基于CASS繪制全野外數(shù)字化地形圖方法的研究

王飛+趙靖博

摘要：本文主要論述借助CASS軟件處理全野外測量數(shù)據(jù)，繪制，修改和編輯全野外數(shù)字化地形圖的方法與技巧，快速準(zhǔn)確地得到一幅高質(zhì)量的的數(shù)字化地形圖。

關(guān)鍵詞：全野外數(shù)字測圖，地形圖編輯，CASS軟件

一.內(nèi)業(yè)繪圖要求及方法

地形圖內(nèi)業(yè)測繪的一般繪圖順序為（以草圖法為例）：根據(jù)展示在CASS軟件界面上的點，繪制如房屋、草地及道路等圖形實體，初步將現(xiàn)實地形投影數(shù)字地形圖；然后根據(jù)CASS軟件右側(cè)菜單區(qū)的地物符號庫，繪制各種獨(dú)立地物，如：假山，石碑，臺階等具有專一符號大中型地物；最后繪制路燈、井蓋等小型地物符號，同類符號有很多，一般選擇最貼近測區(qū)地物特征屬性的。在地形圖內(nèi)地物繪制編輯完成后，還需要再對整幅地形圖編輯輪廓，圖案符號填充等，使地形圖內(nèi)容豐富，更貼近現(xiàn)實地形。所有內(nèi)業(yè)繪圖均要遵從《1：500、1：1000、1：2000地形圖圖式》（GB/T20257.1-2007）標(biāo)準(zhǔn)[1]。最終進(jìn)行數(shù)字化地形圖的檢核，地理要素的正確性，協(xié)調(diào)性，注記和符號的表示合理性等都是考慮內(nèi)容。

（一）特殊情況下的地物繪制技巧

1.不通視點的的測繪方法

在測區(qū)進(jìn)行碎部點觀測時，常常會遇到觀察某一地物時不通視（全站儀無法對準(zhǔn)目標(biāo)并測量數(shù)據(jù)）的情況，測量人員一般采用遷站（即建立新的測站點）的方法獲得該點數(shù)據(jù)，但是采取這種解決辦法會因為儀器搬遷，調(diào)平浪費(fèi)很多觀測時間，而且重新建立支測站點會導(dǎo)致誤差累積，有時候甚至遷站也不會解決不通視的問題。但是利用AUTO-CAD軟件部分點數(shù)據(jù)及距離數(shù)據(jù)繪制地圖的技巧，問題迎刃而解。[2]如圖1所示。

圖1中的樓三在該地形中被樓二樓一環(huán)繞，外面測站向里觀測時是不通視的，但是外面的倆棟樓均可以獲得碎部點數(shù)據(jù)，已知數(shù)據(jù)后再測量直線BA，CA，DA的距離。內(nèi)業(yè)繪圖時，根據(jù)B，C坐標(biāo)（圓心），BA，CA距離（半徑）采用距離交會的方法確定A碎部點，同理繪制D點。繪制四點房屋需要兩點坐標(biāo)及距離，這時就可以把中間的樓三測繪出來。先測繪可以得到點位數(shù)據(jù)的特征點，采用距離交會的方法，確定其余的地物特征點的點位數(shù)據(jù)，是解決不通視和其他一些類似情況的有效辦法。

圖1 隱蔽點的繪制方法 圖2 對稱建筑物的繪制方法

2.對稱地物圖形的測繪方法

外業(yè)測量作業(yè)中，經(jīng)常會遇到一些基于某一軸線對稱的地物建筑，使用全站儀觀測時，不用采集該地物的所有特征點，可以只選擇觀測目標(biāo)地物的一半，另一半利用AUTO-CAD軟件中的鏡像命令繪制，同時多余觀測幾個特征點位點位用以檢核，如圖2所示。

圖中是一個基于中心對稱軸左右對稱的地物，因此可以測繪該教學(xué)樓以對稱軸分開一半的點位，另一半的點位就沒有必要再進(jìn)行測繪，后期完全可以利用AUTO-CAD軟件的鏡像命令，快速繪制得到該建筑的大致輪廓，再利用加測的點位數(shù)據(jù)對鏡像命令繪出的點位加以糾正，便完成對稱地物的繪制。實際觀測時主要觀測A、B、C、D、E、G、F點，其中G、F兩點用于內(nèi)業(yè)中與鏡像命令處理后繪制的點位對比檢核，繪圖時先把教學(xué)樓的右半部分繪制出來，然后取邊AG和邊EF的中點連線為鏡像線進(jìn)行鏡像處理，得到完整閉合的教學(xué)樓。利用鏡像原理繪制對稱復(fù)雜建筑物是一種簡單快速的方法，既提高測圖效率也避免出現(xiàn)錯誤。但使用這種測繪方法時，一定多觀測一些特征點來作為檢核，才能保證地物是準(zhǔn)確的對稱結(jié)構(gòu)，鏡像處理后點位與實際地物相符，地形圖是準(zhǔn)確無誤的。由此可知這種測繪方法大多適用于小比例尺低精度地形圖測繪。

（二）等高線的繪制方法

等高線的繪制在內(nèi)業(yè)作業(yè)流程中是最費(fèi)時最困難的。內(nèi)業(yè)作業(yè)前，需對外業(yè)作業(yè)中得到的原始觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行計算機(jī)展高程點工作。然后定顯示區(qū)，根據(jù)輸入的高程點范圍大小定義CASS軟件主界面顯示區(qū)域的大小，使所有高程點可見。然后進(jìn)行數(shù)據(jù)的檢核，如居民區(qū)樓頂點設(shè)為零，建DTM三角網(wǎng)時不予以考慮。內(nèi)業(yè)作業(yè)中，應(yīng)盡可能先建立合適的三角網(wǎng)，通過修改三角網(wǎng)來有針對生成理想等高線[3]

1.常見問題及修改方式

在圖形修改和編輯過程中，存在的主要問題有：等高線、道路等曲線擬合后，制圖需要打斷、 剪切，會導(dǎo)致曲線上控制點變得更加密集，使得曲線變形，而且更加難以調(diào)整該，整個DWG圖形文件的存儲容量隨著增加；等高線與實際地形不符，會出現(xiàn)三角形邊懸空和跨越斷裂向的情形，從而使得模擬地形不能正確反應(yīng)真實地形和表現(xiàn)出錯誤的等高線走向；地物符號，文字注記壓蓋高程注記數(shù)值等等。

針對以上問題，總結(jié)有以下幾種處理方法（以cass軟件為例）：

（1）CASS7.0在繪制等高線時，要充分考慮到等高線通過地性線和斷裂線的處理。使用CASS軟件的“選擇地性線”功能，使DTM的三角網(wǎng)邊經(jīng)過地性線，山脊線（實線）、山谷線（虛線）等，這些地性線一般均用復(fù)合線繪出。然后建DTM時根據(jù)提示選擇考慮陡坎。依此方法建立合理的三角網(wǎng)，進(jìn)而畫出正確的等高線。

（2）在數(shù)字化地形圖上，等高線是不能經(jīng)過一些區(qū)域的，比如湖泊，居民地，道路及文字注記區(qū)域。對于以上地物，可以通過AUTO-CAD軟件中自帶的等高線修剪工具解決，解決手段有自動切除穿陡坎、穿圍墻、穿二線間、穿高程注記、穿指定區(qū)域內(nèi)的等高線等，完全滿足等高線的修剪。另外外業(yè)采集數(shù)據(jù)時，應(yīng)該在地物邊界選取合適的點并測出其高程值，作為等高線追蹤的臨界點。臨界點應(yīng)參與等高線的內(nèi)插計算，等高線在內(nèi)插點的限制下就保證不會穿過地物內(nèi)部。

（3）在測量作業(yè)中，對于范圍較大的測區(qū)，一般都是由多個工程小組將較大測區(qū)分成小測區(qū)獨(dú)立測繪的，就會導(dǎo)致在內(nèi)業(yè)工作整合時通常遇到圖幅之間等高線接邊問題。先合并小組數(shù)據(jù)文件，以合并后文件構(gòu)建三角網(wǎng)，得到整體等高線。

參考文獻(xiàn)：

[1]唐桂彬，周波大比例數(shù)字測圖內(nèi)業(yè)繪圖技巧及質(zhì)量控制[J]信息科技，2011（5）：212-215.

[2]李生平，陳偉清建筑工程測量[M]武漢武漢理工大學(xué)出版社，2012：113-116.

[3]李星宇數(shù)字地形圖編輯方法[B] 測繪通報：2006，62-63.

作者簡介：

王飛（1994.8.05-）男，漢族，內(nèi)蒙古化德縣，身份證號：150922199408054514.本科生，研究方向：主地理信息科學(xué)專業(yè)。

趙靖博（1997。6.29-）男，漢族，山西省晉城市，身份證號：140502199706299596，本科生。研究方向：主地理信息科學(xué)專業(yè)。endprint