劉宓，蔡歡，劉小飛，劉允，劉陽

(天津市測繪院，天津 300381)

1 引言

隨著我國城市經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的快速發(fā)展，地形圖數(shù)據(jù)在城市建設(shè)中的重要地位不斷突顯出來，對其質(zhì)量要求也在不斷提高，這就促使地形圖的檢查工作不僅在標(biāo)準(zhǔn)上要有所變革，更要求在方法上有所創(chuàng)新。依靠程序自動(dòng)、精確的檢查方式代替人工、粗放式的檢查手段是大勢所趨，利用自動(dòng)化的方法來查出以往人工檢查中耗時(shí)、耗力且效果并不顯著的“死角”問題是目前地形圖檢查技術(shù)研究的重點(diǎn)，而地物要素匹配性的檢查正是這種“死角”問題之一。

2 技術(shù)背景

地形圖數(shù)據(jù)是將真實(shí)地物符號化的表示，而對于數(shù)字地形圖而言，要求簡單地物——即通過單一要素表示的地物，如圖1所示，要素屬性應(yīng)具有唯一性;復(fù)雜地物——即通過若干要素，如邊線、配置符號、文本注記組合來表示的地物，如圖2所示，要素屬性要具有匹配性。

圖1 簡單地物

圖2 復(fù)雜地物

在實(shí)際制圖過程中，由于人為的疏忽或其他原因，對于復(fù)雜地物往往會(huì)出現(xiàn)這樣的錯(cuò)誤——使用“此”地物邊線，而其內(nèi)配置的卻是“彼”地物符號或文本注記，也就是說配置符號或文本注記和其邊線并不匹配現(xiàn)象，如圖3中地物1和地物2相比較，從圖面表示上看，并沒有什么不同，但通過查詢邊線和文本注記屬性信息，可以判讀出圖4中地物1水系邊線和配置的文本注記均為“池塘”，即這兩個(gè)要素相匹配，地物表示正確;而地物2中水系邊線使用的是“淡水常年湖”，其內(nèi)配置的文本注記是“池塘”，即邊線和文本注記不匹配，地物表示錯(cuò)誤，這種錯(cuò)誤，往往受檢查人員經(jīng)驗(yàn)、生理?xiàng)l件的限制，通過人工檢查效果甚微，這從而引發(fā)了對如何使用程序自動(dòng)檢查此類錯(cuò)誤的探討。

圖3 制圖表示

圖4 屬性查詢

3 實(shí)現(xiàn)平臺(tái)與方法

3.1 實(shí)現(xiàn)平臺(tái)

目前，適于制作地形圖的軟件很多，地形圖的成果格式也不盡相同，以天津市測繪院生產(chǎn)的地形圖為例，成圖軟件采用的是天津市測繪院自主開發(fā)的“基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)采集編輯系統(tǒng)”，該系統(tǒng)基于AutoCAD軟件平臺(tái)，成果數(shù)據(jù)為DWG格式。AutoCAD是一種開放體系結(jié)構(gòu)的應(yīng)用程序，用戶和開發(fā)者可以利用各種方法定制AutoCAD以滿足各自的需要。到目前為止，AutoCAD提供的編程語言主要有:AutoLISP、ADS、ObjectARX、VisualLISP、VB/VBA、.NET ARX等。因此，本文在研究的過程中選擇了基于AutoCAD的二次開發(fā)環(huán)境編寫程序?qū)崿F(xiàn)對地形圖要素匹配性的自動(dòng)檢查。

3.2 實(shí)現(xiàn)方法

在AutoCAD地形圖制圖中，復(fù)雜地物的邊線和其相應(yīng)的配置符號或文本注記之間關(guān)系相對獨(dú)立，如果不是人為地通過一定技術(shù)手段將一復(fù)雜地物的邊線和配置符號或文本注記之間建立某種特殊的屬性以作關(guān)聯(lián)的話，單從數(shù)據(jù)上講，兩者之間是無法直接獲得相互關(guān)聯(lián)性的，所以對于地物要素匹配性的檢查就顯得非常困難。但是通過對圖面更加深層次地分析，可以看出邊線和其相應(yīng)的配置符號或文本注記之間，有一定的相對位置關(guān)系——配置符號或文本注記通常會(huì)放置在邊線之內(nèi)或是邊線之間，如圖5所示。對于實(shí)現(xiàn)用程序自動(dòng)檢查地物要素匹配性，我們正是利用了邊線和配置符號或文本注記的這種相對位置關(guān)系。

圖5 位置關(guān)系

(1)邊線獨(dú)立閉合的地物

這種地物在地形圖上制圖表示方式是，在圖面上，要有獨(dú)立閉合的邊線，并在其內(nèi)配置相關(guān)的點(diǎn)狀符號或文本注記才可以完整地表示此類地物，如依比例尺蒙古包、依比例尺水塔、游泳池等。對于具有這種特點(diǎn)的地物要素匹配性的檢查，在程序設(shè)計(jì)上主要是利用了邊線和其配置符號或文本注記位置上的包含特性來實(shí)現(xiàn)的。

程序設(shè)計(jì)思路:

①通過編碼(Thickness)來選取要檢查要素匹配性地物的邊線。

②讀取邊線的各結(jié)點(diǎn)坐標(biāo)，如是圓形地物或含有弧的多段線地物，應(yīng)按一定角度讀取圓或弧上等分點(diǎn)坐標(biāo)。

③使用AutoCAD的SelectByPolygon選擇方式，按結(jié)點(diǎn)或等分點(diǎn)圍成的范圍選擇配置符號或文本注記。

④獲取選擇到的配置符號或文本注記本質(zhì)屬性信息(配置符號的塊名或文本注記的編碼)，將獲取的屬性信息和該地物在要素分類與代碼表的要求進(jìn)行比對，以判斷和邊線是否相匹配。

(2)邊線非獨(dú)立閉合的地物

這種地物在地形圖上制圖表示方式是，在圖面上，其邊線并不要求獨(dú)立閉合或是依據(jù)實(shí)地情況其邊線不存在獨(dú)立閉合的可能，但為了便于圖面判讀，要在其內(nèi)配置相關(guān)的符號或文本注記來完整地表示此類地物，如道路邊線及其名稱、鋪裝材料文本注記、雙線常年河邊線及其名稱、水流方向等。

對于此類地物要素匹配性的檢查較于邊線獨(dú)立閉合的地物其難度在于由于其邊線并不獨(dú)立閉合，其邊線結(jié)點(diǎn)坐標(biāo)并不能滿足AutoCAD的SelectByPolygon選擇方式程序設(shè)計(jì)要求，也就是說使用其邊線坐標(biāo)或等分點(diǎn)坐標(biāo)并不能保證選擇到其內(nèi)的配置符號或文本注記，從而無法進(jìn)行判讀檢查。但是，從圖面來講，一般距離配置符號或文本注記最近的實(shí)體就是和其相關(guān)的邊線，對于這種邊線非閉合的地物要素匹配性的檢查，我們程序設(shè)計(jì)思想正是利用了邊線和其配置符號或文本注記位置上的“距離最近”特性來實(shí)現(xiàn)的。

程序設(shè)計(jì)思路:

①通過符號塊名或編碼(Thickness)來選取要檢查要素匹配性地物的配置符號或文本注記。

②獲取配置符號或文本注記的插入點(diǎn)坐標(biāo)，以插入點(diǎn)坐標(biāo)為中心點(diǎn)，在圖廓范圍內(nèi)做垂直于邊線的直線。

③選擇和所作直線相交的所有線性實(shí)體。

④通過IntersectWith方法，得到線性實(shí)體和所作直線的交點(diǎn)，通過對交點(diǎn)坐標(biāo)的排序，得到距離配置符號或文本注記最近的線性實(shí)體。

⑤獲取距離符號或文本注記最近的線性實(shí)體本質(zhì)屬性信息(一般為編碼)，將獲取的屬性信息和該地物在要素分類與代碼表的要求進(jìn)行比對，以判斷其和配置符號或文本注記是否相匹配。

(3)程序設(shè)計(jì)中的其他問題

①對于上述兩種地物要素匹配性的檢查，都應(yīng)考慮一些特殊情況，如處于圖廓處的地物實(shí)體，要對處于特殊情況的實(shí)體，進(jìn)行程序上的特殊處理，才能保證檢查的完整性。以池塘為例，雖然邊線在制圖要求上是獨(dú)立閉合的，其相關(guān)性的檢查方式，可以采用第一種方式，但由于在實(shí)地中，有些池塘面積較大，可能會(huì)跨3幅甚至是4幅圖，這時(shí)，對于處于圖廓處的池塘邊線而言，第一種檢查方式不如第二種檢查方式更有效。

②要做到程序優(yōu)化，需要對每種要素匹配性檢查地物的制圖方法和表示方式進(jìn)行充分分析，看其適用何種檢查方式，將地物進(jìn)行歸類，以編制完備的程序外部參照文件。

③對于在程序中設(shè)置選擇集時(shí)，要盡量將選擇的條件設(shè)置更具體、更深層次，可以使選擇到的實(shí)體更準(zhǔn)確，判斷的實(shí)體數(shù)目更少，也是優(yōu)化程序的有效手段。

④使用AutoCAD提供的選擇方式，對于DWG數(shù)據(jù)的質(zhì)量要求較高，例如對于線性數(shù)據(jù)中若出現(xiàn)的結(jié)點(diǎn)往復(fù)，就會(huì)導(dǎo)致選擇集的設(shè)置失敗，因此，在制圖時(shí)也應(yīng)注意對數(shù)據(jù)規(guī)范化的處理。

4 結(jié)語

通過上述的檢查方法，可以實(shí)現(xiàn)對大部分地物要素匹配性的程序自動(dòng)檢查，經(jīng)過實(shí)踐，這種檢查方式，雖然不能百分之百的實(shí)現(xiàn)對地物要素匹配性的檢查，但檢查的正確率還是相對較高的，這大大提高了地形圖的質(zhì)量，為數(shù)據(jù)的入庫、GIS數(shù)據(jù)、各種專題用圖的制作提供了可靠的數(shù)據(jù)保證，也有效地減輕了檢查人員的工作量，提高了檢查工作的效率。

總之，上述的對地物要素匹配性自動(dòng)檢查方式的研究，還較為淺顯，存在著不足之處，只是起到一個(gè)拋磚引玉的作用，但是隨著對其研究地深入，將會(huì)在地形圖的生產(chǎn)及應(yīng)用中起到重要的作用。

［1］GB/T 20257.1－2007.國家基本比例尺地圖圖式第1部分1∶500、1∶1000、1∶2000地形圖圖式［S］.

［2］GB/T 20258.1－2007.基礎(chǔ)地理信息要素?cái)?shù)據(jù)字典第1部分1∶500、1∶1000、1∶2000基礎(chǔ)地理信息要素?cái)?shù)據(jù)字典［S］.

［3］李鳳華.AutoCAD2002/2000 VBA開發(fā)指南.北京:清華大學(xué)出版社，2001

［4］鄭小梅，鄧小軍.數(shù)字地形圖質(zhì)量檢查系統(tǒng)研究［J］.城市勘測，2004(5)

［5］張勇，王建國.淺談數(shù)字地形圖的制作流程及其質(zhì)量檢查系統(tǒng)［J］.測繪與空間地理信息，2006(1)

［6］劉興權(quán)，尹長林，牛續(xù)苗等.AutoCAD Map2000在圖形接邊中的應(yīng)用［J］.測繪工程，2003(01)