武玉斌

(云南國(guó)土資源職業(yè)學(xué)院，云南 昆明　652501)

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提高數(shù)字化地形圖成圖效率的方法*1

武玉斌

(云南國(guó)土資源職業(yè)學(xué)院，云南 昆明652501)

摘要：文章就數(shù)字化地形圖測(cè)繪作業(yè)過(guò)程中，提高數(shù)字化地形圖成圖效率的幾種常用方法進(jìn)行了探討，目的是為地形圖測(cè)繪生產(chǎn)人員提供參考。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化地形圖；工具定制；快捷命令；編碼引導(dǎo)法；簡(jiǎn)碼識(shí)別法

0引言

數(shù)字化地形圖是借助全站儀、GNSS-RTK等測(cè)繪儀器進(jìn)行地物、地貌的特征點(diǎn)位的數(shù)據(jù)采集，依據(jù)國(guó)家規(guī)定的制圖圖式和制圖綜合法則，按照一定的數(shù)學(xué)投影關(guān)系和比例尺將地物、地貌用地圖符號(hào)語(yǔ)言縮小編繪而成的一種地圖測(cè)繪產(chǎn)品[1-3]。本文結(jié)合目前大比例尺數(shù)字化測(cè)圖的技術(shù)手段和作業(yè)流程以及所采用的地面測(cè)量?jī)x器類型，結(jié)合筆者多年從事數(shù)字化地形圖測(cè)圖的生產(chǎn)實(shí)踐，提出幾種提高數(shù)字化成圖效率的方法。

1提高數(shù)字化地形圖成圖效率的幾種常用方法

1.1基于數(shù)字測(cè)圖系統(tǒng)軟件的工具定制

目前，市面上的數(shù)字化地形圖測(cè)繪軟件多數(shù)是基于Auto-CAD(簡(jiǎn)稱CAD)平臺(tái)開發(fā)的，即在CAD為平臺(tái)的基礎(chǔ)上結(jié)合測(cè)繪行業(yè)地形圖制圖的編碼和要求進(jìn)行專用工具的定制和開發(fā)形成了數(shù)字測(cè)圖系統(tǒng)，因此，對(duì)CAD的操作要掌握相應(yīng)的技巧和方法，做到快速、準(zhǔn)確、符合制圖標(biāo)準(zhǔn)的要求，特別是CAD下菜單條的定制、快捷命令的定義方法、補(bǔ)充符號(hào)的制作，以及基于CAD為平臺(tái)的Lisp程序的開發(fā)運(yùn)用，也能為高效率的數(shù)字化地形圖內(nèi)業(yè)編輯帶來(lái)便利。如圖1所示，將安裝在CAD下的南方CASS工具條按需要和使用頻率進(jìn)行工具條的定制和組合，這種組合既能節(jié)省繪圖空間，又能幫助作業(yè)人員快速高效地找到使用工具。圖2是筆者自己開發(fā)定制的工具欄，在充分掌握CAD菜單定制方法、Lisp語(yǔ)言代碼編寫規(guī)則和VBA語(yǔ)言開發(fā)方法的基礎(chǔ)上定制適合自己的工具，能為地形圖的編繪提供便利，同時(shí)也能提高工作效率和對(duì)圖形數(shù)據(jù)進(jìn)行批處理的能力。

圖2　自主定制和開發(fā)的工具條Fig.2　Independent customization and development of toolbar

1.2繪圖軟件快捷命令的定義

為提高制圖效率，可以自定義快捷鍵，做到左右手協(xié)調(diào)工作，即左手輸入命令，右手操作鼠標(biāo)。結(jié)合計(jì)算機(jī)鍵盤的分布情況，利用南方CASS安裝系統(tǒng)目錄system下自帶的acad.pgp文件，對(duì)常用命令進(jìn)行快捷方式的自定義，將常用命令定位為一個(gè)或兩個(gè)分布在鍵盤左手能覆蓋區(qū)域的鍵盤鍵，如圖3所示。繪圖時(shí)，左手輸入命令，右手掌握鼠標(biāo)，同時(shí)將鼠標(biāo)的右鍵定義為回車鍵或重復(fù)執(zhí)行CAD命令鍵，左右手協(xié)調(diào)分工和操作計(jì)算機(jī)，可提高工作效率。定義acad.pgp文件快捷命令的方式比較簡(jiǎn)單，用記事本打開acad.pgp文件后，按圖4所示自定義快捷命令控制文件，將光標(biāo)移動(dòng)至文件末尾，按照文件里已有命令的編排順序進(jìn)行定義，如TOL，*TOLERANCE，表示快捷方式是命令行輸入TOL，執(zhí)行的命令全稱為TOLERANCE，中間加上分隔符“*”即可。按照這樣的規(guī)則，可將屬性匹配和打散圖形等分別定義為qw，*matchprop和ex，*explode，將其添至acad.pgp文本文件的末尾，退出CASS軟件重新啟動(dòng)或者在命令行直接輸入reinit命令即可使快捷方式定義的命令立即被執(zhí)行。

圖3　鍵盤分布區(qū)域Fig.3　Keyboard distribution area

圖4　自定義快捷命令Fig.4　Customized shortcut commands

1.3編碼引導(dǎo)法或簡(jiǎn)碼識(shí)別法成圖

無(wú)論是全站儀還是GNSS-RTK均可采用南方CASS下編碼引導(dǎo)法或簡(jiǎn)碼識(shí)別法成圖方法。在大量重復(fù)的點(diǎn)狀地物測(cè)繪過(guò)程中，使用簡(jiǎn)碼識(shí)別法測(cè)圖有助于提高內(nèi)業(yè)成圖的速度，減少反復(fù)利用CASS右側(cè)屏幕菜單來(lái)繪制單個(gè)點(diǎn)狀符號(hào)的過(guò)程。編碼引導(dǎo)法除了外業(yè)采集的*.dat數(shù)據(jù)文件外，需要建立相應(yīng)的引導(dǎo)文件，指明繪制的地物簡(jiǎn)編碼和對(duì)應(yīng)的點(diǎn)號(hào)(如圖5所示)，即具備原始數(shù)據(jù)文件*.dat和引導(dǎo)文件*.yd兩個(gè)文件后即可執(zhí)行下拉菜單條繪圖處理→編碼引導(dǎo)，依次選擇引導(dǎo)文件和數(shù)據(jù)文件后即可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)繪制圖形，如圖6所示。這種方式對(duì)于大量繪制點(diǎn)狀地物、按規(guī)律采點(diǎn)的線狀地物和多邊形地物效率較高，節(jié)省了繪圖連線時(shí)逐個(gè)找點(diǎn)的時(shí)間。對(duì)于外業(yè)測(cè)繪記錄連線關(guān)系較為清楚的草圖，建議按此方法進(jìn)行繪圖連線。

圖5　編碼引導(dǎo)文件和dat數(shù)據(jù)文件Fig.5　Coding guide file and dat data file

圖6　自動(dòng)連線的圖形Fig.6　Map of automatic connection lines

有些測(cè)量員也試著利用VB或VC開發(fā)一些測(cè)量小工具，用于提取外業(yè)觀測(cè)數(shù)據(jù)dat文件中帶編碼的數(shù)據(jù)信息為引導(dǎo)文件，如圖7所示。這種方法的特點(diǎn)是外業(yè)測(cè)量時(shí)在全站儀上輸入地物的簡(jiǎn)編碼，內(nèi)業(yè)傳輸?shù)诫娔X后使用小工具一步即可轉(zhuǎn)為引導(dǎo)文件。

圖7　由測(cè)繪小工具將外業(yè)數(shù)據(jù)生成引導(dǎo)文件Fig.7　Using field surveying data to generate guide file by means of small tool developed with surveyor

1.4內(nèi)業(yè)連線圖形編輯

內(nèi)業(yè)連線編繪時(shí)，采用先連主要地物后連次要地物，先輪廓后細(xì)部，先連接記憶清晰的地物后連接復(fù)雜區(qū)域的方法，即在繪制時(shí)主要道路、主要建筑物、花臺(tái)等大型多邊形地物先連線，在主要地物連接編繪清楚后再連接次要地物。對(duì)于使用全站儀測(cè)量得到的數(shù)字化地形圖，可以先對(duì)測(cè)站周邊的地物進(jìn)行連線編繪，再對(duì)模糊區(qū)域的地物進(jìn)行連線編繪，這樣容易在清晰地物的提示下快速完成地形圖從外業(yè)到內(nèi)業(yè)編繪的過(guò)程。

1.5結(jié)合測(cè)區(qū)特點(diǎn)選用適當(dāng)?shù)臏y(cè)繪儀器

對(duì)于不同的區(qū)域，可以混合使用全站儀和GNSS-RTK進(jìn)行測(cè)量。根據(jù)衛(wèi)星信號(hào)和所測(cè)區(qū)域的植被覆蓋、居民地密集程度選擇相應(yīng)的儀器類型。隨著現(xiàn)代GNSS定位技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)字化測(cè)圖時(shí)，在開闊區(qū)域較多使用GNSS-RTK方式測(cè)圖，如城市外圍，衛(wèi)星信號(hào)無(wú)遮擋的空地，水田、旱地、果林、植被較為稀疏的林地等區(qū)域。采集完成后按上述方法進(jìn)行編繪也能提高成圖效率。

1.6坐標(biāo)法成圖和數(shù)據(jù)后處理方式成圖交替使用

坐標(biāo)法成圖一般用在圖根控制點(diǎn)分布數(shù)量足夠多且控制點(diǎn)成果已知，無(wú)需對(duì)測(cè)站數(shù)據(jù)進(jìn)行事后糾正處理的情況下。其優(yōu)點(diǎn)是全站儀直接傳輸?shù)臄?shù)據(jù)為坐標(biāo)數(shù)據(jù)成果文件，缺點(diǎn)是測(cè)站點(diǎn)和定向點(diǎn)、檢查點(diǎn)的坐標(biāo)必須為已知，且已知點(diǎn)數(shù)據(jù)無(wú)需進(jìn)行事后校正和平差計(jì)算。

碎部點(diǎn)數(shù)據(jù)后處理方式在圖根點(diǎn)數(shù)量不足或點(diǎn)位坐標(biāo)未知時(shí)具有優(yōu)勢(shì)，碎部點(diǎn)的坐標(biāo)成果可以在外業(yè)測(cè)量完成后通過(guò)獲取的外業(yè)觀測(cè)長(zhǎng)、水平角、垂直角和測(cè)站信息等利用數(shù)據(jù)處理程序進(jìn)行計(jì)算得到。碎部點(diǎn)計(jì)算程序等均是采用這樣的方式測(cè)圖(見圖8)，即外業(yè)測(cè)繪完畢后進(jìn)行內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)傳輸，輸入測(cè)站信息后進(jìn)行測(cè)站碎部點(diǎn)的計(jì)算。這種方式可先在控制點(diǎn)位上采集數(shù)據(jù)而無(wú)需輸入已知點(diǎn)、定向點(diǎn)、檢查點(diǎn)等設(shè)置測(cè)站信息，事后再對(duì)測(cè)站數(shù)據(jù)進(jìn)行碎部點(diǎn)坐標(biāo)和高程計(jì)算。其優(yōu)點(diǎn)是外業(yè)作業(yè)效率高，不用現(xiàn)場(chǎng)輸入測(cè)站數(shù)據(jù)，在設(shè)站和增設(shè)測(cè)站點(diǎn)方面可以發(fā)揮優(yōu)勢(shì)；缺點(diǎn)是不利于現(xiàn)場(chǎng)檢核坐標(biāo)成果。

這兩種方式可根據(jù)具體的項(xiàng)目區(qū)域控制點(diǎn)分布情況靈活采用。

圖8　碎部點(diǎn)計(jì)算程序Fig.8　Detail point calculation program

1.7合理利用RTK數(shù)據(jù)后處理方式采集數(shù)據(jù)成圖

對(duì)于圖根控制點(diǎn)數(shù)量不足和未做控制先測(cè)圖的區(qū)域，優(yōu)先使用GNSS-RTK測(cè)圖，當(dāng)GNSS基準(zhǔn)站在觀測(cè)過(guò)程中不斷電、不變換基準(zhǔn)站位置時(shí)可以采取先測(cè)圖后利用校正參數(shù)對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行校正的方法來(lái)得到正確的點(diǎn)位坐標(biāo)。利用GNSS-RTK的數(shù)據(jù)采集手薄上安裝的工程之星碎部點(diǎn)數(shù)據(jù)采集軟件，可以將測(cè)量數(shù)據(jù)成果按需要選擇相應(yīng)的轉(zhuǎn)換參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，輸出需要的格式文件，這樣可以在測(cè)量任務(wù)完成后再利用在4參數(shù)作用下的點(diǎn)校正參數(shù)對(duì)已測(cè)量數(shù)據(jù)作相應(yīng)糾正，得到真實(shí)的測(cè)量坐標(biāo)成果。如圖9所示，通過(guò)選擇正確的參數(shù)文件，或者使用當(dāng)前工程中的參數(shù)對(duì)數(shù)據(jù)文件進(jìn)行轉(zhuǎn)換即可。

圖9　GNSS-RTK工程之星數(shù)據(jù)后處理Fig.9　Data post-processing of Engineering Star

1.8充分利用測(cè)區(qū)影像提高地物識(shí)別效率

局部地區(qū)可以下載影像圖結(jié)合實(shí)地所測(cè)地形圖進(jìn)行影像圖糾正，糾正完成后輔助內(nèi)業(yè)連線和編輯，參照影像進(jìn)行地形圖實(shí)地地物對(duì)照檢查。對(duì)于項(xiàng)目區(qū)域影像較為清晰，地形開闊、無(wú)樹林植被遮擋主要地物特征點(diǎn)的測(cè)繪區(qū)域，可以通過(guò)在繪圖軟件中插入光柵圖像，糾正光柵圖像后和全站儀采集的點(diǎn)位信息進(jìn)行比對(duì)。這種方式也能加快繪圖速度和提高作業(yè)效率。除了測(cè)區(qū)影像圖外，也可以利用其他圖件來(lái)輔助繪圖編輯連線。如圖10(a)為數(shù)字化地形圖，圖10(b)為測(cè)區(qū)影像圖，影像圖可以從網(wǎng)站獲取。通過(guò)圖形糾正，選取影像和地形圖的同名相對(duì)點(diǎn)兩對(duì)點(diǎn)以上進(jìn)行糾正，糾正完成后的圖如圖10(c)所示。這樣便于地形圖和影像圖進(jìn)行對(duì)比和識(shí)別，糾正圖形編輯過(guò)程中點(diǎn)位連線關(guān)系錯(cuò)誤或發(fā)現(xiàn)外業(yè)漏繪、漏測(cè)地物，提高成圖效率。

圖10　數(shù)字化地形圖、對(duì)應(yīng)的影像及插入影像后的地形圖Fig.10　Digital topographic map，corresponding image，and topographic map after inserting image

2結(jié)束語(yǔ)

除了本文所述的方法外，還可以結(jié)合所使用的數(shù)字測(cè)圖軟件摸索一些行之有效且能提高作業(yè)效率的方法，另外也可結(jié)合數(shù)字成圖軟件的安裝平臺(tái)學(xué)習(xí)并掌握一些二次開發(fā)技術(shù)開發(fā)一些實(shí)用的小工具，對(duì)于提高數(shù)字化地形圖的生產(chǎn)效率，能起到事半功倍的效果。另外，在外業(yè)數(shù)據(jù)采集過(guò)程中，有意識(shí)地記住測(cè)站周圍的地物地貌，也能為內(nèi)業(yè)根據(jù)記憶快速編繪地形圖奠定基礎(chǔ)。

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Method for Improving Efficiency of Digital Topographic Mapping

WU Yu-bin

(YunnanLandandResourcesVocationalCollege,KunmingYunnan652501,China)

Abstract：This paper discusses several common methods to improve the efficiency of mapping in the process of surveying and mapping of digital topographic maps.The purpose is to provide the reference for the operators in surveying and mapping of topographic maps.

Key words：digital topographic map；customization of tools；shortcut command；coding guide method；brief coding method

* 收稿日期：2016-03-10

中圖分類號(hào)：P 231.5

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1007-9394(2016)02-0028-04

作者簡(jiǎn)介：武玉斌(1976～)，男，云南楚雄人，碩士，高級(jí)工程師，現(xiàn)主要從事空間定位技術(shù)與控制測(cè)量、數(shù)字測(cè)圖、測(cè)量程序設(shè)計(jì)的科研與教學(xué)方面的工作。

地礦測(cè)繪2016，32(2)：28～31

CN 53-1124/TDISSN 1007-9394

Surveying and Mapping of Geology and Mineral Resources