（地球探测与信息技术专业论文）大比例尺数字化成图系统研制.pdf

桂林工学院硕士学位论文垧晏随着现代测绘技术与计算机技术的发展，传统的手工测量与成图方法在速度、精度和管理方面都不能满足实际工作的需要，而数字化测图具有精度高、更新快、管理方便以及实时成图，便于成果更新与深加工等特点，将逐步取代传统的测绘手段。成为测绘生产中的一项重要技术。数字化测图的核心是数字化测图软件，我国已经开发了一些数字化测图软件，比较著名的有南方公司的c a s s 地形地籍测图系统、武汉瑞得r d m s 、清华山维e p s w 2 0 0 0 、威远图s v 3 0 0 等，各种软件在功能上大同小异，一般具有外业数据采集、内业图形编辑、等高线编辑及生成、地籍测量应用、工程测量应用、数据转g i s 功能等。但由于实际测图情况的复杂性，目前数字化测图软件尚不是很完善，例如：面状地物的填充时小图斑或狭长地带有可能不被填充；展高程点时通常会出现高程覆盖地物；对于地形复杂变化处，两条计曲线间内插首曲线会产生混乱和失真现象等，给实际工作带来一定的困难。因此，本文所述数字化测图系统除具备一些测图基本功能外，还要解决上述测图软件的一些缺陷和不足。本系统是以h u t o c a d2 0 0 0 作为二次开发平台，充分利用a u t o c a d 强大的绘图编辑和开发定制功能。h u t o c h d 公司提供了o b j e c t h r x 开发环境以及基于此的图形数据库，它以c + + 作为基本开发语言。具有面向对象编程方式的数据封装性、可继承性、及多态性等特点，并且支持m f c ，因此本文采用的开发工具主要是0 b j e c t a r x 语言，部分小程序采用h u t o l i s p 语言编写。本系统依据( ( 1 ：5 0 0 、1 ：1 0 0 0 、1 ：2 0 0 0 地形图图式的规范和要求开发了完整的地形图符号库和线型库，可以绘制各种大比例尺地形图的点、线、面要素符号；对离散点采用三角网法建立三角形网并自动绘制等高线，用张力样条函数插值法对曲线进行拟合：充分利用了a u m c a d2 0 0 0 的绘图编辑功能，开发了许多针对图层、文字、线型、地形图符号、等高线、注记等编辑模块；提供了对地物要素的查询和复制以及图层、线长、方位、点位坐标、面积等功能；系统中提出的智能展点模块，使高程能够自动识别并躲避已有地物，极大的提高了工作效率，解决了多数成图软件展高程压盖已有地物的问题；曲线内插功能可以高质量地内插绝大部分地形的曲线，视觉效果良好，解决了多数成图软件在地形突变处内插失真和混乱的问题；符号填充模块使符号填充位置更为合理，解决了多数成图软件各个填充图斑符号各自独立、排列混乱以及小图斑可能不被填充的问题等。关键词：数字化测图；o b j e c t a r x ；a u m l i s p ；线型：面状符号；等高线：自动内插桂林工学院硕士学位论文a b s t r a c tw i t ht h ed e v e l o p m e n to ft h em o d e ms u r v e yt e c h n o l o g ya n dm a c h i n et e c h n o l o g y t r a d i t i o n a lm a n u a ls u r v e ya n ds u r v e ym a pm a n n e rc a l l ts a r i s f yp r a c t i c a ln e e di ns p e e d ，p r e c i s i o n ，a n dm a n a g e m e n t d i 酉t a ls u r v e ym a ph a ss o m ef e a t u r eo fe x a c tp r e c i s i o n ，r a p i dr e n e w , c o n v e n i e n tm a n a g e m e n t ，s u r v e ym a po nt h es p o t ，r e s u l tr e n e wa n dd e e pp r o c e s s i tw i l lr e p l a c eg r a d u a l l yt r a d i t i o n a ls u r v e ym a n n e ra n db e c o m ea l li m p o r t a n tt e c h n o l o g yi np r a c t i c a lw o r k t h ec o r eo fd i g i t a ls u r v e ym a pi sd i 西t a ls u r v e ys o f t w a r e s o m eo fs o f t w a r eh a sb e e ne x p l o i t e di no u rc o u n t r y f o re x a m p l e ，s o u t he n t e r p r i s ec a s s ，r d m s ，e p s w 2 0 0 0a n ds oo n e v e r y o n eo fs o f t w a r eh a ss i m i l a rf u n c t i o na n dh a sd a t u mg a t h e rm o d u l a r ，d r a w i n ge d i t o rm o d u l a r , c o n t o u re d i t o ra n dg e n e r a t i o n ，e n g i n e e r i n gs u r v e ya n dd a t u mt r a n s f o r mg i s b u tt h ep r a c t i c a ls u r v e yc i r c u m s t a n c ei sc o m p l i c a t e ，t h o s ed i g i t a ls u r v e ys o f t w a r es t i l ld o s en o tv e r yp e r f e c t f o re x a m p l e ，s m a l lr e g i o no rl o n gr e g i o nh a sn o tb e e ns t u f f e d ；s o m eo b j e c te x i t e da r ec o v e r e db ye l e v a t i o n ；i ns o m ec o m p l e xr e g l e n ，i n t e r p o l a t i o nc a nc r e a t ec o n f u s i o na n dw r o n gi nt w ol i n e ，w h i c ho ft h o s eb r i n gs o m ed i f f i c u l t i e si np r a c t i c ew o r k a sar e s u l t ，d i g i t a ls u r v e ym a ps y s t e md e t a i l e di nt h i sa r t i c l en o to n l yh a v ee l e m e n t a r yf u n c t i o nb u ta l s os o l v es o m ef l a wa b o v ea l ls o f t w a r e t h es y s t e m se x p l o i t a t i o np l a t f o r mi sa u t o c a d2 0 0 0 i tm a k e su s eo fa u t o c a d sp o w e r f u ld r a w i n gf u n c t i o na n de x p l o i t a t i o nf u n c t i o n 。a u t o c a dc o r p o r a t i o np r o v i d eo b j e c t a r xd e v e l o p m e n tc i r c u m s t a n c ea n dg r a p hd a t a b a s e c + + l a n g u a g ei sa l le l e m e n t a r ye x p l o i t a t i o nl a n g u a g ei no b j e c t a r x o b j e c t a r xh a sd a t u mc o v e r e d ，f a c i n go n e c tp r o g r a mm a n n e r , i n h e r i t a n c ef e a t u r ea n ds u p p o r t i n gm f c a sar e s u l t ，m o s to fp r o g r a mi nt h i sa r t i c l ea r eu s e do b j e c t a r xl a n g u a g ea n dp a r to fs m a l lp r o g r a ma r eu s e da u t o l i s pl a n g u a g e a c c o r d i n gt ot o p o g r a p h i cm a p ss t a n d a r da n dd e m a n d ，ap e r f e c tt o p o g r a p h i cs y m b o lb o xa n dl i n e t y p eb o xh a v e b e e nm a d e t h r o u 吐t h es y m b o lb o xw ec a nd r a wm o s to fb i gs c a l et o p o g r a p h i cm a p sp o i n ts y m b o l ，l i n es y m b o la n dr e g i o n a ls y m b 0 1 t r i a n g l en e tw a sa d o p t e dt oa u t o d r a w i n gc o u n t e r t h es y s t e mm a k eu s eo fa u t o c a d sd r a w i n ge d i t o rf u n c t i o nt oe x p l o i tm u c hf u n c t i o np o i n t i n gs y m b o l ，c o u n t e r , m a r km o d u l ea n ds oo n t h ea r t i c l ea l s op r o v i d eo b j e c t - a i m e df u n c t i o n s ，s u c ha si n q u i r ya n dc o p y , l i n el e n n h ，o r i e n t a t i o n ，p o i n tc o o r d i n a t e ，a r e am o d u l ea n ds oo n t h es y s t e mo f f e ri n t e l l i g e n ti n p u t t i n gp o i n t sm o d u l e ，w h i c hc a nd i s t i n g u i s he x i s t i n go b i e c t sa n dd oa u t o m o v i n g t h i sf u n c t i o nc a nr a i s ee x t r e m e l ye f f i c i e n c ya n ds o l v et h ep r o b l e mt h a te x i s t i n go b j e c t sa r ec o v e r e db ye l e v a t i o nm a r k c u r v ei i桂林3 - - 学院硕士学位论文i n t e r p o l a t i o nm o d u l ec a ni n s e r tm o s to ft o p o g r a p h i cc u l v ea n dh a v es o u n de f f e c t s ，w h i c hs o l v em o s ts o f t w a r e sc o n f u s i o na n dw r o n gi ni n t e r p o l a t i o n s y m b o ls t u f f i n gf u n c t i o nm a k es t u f f i n gp o s i t i o nm u c hr e a s o n a b l e ，w h i c hs o l y et h a te v e r ys y m b o li si n d e p e n d e n to rc o n f u s ea n ds m a l ir e g i o nc a nn o tb e e ns t u f f e di nm o s ts o f t w a r e k e y w o r d s ：d i g i t a ls u r v e y ：o b j e c t a l l x ：a u t o l i s pl i n e t y p e r e g i o n a ls y m b o l s ；c o u n t e r ：a u t o - s t u f f i n gi i i桂林工学院硕士学位论文附1 ：独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得桂林工学院或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：至鲎赴日期：! 型了关于论文使用授权的说明本人完全了解桂林工学院有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。( 保密论文在解密后应遵守此规定)签名：垄睦至导师签名日期：塑! 兰! !辫桂林工学院硕士学位论文1 1 数字化测图简介第一章引言随着测绘技术的进步，计算机软硬件技术的迅猛发展与渗透，信息化测绘仪器特别是集测角、量边和部分数据自动处理为一体的智能型全站仪的出现，促进了地形测绘朝着一体化、自动化、智能化和数字化方向发展。传统的平板测图无论在速度、精度和管理方面都不能满足实际工作的需要，地形测量不可避免的从模拟测图转变为数字制图，地形测量的成果也不仅是绘制在图纸上的地形图，更重要的是以计算机磁盘为载体，提交可供传输、处理、共享的数字地形图，这也是地理信息系统重要的基础资料。数字化测图是现代测绘技术与计算机技术、信息科学技术、现代制图学理论相结合的产物，它以其效率高、更新快、管理方便等特点将逐步取代传统的测绘手段，成为测绘生产中的一项重要技术。数字测图实质是一种全解析、机助成图的方法，与模拟测图相比，具有明显的优势和广阔的发展前景。( 1 ) 数字测图促进了大比例尺测图的自动化数字化测图可以采用全站仪+ 电子手薄进行野外数据采集，然后将数据输入到计算机中进行图形编辑，或者采用全站仪+ 便携机+ 相应的测图软件直接将数据传给便携机，自动计算，实时成图，内业进行编辑后打印输出得到图形或表格，实现了内外业一体化、自动化。目前生产的全站仪大都带有内存，可以进行数据的存储，然后利用相关软件将数据传输到计算机。( 2 ) 数字测图促进了大比例尺测图的数字化数字化地图完全实现了计算机管理，能够方便的进行地物属性的赋值和查询，可以使用了先进的图库链技术，实现了图、库数据的实时互动，这种方式保证了图库成果的一致性并提供了图查询库、由库找图，实现了数据转g i s 功能，可供地理信息系统建库使用；可以方便的查询坐标、面积、标高、体积等：可以实时的对局部地物进行修改，始终保持数字地图整体的现势性。桂林工学院硕士学位论文( 3 ) 数字测图使大比例尺测图的精度大大提高过去传统的平板测图其实质是图解测图，它是将外业所测得的观测值用图解的方法转化为图形，这使得观测数据精度在转化过程中大大降低。数字测图则不然，全站仪所测的数据，在记录、存储、处理、成图的全过程中，原始测量数据的精度毫无损失，得到了与测量仪器同精度的测量成果。( 4 ) 数字测图极大的改变了传统的测绘观念数字化测图突破了传统的测绘技术和方法，许多新的方法和新的测绘理论得到发展和完善，例如：数字地面模型的建模理论；等高线自动生成及拟合理论；等高线的插值理论；数据库和数据结构理论；数据转g i s 理论；数字地图应用理论等等，这些无疑极大的改变了传统的测绘观念。1 2 数字化测图的几种作业模式数字测图的作业模式。1 是指数字化测图内外业作业方法、接口方式和流程的总称。一般来说，数字测图的作业模式大致分为数字测记模式、电子平板、原图数字化三种。1 2 1 数字测记模式数字测记法模式为：野外测记，室内成图。野外用全站仪测量，电子手簿记录或者直接使用带有内存的全站仪记录，同时配以人工画草图，室内将所测数据直接由记录器传输到计算机，利用数字化成图软件参考草图编辑成图，并由绘图仪绘制地形图。根据存储观测数据时是否赋予实体属性可以将数字测记模式分为有码作业和无码作业。有码作业是指野外采集数据时，在测站上把每一个数据都赋予和实体相对应的属性和拓扑信息，全站仪将数据传给电子手簿，测量员同时将每个点的编码输入电子手簿，所测碎部点连同编码输入微机生成数据文件，通过数字化测图软件对编码进行识别，生成图形( d w g ) 文件，然后可以进行必要的补充和修改，其流程图如下：桂林工学院硕士学位论文厂一 厂一 r 一 一一| l ； 站卜一删自a 编码 一、儆据输a 徽讥h 悟黼懊躺咧f一oo 一一jl j1 旦”! 堑卦一斗塑塑纠一一竖型一刊型例有码作业自动化成图效率高，内业工作量小，但要求观测员必须熟记编码，随测随输。无码作业无码作业是指观测员只须瞄准目标观测，不须输入编码，但需要一个绘图员跟随镜站绘画草图。其缺点是内业工作量较大，容易产生错误和遗漏。其流程图如下：厂一 厂一一一一一设站卜一将数据觚微机 寸f 自动差图卜- g 编辑修训厂一ir - 一i一4 国幅整饰一号l 图形输出41 2 2 电子平板电子平板是以电子计算机及电子全站仪等测绘仪器为载体，通过人机对话，来实现测量与绘图的完美结合。它的优点是将现场的各种地物以点、线、面、文字及属性信息保留在计算机中，并可以随着地表现状的变化而进行编辑、查找、统计、分析、和管理。特别指出的是电子平板既要有与全站仪通讯和数据记录的功能，还应进行数据的解算建模，拥有图形编辑、修改功能，绘制出符合规范的地形图，真正实现内、外业一体化，是较为理想的数字测图模式。其流程图如下：桂林工学院硕士学位论文_ _ r 一厂l设站 爿观；则并1 输数据 剖计葬l 成园川帅d 编拍修改1i ji 一l i 。一r 一l 图幅整饰刮出国l1 2 3 掌上电脑测图掌上电脑也称p d a 产品是近年迅速发展起来的新的应用硬件平台，特别是在w i n c e 和p a l m 嵌入式操作系统平台支持下的p d a 已成为新的应用系统开发的热点。p d a 具有如下几个重要特点：1 ) p d a 产品体积小，重量轻，便于携带；2 ) 速度快容量大，软件有很大的发展空间；3 ) 耗电非常小，电源充足，开关机方便：4 ) 屏幕触点式输入，很少使用按键，为软件的易用性提供支持条件；5 ) 价格低，用户投入少。特别是高成长的硬件产品集成了更多的先进技术，使其更加适应野外的工作环境；1 2 4 原图数字化为了充分利用现有的资料可以将纸图、薄膜图转化计算机能够处理的电子地图，手扶跟踪矢量化和扫描矢量化是两种主要途径。由于扫描矢量化具有精度高，速度快等优点，因此，扫描矢量化已成为现阶段矢量化的主流。为此而产生的矢量化软件已有很多，如德国s o f t e l e c 公司的v p s t u d i o ，挪威r a s t e r e x公司的r x a u t o l m a g ep r o 等优秀的矢量化软件，国内也有一些同类产品出现，如m a p g i s ，c a s s c a n ，e p s e a n ，r e a d 等。扫描矢量化是将纸图扫描为栅格图像，然后用矢量化软件将其矢量化为数字图像，它的主要误差来源是原始资料的误差和扫描误差，一般情况下在扫描分辨率为3 0 0 d p i 时，其图纸的定向误差和矢量化误差均小于0 5 m m ，可见其数字化精度较高，完全满足实际工作的要求。4桂林工学院硕士学位论文1 3 数字化测图测图系统的现状由以上几种作业模式可以看出，数字化测图系统在数字化测图的内、外业工作中起着举足轻重的作用，是保证测图工作顺利进行的基础，是影响测绘工作效率的一个重要因素，它的优劣将直接制约着数字化测图的效率和质量。所谓的数字测图( d i g i t a ls u r v e y i n ga n dm a p p i n g ) 系统，是在以计算机为核心，外连测量仪器输入和输出设备，在硬、软件的支持下，对地形空间数据进行采集、输入、成图、输出、绘图、管理的测绘系统。目前，我国已经开发了一些数字化测图软件“，比较著名的有南方公司的c a s s 地形地籍测图系统、武汉瑞得r d m s 、清华山维e p s w 2 0 0 0 、威远图s v 3 0 0 、广州开思g t c 2 0 0 0 等，并且许多生产单位以a u t o c a d 为平台，利用其内嵌的多种二次开发工具，自主开发了一些适合本单位需要的数字化软件。各种软件在功能上大同小异，各具特色，一般都具有外业数据采集、内业图形编辑、等高线编辑及生成、地籍测量应用、工程测量应用、坐标系的处理、数据转g i s 功能等。本文选择比较有代表性的南方c a s s 、威远图s v 3 0 0 、武汉瑞得r d m s 、广州开思g t c 2 0 0 0 为例对数字化测图软件做一分析说明1 3 1 开发平台及工具a u t o c a d 是美国a u t o d e s k 公司推出的通用计算机绘图软件，它以其强大的绘图功能，良好的开发环境，日益成为许多行业的重要绘图工具，测绘行业也不例外，目前多数测绘公司和个人都以其做为平台，进行软件的二次开发。并且a u t o c a d 提供了多种二次开发语言。3 ，包括a u t o l i s p ，a d s ，v b a ，a c t i v e xa u t o m a t i o n ，o b j e c t a r x 等，其中o b j e e t a r x 以c + + 为基础，采用面向对象的程序设计结构，从本质上讲是标准的w i n d o w sd l l 语言，其运行速度快，可扩展性强。南方c a s s 、威远图s v 3 0 0 、广州开思g t c 2 0 0 0 都是以a u t o c a d 作为平台并以o b j e c t a r x 做为二次开发工具。1 ，3 2 软件的主要功能对于数字化测图，外业作业模式有数字测记模式和电子平板模式。在数字5桂林工学院硕士学位论文测记模式中，数字化测图软件作业方式基本相同，多数都支持电子手簿记录。野外作业时将全站仪所采集的数据记录在电子手薄中。同时在野外绘制草图，然后在室内参照草图由人工处理形成地形地物图；对于电子平板方式，s v 3 0 0有独立的模块，可直接安装在便携机上进行数据采集。南方c a s s 和广卅r 开思g t c 2 0 0 0 均是依赖a u t o c a d 为平台，是基于a u t o c a d 下开发的程序。在图形编辑方面，数字化测图软件一般将图形分为点、线、面三类元素，并提供对这三类元素进行绘制和编辑的功能，可对图元进行删除、移动、复制、旋转及修改属性。另外一般还具有图层控制、系统配置、属性拷贝、交会处理和分幅操作等。在等高线方面，南方c a s s 4 0 采用拓扑结构生成地面数字模型( d t m ) 建立三角网，能处理地性线，根据陡坎高计算坎下点参与构建d t m 及生成等高线可以按照一定的条件重组和过滤三角网，自动切除过道路、房屋、独立地物、高程注记的等高线，并可以进行等高线的拟合和注记。对于不是过于复杂的地形，该系统可以较好的进行等高线的内插。武汉瑞得r d m s 能进行三维立体漫游，可以从不同的角度观察地形的立体模型，真实的模拟地形地貌。在地籍测量方面，多数测图软件可以获取当前地籍图中的宗地信息，如宗地号、地类、权力入等，可以获得宗地面积、宗地及建筑物信息。还可以通过的籍表格，输出以街道为单位面积汇总表和界址点统计表。可以根据地籍数据库的记录，查看对应的宗地图，根据宗地图，又可以查看相邻宗地的信息。在工程计算方面，南方c a s s 4 ，0 提供了多种计算功能，包括基本几何要素的查询如面积和土方量的指定点坐标的查询，长度的计算，公路曲线要素的设计，里程文件的生成，纵、横断面图的绘制等等。s v 3 0 0 和g t c 2 0 0 0 基本上没有提供工程应用方面的功能，只是可以利用a u t o c a o 进行一些简单的查询和计算。在数据转g i s 方面，由于数字地图是地理信息系统的重要的基础资料，因此一般的数字化测图软件都具有和g i s 的转化功能。c a s s 4 0 提供了与g i s 的接口的三种方法：交换文件接口，这是针对文本格式的数据交换文件( 扩展名是“c a s s ”) ，该文件包含了全部图形的几何和属性信息，通过交换文件可以将数字地图的所有信息毫无遗漏地导入g i s 、d x f 文件接口，c a s s 4 0 采用a u t o c a d6桂林工学院硕士学位论文2 0 0 0 为系统平台，提供标准的a s c i i 文本格式的d x f 数据交换文件，通过d x f文件可实现与大多数图形系统的接口。e 0 0 文件接口( 用于a r c i n f o 系统) ，文本格式的e 0 0 文件是a r c i n f o 系统自定义的标准数据交换格式，与其c o v e r a g e ( 图层文件) 完全对应，g i s 版c a s s 4 0 直接解读e 0 0 文件。在众多的软件中，南方c a s s 经过多年的市场调查和实践，在功能和完美性上都占有很大的优势，目前，许多生产单位都采用c a s s 作为数字化测图软件。1 3 3 存在的问题由于地形测绘本身极其复杂，目前数字化测图软件尚不是很完善，主要反映在等高线生成及与特殊遗物处理等方面。以c a s s 为例，主要问题如下：( 1 ) 对于地形复杂变化处，两条计曲线间内插首曲线会产生混乱和失真现象。( 2 ) 面状地物的填充时对于小图斑或狭长地带有可能不被填充，并且不同填充区域问的符号位置不能规则排列，影响了图面的美观和清晰程度。( 3 ) 展高程点时通常会出现高程覆盖地物的情况，也就是说高程不能识别已有地物，需要手工进行编辑。( 4 ) 围墙的绘制只能沿实际走向绘制，如果测错则不能换向。( 5 ) 线形表示冲突，像陡坎、陡崖线遇转角处交叉；对于陡坎只能输入一个坎高，不能适用于高度有变化的陡坎：测陡崖( 斜坡) 时只绘出一个陡崖( 斜坡) 符号，其符号并不能代表陡崖( 斜坡) 的范围。( 6 ) 比例尺缩放时有可能丢失信息。( 7 ) 三角形构网时不能兼顾特性线或地性线，使的局部范围的等高线与实地不符。其它的数字化测图软件在不同程度上都存在一些缺陷，特别是上面所述问题1 3 ，几乎所有的测图软件都没有很好的解决，给使用者带来很多不便，增大了内业编辑的工作量，也影响了所测地形图的质量。桂林工学院硕士学位论文第二章系统简介2 1 开发平台和开发工具介绍2 1 1 开发平台本系统是以a u t o c a d2 0 0 0 平台基础上开发的，a u t o c a d 是美国a u t o d e s k公司推出的通用计算机绘图软件，是世界上最为强大的计算机辅助设计软件之一。a u t o c a d2 0 0 0 则是该公司推出的跨世纪的、一体化的、功能丰富以及面向未来的世界领先的大型设计软件，它继承了a u t o c a d 的传统优势，又增加了许多新的功能和特色“”“3 。( 1 ) 轻松的设计环境a u t o c a d2 0 0 0 提供了轻松的设计环境和方便的数据访问接口。它将用户的着眼点从键盘和其它输入设备转移大设计上，并提供了强大的自动计算功能和信息和数字访问功能。( 2 ) 增强的访问方式和软件实用性a u t o c a d2 0 0 0 把用户界面从“命令中心”模式转移到“设计中心”模式设计过程更加透明。 3 】增强了数据访问能力和实用功能。a u t o c a d2 0 0 0 采用了w i n d o w s 最为上乘的交互技术，如快捷菜单、工具条等，其它诸多的改进特性消除了常用操作过程中以往的阻涩。( 4 ) 体化的打印输出a u t o c a d2 0 0 0 在输出打印方面做了很大的改进，如多重布局输出图形、打印格式和驱动程序的配置等。( 5 ) 更强的定制和开发能力a u t o c a d2 0 0 0 除了继承原来版本的功能外，又包含了一系列灵活方便的开发工具，如：v i s u a ll i s p 、v b a 、a c t i v e x 和o b j e c t a r x 等，使用这些工具可阻灵活实现功能的集成和设计过程的自动化。桂林工学院硕士学位论文a u t o c a d2 0 0 0 拥有良好的开发环境和开放式的体系结构以及多种二次开发语言，允许用户和第三软件开发商根据各自的需要来改进和扩充a u t o c a d 的功能，实现对a u t o c a d 的定制和开发。用a u t o c a d 作为软件的开发平台不仅可以利用它的开发语言，也可以利用a u t o c a d 本身强大的绘图和编辑功能，使丌发者可以更加专注于专业模块的开发，避免了许多重复性的工作。本文所述的数字化测图系统所要用到的开发内容主要包括：( 1 ) 利用脚本文件和幻灯片对大比例尺地形图的点状符号建立幻灯片库。( 2 ) 通过开发形文件和线型文件对地形图中的各种线型进行定制和开发。( 3 ) 利用填充图案文件建立符合地形图专业要求的填充符号。( 4 ) 通过菜单文件建立适合系统需要的用户界面，包括下拉菜单、屏幕菜单、图像菜单、弹出菜单等。( 5 ) 通过对工具栏的开发建立适合本系统的工具栏。( 6 ) 通过合理的系统设置，建立符合专业标准的初始绘图环境。( 7 ) 通过建立模板图，可以固化图框与常用的图块等相对不变的且需多次使用的内容。 8 ) 借助程序参数文件( a c a d p g p ) 为经常使用的系统命令建立快捷别名。( 9 ) 利用a u t o l i s p 、v i s u a ll i s p 语言和d c l 对话框对系统的模块进行开发。0 0 ) 通过0 b j e c t a r x 编程接口，利用v is u a lc + + 语言对系统模块进行开发。2 1 2 开发工具a u t o c a d 提供了多种二次开发工具，主要有a u t o l i s p 或v i s u a ll i s p ，a d s或a d s r x ，v b a 和0 b j e c t a r x 。2 “1 ，下面分别予以简要介绍。2 1 2 1a u t o l i s p 或v is u a ll i s pa u t o l i s p 是a u t o c a d 公司于1 9 8 6 年推出最早的二次开发语言，它是一种嵌入在a u t o c a d 内部的l i s p 编程语言，是解释性的语言环境，并通过i p c 与a u t o c a d 通讯，具有执行速度慢，源代码裸露等特点。a u t o c a d 公司于1 9 9 8 年推出的v i s u a ll i s p 是一个可视化的语言开发环境，它是a u t o l i s p 语言的扩展9桂林工学院硕士学位论文和延伸，基于o b j e c t a r x 技术的v i s u a ll i s p 提供了一组性能优越的面向对象的开发工具集，它提供了与a u t o c a da c t i v e x 对象的接口函数，以及操作对象事件反映器的函数，极大的扩展了a u t o l i s p 应用程序的功能。2 1 2 2a d s 或a d s r xa d s 是从a u t o c a dr 11 开始引入的c 语言开发工具，a d s 应用程序不再是文本文件，而是经过c 编译器编译、连接后形成的可执行文件，实际上就是由一系列外部函数组成，它们由a u t o l i s p 解释器装载并调用。a d s 程序不能直接与a u t o c a d 进行通讯，而是通过i p c 和a u t o l i s p 来进行，并以a u t o l i s p 作为其与a u t o c a d 内核通信的中间环节，这不可避免的导致了执行速度降低，功能也相对受到了限制。2 1 2 30 b i e c t a r x随着面向对象技术的成熟，a u t o c a d 公司提供了o b j e c t a r x 开发环境以及基于此的图形数据库，它以c + + 作为基本开发语言，具有面向对象编程方式的数据封装性、可继承性、多态性等特点，用其开发的工程c a d 软件具有模块性好、独立性强、连接简单、使用方便、内部功能高效、实用以及代码可重用性强等优点，并且支持m f c 、o b j e c t a r x 应用程序，通过调用a c r x e n t r y p o i n t ( )函数建立与a u t o c a d 消息传递的入口；通过a c r x e n t r y p o i n t0 函数中用s w i t c h语句处理来自a u t o c a d 的各种消息。( 1 ) o b j e c t a r x 应用程序能简洁高效的实现以下所述的许多复杂功能：访问a u t o c a d 数据库。与a u t o c a d 编辑器通信。用m i c r o s o f t 基础类库( m f c ) 创建用户界面。支持多文档界面( m d i ) 。创建自定义类。编制复杂应用程序，并提供通知、事务管理、深层科隆、引用编辑、协议扩充、代理对象支持、c o m 编程接口等特征。与其它的程序通信环境设计。桂林工学院硕士学位论文( 2 ) o b j e c t a r x 与a u t o l i s p 或a d s 的最大差别在于a r x 应用程序是标准的w i n d o w sd l l ( 动态链接库) ，共享a u t o c a d 地址空间并直接调用a u t o c a d 核心数据库机构和代码，以下从通信机制和整体性能对o b j e c t a r x 做一比较说明。o b j e c t a r x 应用程序的通信机制图2 1 是a u t o l i s p 、a d s 和o b j e c t a r x 应用程序与a u t o c a d 的通讯对照图。图2 1a u t o l i s p a d s 和o b j e c t a r x 应用程序的区别可以看出o b j e c t a r x 不同于a u t o l i s p 和a d s ，它直接与a u t o c a d 内核进行通信，避免了使用过多的i p c ( i n t e r p r o c e s sc o m m u n i c a t i o n ) ，消耗过多的计算机内存空间，因此用o b j e c t a r x 应用程序与a u t o c a d 之间的通信直接，运行效率更高，运行速度远远大于a u t o l i s p 和a d s 。o b j e c t a r x 的综合性能下图从运行速度、暴露程度、效率和难易程度四个方面对a u t o l i s p 、a d s 、a d s r x 和o b j e c t a r x 进行了比较，可以看出，o b j e c t a r x 在速度和效率上远远大于其它三种语言，但编程中的错误会导致a u t o c a d 的崩溃，并要求使用者具有较好的c + + 基础，应用较为困难。( 3 ) o b j e c t a r x 程所提供的s d k 拥有一系列面向对象的c + + 类库及编程界面，库中包含一组通用工具，使得开发人员可以充分利用a u t o c a d 的开放结构，直接访问a u t o c a d 数据库结构、图形系统以及c a d 几何造型核心，定义本地命令，桂林工学院硕士学位论文开发者也可以从这些类中派生自己的定制类；类库中部分函数是a d s 函数，通常成为a d s r x 函数。表2 1 是o b j e c t a r x 开发工具包( s d k ) 包含的类库( 大约含有3 0 0 个类，3 0 0 0 多个成员函数) 。图2 2a u t o l i s p a d s a d s r x 和o b j e c t a r x 综合性能对照图表2 1o b j e c t a r x 开发工具包的类库库描述a a r x用于连编应用程序及运行时类注册和标识的类a c e d用于注册本地命令及系统事件通知的类a c d ba u t o c a d 数据库类( 存放所有的实体及其它类型)a c g i渲染a u t o c a d 实体的图形接口a c g e普通线性代数和几何实体通用库a d s r x创建a u t o c a d 应用程序的c 语言库，o b j e c t a r x 应用程用这个库来实现实体选择、选择集操作和获取数据桂林工学院硕士学位论文2 2 系统开发及运行环境2 2 1 系统开发环境鉴于a u t o c a d 拥有强大的绘图编辑和开发定制功能，本文所述数字化测图系统采用a u t o c a d2 0 0 0 作为二次开发平台，所采用的开发工具主要是o b j e c t a r x 语言，部分小程序采用a u t o l i s p 或v i s u a lb a s i c 语言编写。2 2 2 系统运行环境( 1 ) 硬件环境p e n t i u m1 3 3 以上或i n t e l 兼容处理器至少3 2 m b 的r a m ( 建议6 4 m b 以上)至少1 3 0 m b 的硬盘空间，以及6 4 m b 的剩余空间8 0 0 x 6 0 0v g a 视频显示器( 建议1 0 2 4 x 7 6 8 或更高配置)支持w i n d o w s 的显示适配器鼠标或其他定点设备( 2 ) 软件环境w i n d o w sn t 4 0 或w i n d o w s2 0 0 0 ，w i n d o w s9 8 或w i n d o w sx pa u t o c a d2 0 0 0m i c r o s o f tv i s u a lc + + 6 0 或更高版本m i c r o s o f tb a s i c6 0 或更高版本桂林工学院硕士学位论文第三章符号库设计地图是空间信息的主要载体，而这些空间信息又是通过地图中的各种符号来表达的，不同的符号代表了不同的空间位置及地物信息，因此数字化测图系统必须提供一个与实际地物相对应的标准符号库。l ：5 0 01 ：1 0 0 01 ：2 0 0 0 地形图图式“规定了大比例尺地形图表示各种地物、地貌要素的符号、注记和整饰标准，以及使用符号的原则、方法和要求，本系统根据该图式建立了一个包含点、线、面的完整符号库。为叙述方便，本文就测绘中的地形图符号分为点状符号、线状符号和面状符号三个方面加以论述。3 1 点状符号地形图中的点状符号一般是不依比例尺表达的独立地物，如电杆、亭、塑像、路灯等，多数是用几何图形或象形符号来表达。几何图形结构简单，有几何中心，但缺乏一定的直观性，容易混淆：象形符号是实际地物的缩写，具有形象直观性，但绘制复杂。图3 1 所示前两种为几何图形，后三种为象形符号。o漏斗不依比例门墩亭起重机图3 1 几何图形和象形符号血假石山对于点状符号的开发，无论是几何图形还是象形符号都要注意以下两个原则：( 1 ) 定位点和定位线，例如：圆形、矩形、三角形等几何图形符号，定位点是其图形的中心。宽底符号如蒙古包、烟囱、独立石等，定位点在其底线中心。底部为直角形的符号( 风车、路标等) ，在直角的顶点。1 4以桂林工学院硕士学位论文一些几何图形或象形符号组成的符号( 气象站、雷达站、无线电杆等) ，位于其下方的中心点或交叉点。不依比例尺表示的其它符号( 桥梁、水匣等) ，在符号的中心。下方没有底线的符号( 窑、亭等) 依比例尺表示的，定位点在两端点上；不依比例尺表示的，定位点在其下方两端点的中心点上。( 2 ) 点状符号的方向对于不依比例尺表示的符号，根据其是否有旋转方向可将其分为正北方向和真实方向两类，正北方向符号是指符号的方向固定不变，指向正北；真实方向是指符号的方向依实际地物的方向。图3 2 所示前两种为正北方向符号，后两种为真实方向符号。珏探井= = = _ = = =水塔开采 j 井井 1不依lr 倒f 勘图3 2 点状符号的方向示意图点状符号的开发比较简单，一般在比例尺为l ：1 0 0 0 模式下，依据图式中规定尺寸，在a u t o c a d 中绘制各种符号，然后做成相应的块，注意块的基点要根据原则1 确定：然后根据原则2 编写两个针对正北方向点状符号和真实方向点状符号的通用程序。以下是针对真实方向点状符号程序命令提示行的部分文字：i n s e r te n t e rb l o c kn a m eo r ? ：输入k c x j k s p e c i f yi n s e r t i o np o i n to r s c a l e x y z r o t a t e p s c a l e p x p y p