淺析地形測量中的等高線自動處理問題

苗群壯 盧 軍

（濟源市國土測繪地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院，459000）

淺析地形測量中的等高線自動處理問題

苗群壯 盧 軍

（濟源市國土測繪地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院，459000）

本文主要探討了地形測量中的兩大問題，即處理等高線穿越陡坎類地貌特征線問題以及地性線對自動生成等高線的影響，對地形測量中的等高線自動處理研究具有重要的意義。

地形測量 等高線 自動處理

0 引言

地形測量方法中，數(shù)字化測圖應(yīng)用較普遍，它的地面模型用數(shù)字的形式來表達，并用計算機進行處理，最后獲得數(shù)字化的地形圖。這種地形測量方法測圖點位精度高，成圖速度快，便于管理和更新利用成果。同時，數(shù)字化測圖的信息含量大，是GIS信息來源。目前地形測量主要是針對水電、公路、廠礦區(qū)規(guī)劃、城建規(guī)劃等，但等高線自動處理始終達不到滿意的自動化程度。本文針對地形測量中的等高線自動化處理問題做一個簡單的探討。

1 處理等高線地貌特征線問題

陡坎、斜坡、陡崖等特殊形貌使用特征線表示來表示地形的高低形態(tài)，也是地形圖中的重要地形要素，以我國北部地形更為復(fù)雜，破碎地帶較多。通常在白紙測圖里，以坎上高程和坎子比高做出等高線來穿越陡坎，然后計算等高線進出坎子的具體位置。現(xiàn)在使用的數(shù)字化測圖，利用高程點建立數(shù)字地面模型DTM，也就是將地面形貌構(gòu)建三角網(wǎng)，再計算追蹤高程等值點，最后，使用這些高程等值點繪制等高線。從中可以知道，數(shù)字化測圖處理等高線穿越陡坡問題時，先判斷也必須判斷坎子的比高確定等值點是否在坎子里，以此可以看出，在處理等高線陡坡問題時，先判斷坎子的比高是否在坎子里。等高線自動處理的一大難題就是目前均不能錄入坎子比高信息。

在野外給坎子上下對應(yīng)測高程點是現(xiàn)在解決這個問題的辦法，就是在小的投影內(nèi)能有相對大的高差來作為坎子的比高，在做內(nèi)業(yè)時，將坎子上點和坎子下點構(gòu)造三角網(wǎng)，然后進行高程等值點的計算，利用高程點進行等高線的繪制，來計算坎子的具體位置。這樣，對坎子的上下兩邊的點構(gòu)成的網(wǎng)形有很高的要求。圖1是對梯田地形測量得到的數(shù)據(jù)，其等高距是2米。從圖1-a中可以分析，網(wǎng)形是有明顯的錯誤的，以上面的坎子上下來說，兩邊的高程點如21.2米和14.4米點處的網(wǎng)邊穿越坎子，同樣的，下方坎子8.7米和14.4米之間的兩高程點網(wǎng)邊也出現(xiàn)變形，若不進行修正，將影響到等高線從坎子上下穿越情況，況且，利用這樣的網(wǎng)形計算高程等值點，然后自動追蹤等高線，結(jié)果必然造成地貌特征的失真，與實際地貌不符。如圖1-b為編輯后的高程等值點計算和自動追蹤等高線情況。坎子線沿砍上下網(wǎng)邊切斷即可。這樣，等高線對實際地形地貌的描述才不會失真。在一些斜坡、陡崖地貌中也存著同樣的情況，可見，自動處理繪制等高線是否符合實際地貌主要取決于構(gòu)網(wǎng)是否準確，只有正確的編輯網(wǎng)形，才能準確的描繪地貌。

圖1 -a 錯誤的構(gòu)網(wǎng)及自動生成的等高線

圖1 -b正確的構(gòu)網(wǎng)及自動生成的等高線

2 地性線對自動生成等高線的影響

繪制地形圖時，山脊線和山谷線都是地性線，也稱為分水線和合水線。地貌的骨架是地線形的主要組成部分，能直接影響到地貌的逼真程度。在建立DTM時，常使用地性線做骨架線，在此基礎(chǔ)上用擴展三角形的辦法，計算等高程等值點，并自動追蹤等高線，通過這些來確保等高線逼近真實地貌。如圖2就是來分析地線形對等高線影響的例子，圖2中是對一山谷的測量數(shù)據(jù)，其等高距是0.5米。圖2-a是沒有進行地線形的錄入方式，因而在建立DTM時，軟件進行的構(gòu)網(wǎng)就無法考慮地性線做骨架線，只能將所有的高程點以三角形的形式連接，再將溝兩邊的高程點連接形成三角網(wǎng)，其自動追蹤生成的等高線與實際有所出入。圖2-a中，高程點237.3米和236.5米之間的網(wǎng)邊有跨溝，并將溝兩邊的高程點連接，利用網(wǎng)邊來計算出三角網(wǎng)的等值點，并自動追蹤生成的等高線。等高線在235.5米處形成洼地，實際沒有洼地。圖2-b錄入了地性線信息，建立DTM時，利用把這條山谷線作為骨架線來構(gòu)網(wǎng)，再把山谷線上的高程點進行相連，將山溝兩側(cè)的高程點連接創(chuàng)建三角網(wǎng)，計算等值點并生成等高線，逼近實際地形。圖2-b中，先將溝底點235.8米和233.9米連起來，把溝兩側(cè)高程點237.3米和236.5米連起來創(chuàng)建三角網(wǎng)，利用三角網(wǎng)計算高程等值點生成等高線，這樣，等高線避開了溝底點235.5米形成洼地的可能，與實際相符。其他三角網(wǎng)也同樣。前后對比可知，地性線對自動生成等高線影響顯著。因此，要求工作人員在測繪時，必須充分注意地形線的重要性，精確測量準確記錄。

圖2 -a不在測繪時地性線構(gòu)成的網(wǎng)及自動生成的等高線

圖2 -b 測繪時所構(gòu)成的網(wǎng)及自動生成的等高線

3小結(jié)

經(jīng)過以上簡單探討可知，在地形測量中，已經(jīng)解決了陡坡類地貌特征線的處理和地性線對自動生成等高線的影響問題，使得測量繪圖更符合地形地貌的實際情況，擴展數(shù)字化測圖的應(yīng)用，具有廣泛的應(yīng)用前景。

[l]潘正風,楊正堯.數(shù)字測圖原理與方法[M].武漢:武漢大學(xué)出版社,2002.(2).

[2]楊曉明,李駿元,郭學(xué)林.數(shù)字化測圖[M].鄭州:鄭州測繪學(xué)校,1997.

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1007-6344（2015）05-0325-01