淺談用南方CASS9.0繪制等高線的方法

陳偉華

（河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，河南洛陽471023）

淺談用南方CASS9.0繪制等高線的方法

陳偉華*

（河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，河南洛陽471023）

在地形圖中，常用等高線來反映地貌的起伏。介紹了等高線相關(guān)定義、性質(zhì)和形成過程，以南方CASS9.0軟件為例對等高線的內(nèi)業(yè)繪制方法做了詳細(xì)介紹，主要包括高程點預(yù)處理、繪制地性線、地面高程模型（DEM）建立與修改、繪制等高線和修飾等高線的方法，并針對產(chǎn)生的問題，提出了解決辦法。

CASS9.0；地面高程模型（DEM）；等高線；繪制；地性線；修飾

在測量工作中，等高線是大比例尺地形測圖顯示地貌的基本方法。南方CASS9.0是較廣泛應(yīng)用的數(shù)字化成圖軟件，數(shù)字化成圖是將地面模型以數(shù)字形式表示，經(jīng)由電子計算機(jī)處理后，再經(jīng)過人機(jī)交互的屏幕編輯，形成數(shù)字化地形圖。數(shù)字化測圖點位精度高，成圖速度快，便于成果的更新傳輸、處理、利用和管理；信息包含量大，可成為GIS重要信息來源等。數(shù)字化測繪地形圖目前已廣泛地應(yīng)用于水電、公路、城建規(guī)劃、環(huán)境保護(hù)工程等諸多領(lǐng)域。

1　等高線的相關(guān)定義

等高線指的是地形圖上高程相等的相鄰各點所連成的閉合曲線。把地面上海拔高度相同的點連成的閉合曲線，垂直投影到一個水平面上，并按比例縮繪在圖紙上，就得到等高線。等高線也可以看作是不同海拔高度的水平面與實際地面的交線，所以等高線是閉合曲線。等高線具有密陡舒緩的特性，能反映地表起伏的勢態(tài)和地表結(jié)構(gòu)的特征。

等高線按其作用不同，分為首曲線、計曲線、間曲線與助曲線4種。

（1）同一條等高線上的點高程相等；

（2）等高線為閉合曲線，不在圖內(nèi)閉合就在圖外閉合，因此在圖內(nèi)，除遇房屋、道路、河流等地物符號而外，不能中斷；

（3）除遇懸崖等特殊地貌，等高線不能相交；

（4）等高距相同的情況下，等高線越密，即等高線平距越小，地面坡度越陡；反之，等高線越稀，即等高線平距越大，地面坡度越緩；

（5）等高線遇山脊線或山谷線應(yīng)垂直相交，并改變方向。

2　《城市測量規(guī)范》與《地形圖圖式》對等高線繪制要求

（1）城市建筑區(qū)和不便于繪制等高線的地方，可不繪制等高線；

（2）在表示小山頂、小洼地、小鞍部等地貌形態(tài)時，可縮短其實部和虛部的尺寸；

（3）在等高線比較密的等傾斜地段，當(dāng)兩計曲線間的空白小于2mm時，首曲線可省略不表示；

（4）等高線遇到房屋、窯洞、公路、雙線表示的河渠、沖溝、陡崖、路堤、路塹等符號時，應(yīng)表示至符號邊線；

（5）單色圖上等高線遇到各類注記、獨立地物、植被符號時，應(yīng)間斷0.2mm；

（6）大面積的鹽田、基塘區(qū)，視具體情況可不繪等高線。

3　等高線的繪制

利用南方CASS9.0在繪制等高線時，先用外業(yè)采集高程點建立數(shù)字地面模型，然后采用輕量線來自動生成等高線，充分考慮到實際地形的復(fù)雜性，結(jié)合必要的人工干預(yù)，勾繪正確合理的等高線。

3.1地面高程模型（DEM）預(yù)處理

外業(yè)數(shù)據(jù)采集完成后，由于頻繁變換棱鏡高或者使用免棱鏡觀測了錯誤點位，甚至有些是在房頂測得點位，用這些點生成的等高線肯定是錯誤的，因此必須對高程點進(jìn)行必要的預(yù)處理。

（1）刪除錯誤高程點。如果外業(yè)觀測過程中，發(fā)現(xiàn)了這些錯誤并即時做了記錄，可以在繪制等高線之前，直接將高程數(shù)據(jù)文件中對應(yīng)數(shù)據(jù)刪除或修改應(yīng)剔除；明顯高出地面不能代表當(dāng)?shù)馗叱痰乃椴奎c，把其高程改為零即可；另外先自動生成等高線，觀察等高線與實際地貌異常，出現(xiàn)特別密集，圓錐或者漏斗形狀，其頂端處一般為錯誤的高程點，需要剔除其數(shù)據(jù)，最后查出該錯誤點的點號，在DAT文件中直接刪除它，并在CAD圖中直接刪除錯誤點高程及點名。

（2）增補(bǔ)不足高程點。我們在碎部測地形圖時，坎頂坎底坡頂坡底拐點必測，山谷山脊山頂山腳及變坡點必測，房角拐角坑底坑邊等必測。有時我們在野外不可能做到一個點不漏的測完整，我們內(nèi)業(yè)發(fā)現(xiàn)了，根據(jù)情況我們可以去補(bǔ)測還可以直接根據(jù)情況加點。

3.2建立數(shù)字地面模型及繪制等高線

（1）等高線繪制的總體流程：建立DEM→編輯三角網(wǎng)→繪制等線→根據(jù)等高線對三角網(wǎng)進(jìn)行編輯（反反復(fù)復(fù)，參考等高線編輯三角網(wǎng)，在等高線和三角網(wǎng)之間切換，直到滿意為止，三角網(wǎng)和等高線之間的關(guān)系是嚴(yán)密的邏輯關(guān)系，錯誤的三角網(wǎng)絕對不能用來生等高線）→等高線的修飾與注記。

（2）建立地面高程模型（DEM）：經(jīng)過預(yù)處理后的地面高程模型（DEM）要使用“選擇地性線”功能，使DEM的三角網(wǎng)邊經(jīng)過地性線，一般要將山脊線、山谷線、坡度變化線、地貌變向線、坡頂線和坡底線等用復(fù)合線繪出，在建立DEM時考慮地性線，當(dāng)然陡坎的坎上和坎下沒有同時測量時，應(yīng)在建DEM之前先繪出，并注意輸入坎高，然后建立DEM時根據(jù)提示選擇考慮陡坎。只有這樣才能生成合理的DTM三角網(wǎng)，進(jìn)而繪出準(zhǔn)確逼真的等高線。如果不考慮這些地性線，而用坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件直接生成三角網(wǎng)，往往會出現(xiàn)三角網(wǎng)邊橫穿陡坎、山脊線等不合理現(xiàn)象，以此繪制的等高線將失真。另外在南方CASS軟件中提供了對三角網(wǎng)中的三角形進(jìn)行增加、刪除、調(diào)整等功能，可使最終的DEM更加合理。

①生成三角網(wǎng)：有“數(shù)據(jù)文件生成”和“圖面高程點生成”兩種，一般情況下等高線都是分片來生成，所以首先都在圖面上編輯好足夠的高程點，然后用“圖面高程點生成”來生成。

②初步三角網(wǎng)編輯：這是繪制等高線的核心技術(shù)，原則為“三角網(wǎng)不能跨越地性線連接”即地性線兩邊的高程點不能連接進(jìn)行內(nèi)插（地性線：山脊線、山谷線、山腳線、陡坎、溝心線等）。充分利用的功能有：三角網(wǎng)復(fù)制（任意復(fù)制一個三角形，然后將其3個端點移動到對應(yīng)的高程點上）、捕捉（CAD提供的捕捉功能，是按照電腦屏幕的像素范圍來進(jìn)行，達(dá)到精確定位。當(dāng)拉動三角網(wǎng)的頂點到高程點時，只允許打開圓心捕捉）、重組（通過1次重組甚至2次重組，可以達(dá)到三角網(wǎng)正確連接的效果）、加地性線、刪除三角網(wǎng)（直接輸入e命令對三角網(wǎng)進(jìn)行刪除）、加高程點“g”，“刪除三角網(wǎng)頂點”。達(dá)到的效果：坎上連坎上，坎下連坎下，坎中的上下不連三角網(wǎng)，但坎頭和坎尾兩個端點坎上和坎下要相連，形成一個坎上坎下三角網(wǎng)。

③完善三角網(wǎng)：用不光滑的折線生成等高線（由于是臨時繪制等高線，等高距輸入1m為宜），對照等高先進(jìn)行三角網(wǎng)的編輯（檢查高程錯誤的高程點、檢查遺漏的三角網(wǎng)、連錯的三角網(wǎng)等）；刪除等高線，保存修改后的三角網(wǎng)結(jié)果，重新繪制等高線，如此反復(fù)，只到三角網(wǎng)沒有問題為止。

（3）繪制等高線：決定三角網(wǎng)的正確性后，用3次B樣條線繪制等高線（注意不要用折線繪制，否則拉等高線的時間會成倍增加），然后對有疙瘩、有“鴨嘴”等的高線進(jìn)行編輯（注意：由于此時為了便于拉等高線，等高線是S擬合的，所以絕對不能打斷等高線。如果要打斷就必須先將其變成“不擬合”才能打斷，否則文件容量會大大增加）。利用到的功能：“等高線局部替換”、拉節(jié)點、復(fù)合線內(nèi)加點、復(fù)合線上刪點。

（4）等高線的修飾：等高線繪制好后，由于等高線是S擬合，所以文件容量勢必很大。利用“刪除復(fù)合線多余點（閥值為0.02）”，將會使等高線既美觀文件容量又小，同時設(shè)計用戶還可以隨便編輯圖形。然后將計曲線和首曲線的圖層分開，寬度分別為0.15mm和0?！暗雀呔€過濾“功能，用來對0.5m等高距的等高線變成1m或者2m等高距的等高線，常用在1∶500轉(zhuǎn)1∶1000或者1∶2000中使用?！暗雀呔€內(nèi)插“功能，用來在2根有高程信息的等高線之間內(nèi)插若干根等高線并自動賦上高程值。等高線一般為閉合圓滑曲線，當(dāng)遇坎時坎上的等高線要接坎，坎下的等高線要接到坎的示坡線邊，而不是接到坎頂，等高線不能垂直于坎子，即在交的地方不論坎上還是坎下都應(yīng)該有一定的角度，表示出地形的走向。坎下的田埂，要接到坎的示坡線邊，而不是接到坎頂，坎上的田埂要接到坎頂，坎與坎相交或其他線狀地物與坎相交時時也要按具體情況參照田埂的處理方法來處理。溝，小路過坎時要將坎斷開。遇小路、電線溝的等高線可不必斷開，但遇圍墻、房屋、坎等地物時一定要斷開。注意加等高線注記和示坡線。

4　結(jié)語

主要對CASS9.0繪制等高線的方法做了介紹，使讀者對數(shù)字化成圖有一個初步的認(rèn)識，但要得到合理準(zhǔn)確的等高線，不僅需要豐富的工作經(jīng)驗和正確的作圖方法，還需要現(xiàn)場準(zhǔn)確位置的實際測量及內(nèi)外業(yè)之間的協(xié)調(diào)合作情況來處理決定。

［1］顧孝烈，鮑峰，等.測量學(xué)［M］.上海：上海同濟(jì)大學(xué)出版社，1999.

［2］南方測繪儀器公司.CASS9.0使用說明書［E］.廣州：南方測繪儀器公司，2006.

［3］劉建英，王振勇.用南方CASS軟件準(zhǔn)確勾繪與修飾等高線的方法［J］.城市勘測，2009（4）.

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B

1004-5716（2016）08-0186-03

2015-08-24

2015-09-14

陳偉華（1981-），男（漢族），內(nèi)蒙古赤峰人，工程師，現(xiàn)從事測繪及礦產(chǎn)開發(fā)管理工作。