利用AutoCAD与Surfer软件相结合绘制等高线.doc

许捍卫,程亮X(河海大学测绘工程系,江苏南京210098)摘要 目前,国内利用AutoCAD 进行数据采集,图形管理非常普及,其中有相当一部分在CAD 上开发的数据采集软件没有DTM内容,本文试用在AutoCAD 中集成Surfer OLE Automation 来解决诸如等高线的绘制、土方量的计算等问题。关键词 AutoCAD;Surfer OLE Automation ;等值线;土方量;三维可视化中图分类号 P209. P283. 7 文献标识码 A 文章编号 1007 - 3000(2002) 02 - 0022 - 041 前言 目前,国内有相当一部分的单位使用Auto2CAD 软件来作为基础图形的管理平台,其数据采集功能也在AutoCAD 上经二次开发完成。其中部分软件没有DTM这一块内容。等高线的生成、土方量的计算如编程则比较复杂,为快速地满足部分作业人员的需求,本文作者在使用Surfer 软件的基础上认为两者的结合可解决这一难题。Surfer 软件是Golden 公司开发的一个三维数学绘图软件包,可用来绘制各类等值线图及在此基础上的三维表面可视化,如测绘专业上的等高线、土方量计算及其他专业的各类等值线图。生成的图形可直接存贮为CAD 格式的文件与CAD中原图形可完全融合在一起以达到完美的结合。 本文以作者为某大型企业总图管理系统开发过程中关于等高线,土方量计算的解决方案入手介绍两者相结合的等高线绘制方法。2 等高线生成流程作者在AutoCAD 上利用ObjectARX开发了一个大型企业总图管理系统。在计算机上安装Surfer 软件以后, 计算机上自动装有Surfer OLEAutomation ,利用Visual Basic 与Surfer OLE Automa-tion 相结合,通过Set SurferAPP = CreateObject (Surfer.Application)Set Doc = SurferApp.Documents.AddSet ContourMapFrame = Doc. Shapes. AddContourMap(sGridFileName)Set ContourMap = ContourMapFrame.Overlays(1) 等联结Surfer 开发出一个动态链接库D11(类似与Visual Basic 与MapInfo 、Visual Basic 与AutoCAD 的结合) ,并经由ObjectARX 嵌入到界面风格完全一致的总图管理系统中,使用户感觉不到系统的切换,系统浑然一体。其等高线生成的流程为:3 等高线的绘制步骤(1) 数据文件的生成 对于Surfer 软件其数据表的形式类似于Excel的表格形式,可人工输入,也可数据文件生成一定的规则形式,Surfer 能直接打开就成,本系统中的作业方法为在总图系统中进行图形范围选择,然后在选择范围内进行高程点的数据的获取,生成X、Y、Z这样的数据文件( 3 . DAT) (数据之间可以逗号或空格间隔) 也可进行整幅图或多幅图的选择。 另外,在Surfer 软件中打开数据以后,还能利用Data 的Transform 项对某一列数据进行数据变换,如对数指数变换等,以修复某些等值线图形绘制中的X、Y轴比例差异过大的问题,其方法如图2 所示(2) 数据网格化 Surfer 软件必须先生成规则格网表示方法,然后才能生成等高线表示方法。打开Grid (网格式) 菜单的Data 项,输入需网格化的数据文件名。对于本例在图形选择后自动生成数据文件(后台完成) ,自动完成网格式数据文件选择。然后对出现的网格参数对话框中的网格间距进行调整,一般可调整到1m 1m 左右,存盘退出生成规则格网文件( 3 . grd) 。 另外,在Grid 网格菜单中, 可选Grid Editor项,对部分错误数据进行修改。(3) 等高线绘制 网格化完成以后,自动进入到Map 菜单的Contour 等值线项。自动选择刚在生成的网格文件后出现如图3 所示的等值线参数设置框可对等值线的数量、线型、颜色、标识(在计曲线上) 、填充、字体、等高线的光滑化等内容进行设置。设置完成后即可生成等高线图,其效果如图6 所示。一般而言,在Surfer OLE Automation 调用时对levels 的设置最好先建立( 3 . lvl) 文本文件,以满足等高线的数量、标识等要求。 另外, 在Map 菜单中选Scale 项还可对xy 轴同步与否进行设置。(4) 土方量计算 Surfer 软件提供了计算上表面和下表面之间体积的功能。其中:上表面和下表面都可以是格网文件或高程平面。我们可以计算上表面和下高程平面、上表面和下表面、上高程平面和下表面、上高程平面和下高程平面等四种组合的体积。在格网化完成后,自动进入到Grid 菜单的Volume 项,自动选择生成好的网格文件后,出现如图4 所示的GridVolume 参数设置对话框,可以选择相应的组合。设置完毕后,即可计算出相应的土方量,生成土方量的报表。 土方量报表的内容为:上下表面的参数、土方量(分别可以用不规则四边形算法、辛普森算法、辛普森3/ 8 算法等进行计算) ,削除和填充的土方量、面积等。(5) 三维可视化 在格网化完成后,自动进入到Map 菜单的Wireframe 项, 选择生成好的网格文件后, 出现Wireframe Properties 参数设置对话框。可以进行x、y、z 轴格网线颜色,是否显示上下表面、起始高程,边框等参数的设置。设置完毕后,即可生成相应格网文件的DTM(如图5) 。(6) 进入CAD 系统 对上面(3)生成的等高线Export 生成3 .DXF 文件。在系统中调入此文件并放在等高线层上并进行适当的遇地物断开的处理其效果如图6 所示。4 结语 应用CAD 与Surfer 相结合来解决传统软件的等值线问题,具有以下优点:(1) 解决了传统CAD 图形管理软件DTM 功能弱化的问题,增强了系统的实用性。(2) 总图管理系统利用Surfer 功能进行土方量的计算,有利于企业的规划设计。(3) 此系统还能进行三维多视角可视化,能提供给领导非常直观的三维效果,有利于提高领导的分析决策能力。当