基于MicroStation實(shí)現(xiàn)地形圖數(shù)據(jù)的多比例尺轉(zhuǎn)換

柏永青,丁慶福,章從甲,王霞

(山東省國土測繪院，山東 濟(jì)南 250013)

技術(shù)與方法

基于MicroStation實(shí)現(xiàn)地形圖數(shù)據(jù)的多比例尺轉(zhuǎn)換

柏永青,丁慶福,章從甲,王霞

(山東省國土測繪院，山東 濟(jì)南 250013)

不同比例尺之間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換一直是地圖測繪行業(yè)的研究熱點(diǎn)，但實(shí)現(xiàn)地形圖入庫數(shù)據(jù)的多比例尺轉(zhuǎn)換和標(biāo)準(zhǔn)化輸出的成熟軟件案例在國內(nèi)并不多見，該文主要以1∶500向1∶2000比例尺地形圖轉(zhuǎn)換為例，研究解決不同比例尺之間轉(zhuǎn)換方法，地物數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)間的自動(dòng)轉(zhuǎn)換，其中包括面轉(zhuǎn)點(diǎn)、面轉(zhuǎn)線等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換，而且保證轉(zhuǎn)換前后位置恰當(dāng)、屬性正確；以及不同比例尺地形圖在轉(zhuǎn)換時(shí)如何進(jìn)行恰當(dāng)?shù)闹悄芫C合取舍等問題，在以后縮編實(shí)際生產(chǎn)中的人工干預(yù)環(huán)節(jié)也有著很強(qiáng)的針對性和指導(dǎo)作用。

符號庫；MicroStation；比例尺轉(zhuǎn)換

1 研究內(nèi)容

隨著計(jì)算機(jī)與地理信息技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助制圖技術(shù)[1]應(yīng)用于測繪地形圖的采集與處理，方便了地形圖的制圖和管理，不同比例尺地形圖之間的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)了地形圖數(shù)據(jù)的充分利用，減少了重復(fù)的測繪工作，提高了地形圖測繪的工作效率[2]。借助計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)不同比例尺地圖的轉(zhuǎn)換，成為地形圖測繪行業(yè)研究的熱點(diǎn)問題[3]。

實(shí)現(xiàn)地形圖入庫數(shù)據(jù)的多比例尺轉(zhuǎn)換和標(biāo)準(zhǔn)化輸出尚未有完全智能化的軟件案例[4]，該文以1∶500到1∶2000地形圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為例，討論了數(shù)字地形圖按比例尺由大到小轉(zhuǎn)換過程中計(jì)算機(jī)程序的實(shí)現(xiàn)。如1∶500，1∶2000兩種比例尺點(diǎn)、線符號制作大小和表現(xiàn)形式要和圖式規(guī)范一致；某些地物數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的自動(dòng)轉(zhuǎn)換，包括面轉(zhuǎn)點(diǎn)、面轉(zhuǎn)線等，保證轉(zhuǎn)換前后位置恰當(dāng)、屬性正確。由于兩種比例尺不同，相關(guān)地物的綜合取舍原則也會(huì)不同，如何在轉(zhuǎn)換時(shí)進(jìn)行恰當(dāng)?shù)闹悄苋∩岬葐栴}?？梢詼p少針對同一地區(qū)進(jìn)行的不同大比例尺地形圖制圖的工作量，高數(shù)據(jù)的利用率，保證工作質(zhì)量，提高效率。

2 研究過程關(guān)鍵技術(shù)及具體路線

2.1 研究過程

(1)按照國家數(shù)字地形圖測繪規(guī)范圖式，把需要轉(zhuǎn)換比例尺的點(diǎn)、線符號庫，方案數(shù)據(jù)庫配置完善，做到符號大小尺寸、顏色、線型形狀和字體樣式等符合國家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)[5]。

(2)初步調(diào)試點(diǎn)-點(diǎn)、線-線、面-面符號間的轉(zhuǎn)化，并解決期間遇到的一些不涉及到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的轉(zhuǎn)化問題，仔細(xì)檢查數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換中發(fā)生丟失及錯(cuò)誤情況，達(dá)到數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換正確無誤[6]。

(3)編制程序，解決地物在表示時(shí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)發(fā)生轉(zhuǎn)變問題，實(shí)現(xiàn)面線互轉(zhuǎn)，而且保證轉(zhuǎn)換后的位置合理，屬性正確[7]。

(4)根據(jù)不同比例尺地形圖的綜合取舍原則編制程序[8]，最大限度地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時(shí)綜合取舍的智能化，確保數(shù)據(jù)取舍得當(dāng)，圖面負(fù)載量合理。隨機(jī)選取其他地形圖數(shù)據(jù)對本課題研究成果進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)評估，確保本課題達(dá)到預(yù)期目的。

2.2 研究中涉及的關(guān)鍵技術(shù)

2.2.1 點(diǎn)符號庫的制作及點(diǎn)狀符號縮放技術(shù)

在研究2種比例尺地形圖的相互轉(zhuǎn)換時(shí)，要分別按照國家規(guī)范圖式配置2種比例尺的點(diǎn)符號庫。地形圖中，點(diǎn)狀地物是用不依比例尺的標(biāo)準(zhǔn)符號來表示的[9]，在不同比例尺圖面中的大小一致，MicroStation下的數(shù)字地形圖中可先將圖式中的點(diǎn)狀地物符號按一定比例尺做成圖件單元存入單元庫中，進(jìn)行地形圖縮放時(shí)，需要將點(diǎn)狀地物符號的圖件單元放大或縮小一個(gè)比例。替換了新配置好的點(diǎn)符號庫后，數(shù)據(jù)通過去除符號化即可轉(zhuǎn)換為新的單元庫下的符號大小[10]。

2.2.2 線符號庫的制作及線狀符號縮放技術(shù)

在研究不同比例尺地形圖的相互轉(zhuǎn)換時(shí)，也要分別按照國家規(guī)范圖式配置比例尺的線符號庫。

在MicroStation中，采用線型符號來繪制線狀地物符號，按圖式中線狀地物符號的尺寸，做成1∶500，1∶2000等不同比例尺的線型庫(圖1)，同一線狀地物符號在不同線庫中的名稱一定要相同，例如采用其在圖式中的編號為線型名，若將1∶500地形圖變成l∶2000時(shí)，將1∶500線型庫換成1∶2000線型庫，則所有線狀地物符號的線型都自動(dòng)放大了4倍，變成1∶2000的比例尺。

圖1 不同比例尺下的線性符號(1∶500和1∶2000)

2.2.3 面狀地物縮放技術(shù)

地形圖中，面狀地物是依比例尺的面狀符號，如房屋、球場、池塘、稻田等，它們在圖上的大小是由在實(shí)地的大小和成圖比例尺決定的。采集面狀地物時(shí)，一定要捕捉點(diǎn)，使圖形封閉。地形圖縮放時(shí)，面狀地物符號隨圖形自動(dòng)縮放，不需要再作處理。將大比例尺縮成小比例尺時(shí)，如果某些面狀地物變得非常小，已沒有必要表示出來，就要將其刪除，以使圖面清爽、整潔[11]。

2.2.4 文字注記的縮放技術(shù)

數(shù)字地形圖中，文字注記是以文本的方式寫進(jìn)去的，文本具有一個(gè)結(jié)點(diǎn)，文本在數(shù)字地形圖中的位置是由結(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)來確定，文本注記一定要以字的中心為文本的結(jié)點(diǎn)來放置[12]。可以通過數(shù)據(jù)庫中字體大小的設(shè)置來控制不同比例尺下文字注記的大小(圖2)。

圖2 不同比例尺下文字大小(1∶500和1∶2000)

2.3 研究的具體技術(shù)路線

在采用1∶500比例尺的點(diǎn)、線符號庫和數(shù)據(jù)庫的前提下，先對16張相鄰1∶500比例尺分幅圖進(jìn)行整理[13]，查找并改正幾何錯(cuò)誤，檢查屬性表后再導(dǎo)出。然后換成1∶2000比例尺的點(diǎn)、線符號庫和數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)導(dǎo)入，導(dǎo)入數(shù)據(jù)時(shí)先對注記的定位點(diǎn)進(jìn)行左下角的更正，然后再導(dǎo)入。導(dǎo)入數(shù)據(jù)后通過更新文本的方式使字體由斜體變正體[14]。由于數(shù)據(jù)導(dǎo)出的時(shí)候其他數(shù)據(jù)類不導(dǎo)出，進(jìn)行數(shù)據(jù)導(dǎo)入的時(shí)候可以把其他數(shù)據(jù)類進(jìn)行復(fù)制。(找一個(gè)精確定位點(diǎn)進(jìn)行復(fù)制粘貼)其他數(shù)據(jù)類都是依附于面狀地物的，所以其大小正好可以滿足新比例尺下的圖[15]。由于此2種比例尺下地形圖的綜合取舍原則不盡相同，可通過運(yùn)行以下程序來保證工作質(zhì)量和提高工作效率，具體技術(shù)路線如圖3所示。

圖3 地形圖轉(zhuǎn)換技術(shù)路線圖

2.3.1 高程注記有效小數(shù)位改正

1∶500地形圖中，高程注記小數(shù)位數(shù)為2位，而1∶2000上的高程點(diǎn)小數(shù)點(diǎn)位數(shù)為一位[16]；(1∶2000的圖中根據(jù)設(shè)計(jì)要求或等高距來確定注記的位數(shù)，等高距為半米平地一般是0.01m，等高距為1m丘陵地和山地為0.1m)當(dāng)比例尺發(fā)生變化時(shí)，如果手動(dòng)修改小數(shù)點(diǎn)位數(shù)，工作量相當(dāng)大，特設(shè)置本程序[17]，轉(zhuǎn)換前后效果如圖4所示。

圖4 轉(zhuǎn)換前后小數(shù)點(diǎn)位數(shù)

程序部分代碼如下：

Sub textright () Dim Elem As Element Dimtscancriteria As New ElementScanCriteria tscancriteria.ExcludeAllTypes tscancriteria.IncludeType msdElementTypeText Do While Oee.MoveNext If Oee.Current.IsGraphical Then Set Elem = Oee.Current Set MyText = Elem End Sub

2.3.2 選擇性刪除不必要地物

地形圖中比例尺變小時(shí)，原1∶500地形圖中一些地物在1∶2000地形圖中達(dá)不到表示指標(biāo)，應(yīng)取舍表示。例如在1∶2000地形圖中，煙道支架、雨罩、陽臺(tái)、矮柱信號燈、柱、臂板信號燈、橋墩、坡度標(biāo)等可不表示，水中、沙洲圖上面積小于10mm2的，停車場圖上面積小于25mm2的不表示[18]。選擇性刪除程序可完成此項(xiàng)工作，處理結(jié)果如圖5所示。

程序代碼如下：

Sub del_mstagset()

Dim Elem As Element Application.ActiveModelReference.UnselectAllElements

tscancriteria.ExcludeAllLevels

tscancriteria.IncludeLevel ActiveDesignFile.Levels("陽臺(tái)")

Set Oee = ActiveModelReference.Scan(tscancriteria)

On Error Resume Next

Do While Oee.MoveNext

Set Elem = Oee.Current ActiveModelReference.RemoveElement Elem

Loop End Sub

圖5 選擇性刪除地物前后對比圖

2.3.3 面轉(zhuǎn)點(diǎn)

由于不同比例尺地形圖制圖要求不同,大比例尺向小比例尺轉(zhuǎn)換時(shí)，一些面狀以比例表示的地物按制圖綜合要求需轉(zhuǎn)變?yōu)辄c(diǎn)狀符號表示，如在1∶2000地形圖中，門墩上邊長小于1.0mm的不依比例表示(1∶500中小于0.5mm才不依比例表示)；類似地物還有溫室、大棚、水井、機(jī)井等[19]。

程序主要部分代碼如下：

Sub insert_point1(P1 As Point3d)

Dim myele_ As Element

Set myele_ = CreateCellElement3("3304001", P1, True)

Application.ActiveModelReference.AddElement myele_

Application.ActiveModelReference.SelectElement myele_, True

CadInputQueue.SendCommand "ACTIVE LEVEL ""不依比例溫室、大棚"""

CadInputQueue.SendCommand "CHANGE LEVEL "

Application.ActiveModelReference.UnselectAllElements

CommandState.StartDefaultCommand End Sub

2.3.4 房屋注記修改

由1∶500到1∶2000轉(zhuǎn)變時(shí)，地形圖房屋注記由“結(jié)構(gòu)簡注+層數(shù)”形式轉(zhuǎn)變?yōu)橹蛔⒂洝皩訑?shù)”，借助MicroStation，結(jié)合二次開發(fā)程序?qū)崿F(xiàn)本過程，結(jié)果如圖6所示。

圖6 房屋注記轉(zhuǎn)換前后對比

部分主要程序代碼如下：

Sub righter() Dim Elem As Element Dim tscancriteria As New ElementScanCriteria Dim Oee As ElementEnumerator Dim MyText As TextElement tscancriteria.ExcludeAllTypes tscancriteria.IncludeType msdElementTypeText Set Oee = ActiveModelReference.Scan(tscancriteria) On Error Resume Next Do While Oee.MoveNext Application.ActiveModelReference.RemoveElement MyText

MyText.Rewrite Loop End Sub

2.3.5 面轉(zhuǎn)線的人工干預(yù)

由于面狀多邊形無寬度屬性項(xiàng)，暫時(shí)無法實(shí)現(xiàn)面轉(zhuǎn)線的程序全自動(dòng)化，如圖7所示。

圖7 面狀地位轉(zhuǎn)線狀地物

鑒于以上原因，下列地物在進(jìn)行1∶500比例尺地形圖轉(zhuǎn)1∶2000比例尺地形圖時(shí)，要注意進(jìn)行人工干預(yù)，根據(jù)二者規(guī)范要求，將不夠1∶2000指標(biāo)的面狀地物改為線狀地物表示，如在1∶2000地形圖中，寬度小于1m的用半依比例單線表示，而1∶500中，大于0.25m都以面狀表示。需要做此類轉(zhuǎn)換的地物類型主要有運(yùn)河、溝渠、干溝、堤、滑槽(滑道)、圍墻、內(nèi)部道路、階梯路、鄉(xiāng)村路、標(biāo)準(zhǔn)軌鐵路和窄軌鐵路等[20]。

3 結(jié)論

(1)按照國家1∶500，1∶2000規(guī)范圖式配置完善的2種比例尺的點(diǎn)、線符號庫，方案數(shù)據(jù)庫可以在以后相應(yīng)比例尺下的地形圖生產(chǎn)中直接投入使用，生產(chǎn)出來的地形圖中符號尺寸、大小、顏色等均符合國家最新圖式規(guī)范。在1∶500，1∶2000兩種比例尺數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換中積累的數(shù)據(jù)丟失及數(shù)據(jù)錯(cuò)誤等經(jīng)驗(yàn)，可有效避免實(shí)際生產(chǎn)中的相應(yīng)錯(cuò)誤，提高生產(chǎn)數(shù)據(jù)質(zhì)量。地形圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換中的綜合取舍原則不僅是編制縮編程序的參考，在以后縮編實(shí)際生產(chǎn)中的人工干預(yù)環(huán)節(jié)也有著很強(qiáng)的針對性和指導(dǎo)作用。

(2)等高線、高程點(diǎn)的自動(dòng)抽稀。等高線屬于地貌要素，它的繪制要依據(jù)地形圖的比例尺，不同比例尺地形圖等高距不一樣，在進(jìn)行地形圖縮放時(shí)，如果等高距不變化，則等高線需要作改動(dòng)。等高距變動(dòng)時(shí)，等高線要適當(dāng)抽稀，個(gè)別首曲線要變成計(jì)曲線。為了便于用程序自動(dòng)縮放，需要對等高線進(jìn)行一定的分層分色處理[21]。如將0．5m等高距的整米數(shù)等高線放在一層，半米等高線放在另外的層。又根據(jù)高程將等高線分成不同的顏色，從而實(shí)現(xiàn)等高線的自動(dòng)抽稀。

(3)面轉(zhuǎn)線的更加智能化，由于面狀多邊形無寬度屬性項(xiàng)，暫時(shí)無法實(shí)現(xiàn)面轉(zhuǎn)線的程序全自動(dòng)化。

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Multi-scale Topographic Map Data Conversion Based on MicroStation

BAI Yongqing, DING Qingfu, ZHANG Congjia, WANG Xia

(Shandong Geological Mapping and Surveying Institute, Shandong Jinan 250013, China)

The data transformation between different scales have became the research focus in the surveying and mapping industry. But, there is not a mature software cases in Multi-scale data conversion and standard output. In this paper, taking topographic map transformation with the scale of 1∶500 and 1∶2000 as the exemples, transformation methods of topographic maps with different scales are studied. The automatic conversion between ground object data structures includes transformation from plane to point and from plane to line. It can be ensured that the location before and after the transformation is property right. How to make the right choice when topographic maps with different scales are transferred.

Symbol library; MicroStation; scale conversion

2016-06-06；

2016-07-11；編輯：陶衛(wèi)衛(wèi)

柏永青(1982—)，山東濟(jì)南人，工程師，主要從事測繪和基礎(chǔ)地理信息研究工作；E-mail：343270083@qq.com

P208

B

柏永青,丁慶福,章從甲,等.基于MicroStation實(shí)現(xiàn)地形圖數(shù)據(jù)的多比例尺轉(zhuǎn)換[J].山東國土資源，2017,33(1)：76-80.BAI Yongqing, DING Qingfu, ZHANG Congjia, etc.Multi-scale Topographic Map Data Conversion Based on MicroStation[J].Shandong Land and Resources, 2017,33(1)：76-80.