10～20 mm水位處。放大方法有2種：一是原圖和放大圖在一個(gè)文件中，在原圖上把需要放大的點(diǎn)、線、點(diǎn)的日期標(biāo)注文字等項(xiàng)內(nèi)容復(fù)制，并粘貼到其他空白處，將需要的部分創(chuàng)建成塊，再以準(zhǔn)確插入點(diǎn)和縱橫坐標(biāo)比例插入塊到放大底圖上。原圖和放大圖不在一個(gè)文件中，用寫塊命令操作，插入塊后，放大圖里的點(diǎn)子也變形了，這時(shí)需要把塊炸開，以恢復(fù)正常的狀態(tài)圖，隨之就可定放大線了。

3.3 曲線微調(diào)方法及精度

水位流量關(guān)系曲線定線精度經(jīng)過校線計(jì)算、三種檢驗(yàn)和標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算滿足規(guī)范要求界限，就達(dá)到了定線精度要求。

水位流量關(guān)系曲線微調(diào)有2種方法：一是用校線表中的線查流量和面積；二是用水位流量關(guān)系表中的線查流量。正常情況下，校線表和水位流量關(guān)系表中的相鄰水位對應(yīng)的線查面積和流量增值，是隨水位增高而逐漸增大的，在制定校線表完成后，可根據(jù)此表中的線查流量和面積，對曲線進(jìn)行第一次微調(diào)，再根據(jù)水位流量關(guān)系中線查流量，對曲線進(jìn)行第二次微調(diào)，之后就完成水位流量關(guān)系曲線定線。

4 推流數(shù)據(jù)查詢

由于推求流量，需要查出一部分線型上的控制點(diǎn)。利用繪圖軟件的查詢功能命令可以查出對應(yīng)某一要素值，乘上繪圖的比例尺即可得出結(jié)果。但是，最好的方法是利用繪圖軟件中的標(biāo)注功能命令，其中在標(biāo)注樣式設(shè)置上預(yù)先設(shè)好比例系數(shù)，就可以通過其中坐標(biāo)標(biāo)注功能命令直接標(biāo)出對應(yīng)點(diǎn)上的水文要素值。

5 實(shí)例

佳木斯水文局所轄水文站是黑龍江、烏蘇里江支流、松花江干流及其支流上的控制站。這些河流屬三江平原性河流，受河道沖淤變化影響，暢流期流量采用臨時(shí)曲線法推求，冰期流量采用改正系數(shù)過程線和連實(shí)測流過程線法推求。選定2009年有代表性的幾處水文站，應(yīng)用計(jì)算機(jī)定線和傳統(tǒng)手工定線2種方法進(jìn)行對比分析，從中可見，冰期推求的日平均流量基本一致，流量為1 m3/s左右，其尾數(shù)最大差3，月平均流量基本一致或尾數(shù)差1。臨時(shí)曲線推求5—10月的日平均流量對比分析結(jié)果見表1。

6 結(jié)語

1）定線應(yīng)用CAD底圖設(shè)定相關(guān)的文字標(biāo)注、曲線說明框等項(xiàng)目和Excel數(shù)據(jù)處理合并生成CAD繪圖數(shù)據(jù)，分別可以制成模板將其儲存，下一年或應(yīng)用時(shí)，復(fù)制或另存就可以應(yīng)用。

2）應(yīng)用計(jì)算機(jī)繪圖軟件CAD進(jìn)行定線與手工定線比較，其優(yōu)點(diǎn)是測點(diǎn)繪制準(zhǔn)確，定線速度快，曲線調(diào)整簡捷，圖樣規(guī)范整潔，數(shù)據(jù)存儲傳送便利，使用方便，便于審查和改正；提高了定線技術(shù)水平和質(zhì)量，提高了工作效率，減少了給圖用紙，及藍(lán)曬、保存和送線審查工序。節(jié)約了一定的辦公費(fèi)用。用AutoCAD繪制水文資料整編圖完全可替代手工定線方法。

表1 測站徑流量對比成果表

3）應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件繪圖速度快、精度高，是目前最理想的繪圖選擇。便于資料的收集、存儲，可以推動定線工作朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

[參 考 資 料]

[1]SL247-1999，水文資料整編規(guī)范[S].

[2]謝 菁，李克福.Auto CAD 2007中文版基礎(chǔ)與應(yīng)用[J].

[3]李 輝,支 穎,高俊華.Office高手-Excel 2003辦公應(yīng)用[S].