平板测地形图的数字化方法探讨.pdf

2 0 1 0年第 5期 ( 第 3 8卷) 黑龙江水利科技 H e i lo n g j ia n g S ci e n ce a n d T e ch n o lo g y o f Wa t e r C o n s e r v a n cy No 5 201 0 ( T o d a l N o 3 8 ) 文章编号 ： 1 0 0 7 7 5 9 6 ( 2 0 1 0) 0 50 0 6 3 0 2 平板测地形 图的数字化方法探讨 毛文友 ， 刘修圣， 胡英娜 ( 黑龙江省引嫩 工程管理处 ， 黑龙江 安达 1 5 1 4 0 0 ) 摘 要 ： 平板仪仍是基层单位测绘地形图的主要工具， 尤其是区域较小的地形图测绘； 而现在出图多用 A u t o C A D ， 尤其是使用地形 图进行 _T程设计时 ， 更需将地形 图数字化。文章介绍一种在没有数字化仪 的情况下 ， 利用扫描仪将地形 图数字化的方法。 关键 词 ： 平板仪； 地形图； 扫描仪； 数字化 中图分类号 ： P 2 8 文献标识码 ： A 虽然 G P S 、 全站仪等数字化测地形图越来越普及， 但 由 于经济、 技术水平等条件限制， 平板仪仍是基层单位测绘地 形图的主要工具， 主要用在区域较小的地形图测绘； 而现在 出图多用 A u t o C A D， 尤其是使用地形图进行工程设计时， 更 需将地形图数字化。本文以大平板测地形图为例， 介绍一种 在没有数字化仪的情况下， 利用扫描仪将地形图数字化的方 法。 l平面控 制测 量 平面控制网的建立 可采用三 角测量 、 导线测量 和三边测 量等方法， 对某些特殊工程可采用边角网的测量方法。 平面控制网的等级划分， 三角测量、 三边测量依次为二、 三、 四等和一、 二级小三角、 小三边； 导线测量依次为三、 四等 和一 、 二 、 三级 。各 等级 的采用 ， 根 据工 程需要 ， 均 可作 为测 区的首级控制 。 在满足 工程测量规范 的精度指标的情况下， 可越等级 布设或同等级扩展 。 2 高程控制测量 测区的高程系统宜采用 1 9 8 5国家高程基础。在已有高 程控制网的地区进行测量时， 可沿用原高程系统； 当小测区 联测有 困难时 ， 亦 可采用假定高程系统。 高程控制测量可采用水准测量和电磁波测距三角高程 测量。高程控制测量等级的划分， 应依次为二、 三、 四、 五等。 各等级视需要， 均可作为测区的首级高程控制。 首级网应布设成环形网。当加密时， 宜布设成附合路线 或结点 网。 3 图根控 制测 量 1 ) 测 图的比例 尺根据 工程性 质、 设 计 阶段 和规 模大 小 ， 可按表 1 选用 。 2 ) 地形的类别划分， 应根据地面的倾角( ) 大小确定 ， 并 应符合下列 规定 ： 平坦地 ： 3 。 ； 丘陵地 ： 3 。 O 1 0 。 ； 山 地 ： 1 OO t 2 5 。 ； 高山地 ： 2 5 。 。 地形图的基本等高距 ， 应按表2选用。 3 ) 地形测量的区域类型， 可划分为一般地区、 城镇居住 区、 工矿 区和水域。 表 1 测图比例尺的选用 比例尺 用 途 1 ： 5 0 0 0 可行性研究 、 总体规划 、 厂址选择 、 初步设计等 1 ： 2 0 0 0 可行性研究 、 初步设计 、 矿 山总 图管理 、 城镇详细规划等 1 ： 1 0 0 0 初步设计 、施工图设计 ； 城镇 、 工矿总图管 理； 竣工验收 及工业普 1 5 0 0 查等 注 ： 对于精度要求较低的专用地形图， 可按 小一级 比例 尺地形 图的规定 进行测绘 或利 用小一级比例尺地形图放大成图。 表 2 地形图的基本等高距 m 注 ： 一个测 区同一 比例尺 ， 宜采用一种基本等高距。 4 ) 图根点的精度， 相对于邻近等级控制点 的点位 中误 差 ， 不应大于图上0 I m m； 高程的中误差， 不应大于测图基本 等高距的 1 1 0 。 5 ) 图根平面控制点的布设 ， 可 采用图根三 角、 图根 导线 、 电磁波测距仪用极坐标或交会点等方法。当在等级点下加 密时， 图根控制不宜超过 2次附合。当测区较小时， 图根三 角、 图根导线可作为首级控制。在难以布设闭合导线的狭长 地 区， 可布设成支导线 。 6 ) 测区内解 析图根点 的个数 ， 一般地 区不宜小 于表 3的 规定。 4 地形图测绘前的准备工作 测区控制网建立后 ， 就可以根据控制点进行碎部测量。 碎部测量的 目的， 就是将测 区内的地形如实地反映到图纸 上 ， 勾绘成一张地形 图。 收稿 日期 2 0 1 0 0 7一 O 1 作者简介 毛文友( 1 9 6 3一) ， 男， 黑龙 江绥棱人 ， 高级 工程 师 ； 刘修 圣( 1 9 6 6一) ， 男， 黑龙 江牡 丹江人 ， 高级 工程 师 ； 胡英 娜 ( 1 9 7 9一) ， 女， 黑龙江肇州人， 工程师。 一 63 2 0 1 0年第 5期 ( 第 3 8卷) 黑龙江水利科技 H e il o n g j ia n g S cie n ce a n d T e ch n o lo g y o f Wa t e r C o n s e r v a n cy N o 5 2 0 1 0 ( T o d a l N o 3 8 ) 表 3 一般地 区解析 图根点的个数 注 ： j 表中所列点数指施测该 幅图时 司利用的全部解析控制点； 当采用 电子速测仪 洲围时 ， 控制点数量可适当减少 4 1 地物 、 地貌 的表示方法 地物与地貌通常用符号表示在地形图上， 惯用符号分地 物符号、 地貌符号和注记3类。其大小和形状根据不同的测 图比例尺有不 同的格 式 ， 总称 为 地形 图图式 。地 形 图 的 图 式， 应符合现行国家有关标准的规定， 国家标准图式中没有 规定的地物、 地貌可自行补充 ， 但应在技术报告书中注明。 4 2 控制点的展绘 地 形 图 的 图 幅 一 般 有 4 0 cm 4 0 cm、 4 0 cm 5 0 cm、 5 0 cn l 5 0 cm 共 3种 ， 图纸应 事先裱糊在 铅板或 三合板 上或 直接谈糊在平板上。为了减少图纸的伸缩和有利于长期保 存 ， 可采用聚脂薄膜代替图纸。 在图纸上展绘各级控制点时， 应先精确的绘制坐标方格 网 ， 然后按方格网展绘控制点 。 4 2 1 方格网的绘制 现 以5 0 cm 5 0 cm的 图 幅为 例 ， 介 绍 方 格 网的 画 法 如 下。 首先在长方形或 正方形 的图纸上 ， 绘 两条对 角线 ， 见 图 1 。以交点 O为 圆心用 圆规截 取等长 的线段 O A、 O B、 O C和 O D得 A、 B、 C、 D 4个点 。连接此点即成一矩形 。以 A C及 A D 方向每隔1 0 cm 截取一点， 分别为 1 、 2 、 3 、 4 、 5和 1 、 2 、 3 、 4 、 5 各点。然后， 在其相对的边上同方向截取 1 、 2 、 3 、 4 、 5和 1 、 2 、 3 、 4 、 5 各点。分别将各个相应点连接起来， 既得坐标方 格 网 图 l方格 网画法 方格网画好后 ， 应认 真进 行检查 。可用 直尺沿方格 网对 角线方 向检查各方格 的顶点是否在 一条直线 上， 还可 以量方 格各边及对角线的长度来检查。其误差不得超过0 2 I I l m。 如果超过， 应进行修正或重绘。 4 2 2 导线点的展绘 坐标方格网画好后， 在方格网的每条竖线和横线旁都要 注记坐标值， 这些注记值应根据测图比例尺及导线点的坐标 值 及导线点的最大最小坐标值来确定 。 5 等高线的勾绘和地形图的拼接、 整饰 5 1 等高线的勾绘 当图纸上测得一定数量的地貌特征点后， 即可勾绘等高 6 4 线 ， 由于相邻两地 貌特征 点选在 地 面坡度 变化处 ， 可以认 为 相邻两个地貌点的坡度是均匀的， 因此在图纸上勾绘等高线 时， 各等高线的位置可以根据点的高程和图上两点间的平距 用比例内插法来确定。 5 2 地形图图幅的拼接与整饰 当测区较大， 采用分块、 分幅测图时 ， 所测的几幅图就需 要进行拼接。为了拼接方便 ， 测 图时每 幅图 的西南 两边应测 出图框以外2 cm 左右 。 拼接的方法是， 将相邻两幅图衔接边处的地形分别绘于 一 张透明纸条上， 将两张纸条拼接起来， 就可以看出相应地 物与等高线衔接的情况。若地物位置相差不到2 mm、 等高线 相差不大于相邻等高线的平距时， 则可在透明纸上作合理的 修正， 使图形衔接， 然后按透明纸上衔接好的图形转绘到相 邻的图纸上去。如发现漏测或有错误， 必须补测或重测。 每幅图拼接好以后， 擦去图上不需要 的线条与注记， 修 饰地物轮廓线与等高线， 使其清晰、 明了。最后整饰图框并 注记图名、 图号、 比例尺、 测图单位、 测图时间等。 6 地形 图的数 字化 地形 图测绘完成后 ， 首先用 扫描仪进行 扫描 。由于大 平 板仪所测地形图图幅为5 0 cm 5 0 cm， 而常用的扫描仪只能 扫 和A 纸范围， 因此扫描前首先需把地形图用横线和竖 线分成小于 可 A 纸的若干块 ， 然后对每块进行扫描。 把扫描所得的每块图片导入 p h o t o s h o p ， 进行校正， 使每 块图片上所画横线水平、 竖线竖直。用裁剪工具沿横线和竖 线进行裁剪， 然后重新保存。新建一块6 0 cm 6 0 cm的画布， 将同一幅地形图扫描所得的图片均拖人拼接并合成一张图 片 ， 再进行微调后保存 。 启动 A u t o C A D软件， 打开“ 图层特性管理器” ， 接“ 新建” 按钮， 新建“ 图片图层” ， 并将“ 图片图层” 设为“ 当前图层” 。 在文件菜单中选择“ 插入 一图像管理器或光栅图像 一附着 一 选择图像文件 一打开” ， 在出现的图像对话框中“ 插入点” 选 择“ 在屏幕上指定” ， “ 缩放 比例” 选择 1 ， “ 旋转角度” 选择 0 后， 按确定。在屏幕上点击 ， 即完成插入图片。将其他 “ 图层” 设为“ 当前 图层” ， 在“ 当前图层” 中描绘地形图。通 过控制“ 图片图层” 的 “ 开 关 ” 或 “ 冻结 解冻 ” ， 控制 图片可 见或不可见 ， 以便查 看描 图效 果 ， 并 控 制是 否打印 。描绘 完 毕后， 可删除图片以减少图片大小。 值得注意的是 ， 在原地形图扫描， 用 p h o t o s h o p处理图片 时 ， 保存图片时均采用 T I F F格式 。这 种格式 的好处是 ： 图片 插入 A u t o C A D后 ， 所描出的地形图与扫描前 的地形 图是 1 ： 1 的关系， 其它格式比例变化不大； 缺点是这种格式的文件较