劉雨霞 何震群

(杭州市勘測設計研究院，浙江杭州 310012)

0 引言

地形圖數據是基礎地理信息的重要數據來源，地形圖數據質量決定了基礎地理信息數據的質量。隨著城市建設快速發(fā)展，基礎地理空間信息在城市規(guī)劃建設與管理中發(fā)揮了越來越重要的作用。各種比例尺地形圖的生產和制作過程中，拓撲關系的建立都是必不可少的，建立正確的拓撲關系，消除非法的懸掛點，是地形圖數據入庫的重要工作。地形圖采集與處理的過程中，由于客觀條件的限制，難免會出現非法懸掛點和不符合要求的數據，給后續(xù)工作帶來不便。人工檢查懸掛點，工作量大、效率低，且易遺漏，難以達到數據質量檢查的要求。借助軟件功能，開發(fā)懸掛點檢查工具，以計算機檢查代替人工檢查，實現地形圖的自動化、批量檢查，在地形圖數據處理工作中具有重要意義。

1 Micro Station V8i及二次開發(fā)

Micro Station是由美國Bentley公司設計開發(fā)，先后經歷了Micro Station 4.0，Micro Station 95，Micro Station J，MicroStation V8，Micro Station V8i等版本，是一款功能強大的計算機輔助制圖軟件系統(tǒng)，在土木、地理信息、建筑等相關行業(yè)有著廣泛的用途。V8i是在XM版基礎上發(fā)展起來的最新版本，既是一款軟件應用程序，也是一個技術平臺。國內很多測繪單位，如杭州市勘測設計研究院、武漢市勘測設計研究院、重慶市勘測院等，都是以Micro Station作為測繪和制圖軟件。

Micro Station根據用戶的需求提供了以下幾種可適合不同程度應用程序開發(fā)者的程序設計語言及開發(fā)環(huán)境，如UCM，CSL，MDL，VBA及 Addins。Addins是從 V8XM 開始，Micro Station中增加的一種新的開發(fā)方式，它是基于.NET框架的，可以使用C#，C++或VB.NET等語言來開發(fā)。相比較于 MVBA，Addins能支持命令表，能編譯成DLL，相比較于MDL，Addins能用Win Form設計界面，而不是用.r資源，對開發(fā)人員而言，是一個很大的進步。

2 算法設計

2.1 懸掛節(jié)點

地形圖中，節(jié)點總是與弧段相關聯的，與兩條弧段相連接的節(jié)點為偽節(jié)點，偽節(jié)點一般是正常存在的，不會對地形圖的數據質量造成影響。僅與一條弧段相連的節(jié)點稱為懸掛節(jié)點，與懸掛節(jié)點相連的弧段稱為懸掛弧段。懸掛節(jié)點通常由兩種情況產生:一種是數字化時弧段過短，未相交到應相交的弧度;一種是數字化時弧段過長，超出了相交的弧段。懸掛節(jié)點一般是不允許存在的，對地形圖數據質量有較大的影響，尤其是影響了地物要素拓撲結構的正確性。

2.2 傳統(tǒng)算法的缺陷

懸掛節(jié)點必定是弧段的端點，要么是起點，要么是終點。懸掛節(jié)點的實質是弧段與弧段未嚴格相交造成的，通常是由于數字化采集時繪制的弧段過長或過短。懸掛節(jié)點的檢查，傳統(tǒng)做法是針對每一條弧段的起點和終點進行計算，計算出該點與相鄰弧段的距離，如果距離小于給定的限差，則認為是合理的，否則就是懸掛點。通常的算法是給定一個搜索范圍，以可疑端點為中心，在該搜索范圍內查找符合條件的目標對象，依次求解可疑端點到目標對象各個子線段的距離，當存在任意段距離為0(或小于限差值)時，即意味著可疑端點在子線段上，反之則該可疑端點就是懸掛點。該方法需要大量的數學計算才能完成，效率低下，不適合大批量地形圖數據的懸掛點檢查和質量檢查。

2.3 基于FENCE的判斷方法

MicroStation中，Fence(圍柵)工具是一個很強大的選擇工具，可以用不同的圖形構建圍柵，來選擇設計文件中的圖形要素，形成圍柵內容。設計懸掛點檢查的算法時，充分利用Fence的選擇功能，可以大大減少計算量，提高懸掛點判斷、檢查的效率。在每一條弧段的端點構建半徑為限差的圍柵，再由圍柵去選擇弧段，如選擇的弧段只有一條，則該點為懸掛節(jié)點。

2.4 懸掛點判斷算法

以0.001 m為限差，即端點與弧段的距離在0.001 m之內，則不認為是懸掛點，算法如下:

3 應用實例

在1∶500基礎地形圖數據建庫中，需要對居民地、植被、水系等面狀要素進行拓撲構面處理。懸掛點的檢查是構面工作的基礎，將不合理的懸掛點檢查出來，并進行編輯、處理，可以減少構面工作人工判斷的工作量。以地形圖懸掛點檢查為例，說明在MicroStation V8i中檢查地形圖中的懸掛節(jié)點的適用方法。

首先是檢查工具的開發(fā)，采用文中介紹的Addins的開發(fā)方式，以C#為開發(fā)語言，開發(fā)懸掛點檢查工具，其運行界面如圖1所示。

圖1 懸掛點檢查工具

該工具可以按照建筑、植被、水系等類別，對地形圖的弧段進行懸掛點檢查，并將檢查出來的懸掛點用圓圈標識，如圖2所示。在操作時，打開每一幅地形圖，運行該工具，就可以檢查、標識出地形圖中的懸掛點。

圖2 懸掛點檢查結果

4 結語

懸掛點檢查是地形圖數據編輯、處理的重要工作，是基礎地理信息建庫的基礎。該方法在杭州市基礎地形圖數據建庫中發(fā)揮了重要作用，大大減少了數據質量檢查的工作量，提高了效率。該方法在地形圖數據懸掛點檢查中是有效的，但該方法也存在局限性，即對于自相交的弧段，在懸掛點處用圍柵只能選擇到一條弧段，該方法是失效的。

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