数字化成图等高线自动生成.doc

数字化成图等高线自动生成在地形图上表示地貌的方法有很多种，在测量工作中通常采用等高线法。所谓等高线是指地面上高程相同的相邻点所集合而成的闭合曲线。用等高线表示地貌，不仅能明显表示出地面的起伏状态，而且能表示出地面的坡度和地面点的高程，便于在图上进行工程的规划设计。 本文就如何生成准确合理的等高线作简单的探讨。外业的数据采集采用全站仪，内业等高线的生成利用广州南方测绘仪器公司开发的地形地籍成图软件（CASS）。 1.外业数据采集 测等高线时，除了测量特性线点外，还应尽量多测一些加密的点，特征点也要尽量测到,满足计算机建模，才能更加详尽地反映出实地地貌。尤其在测量一些微型地貌，细小的变化计算机的模拟是难以比较真实的反映出这些实际地形的，最好手工来完成。为了让成图软件生成准确合理的等高线，在外业用全站仪采集数据时，除了在地貌变向点和坡度变换点都要立镜外，对于陡坎，只要不是接近90度的，最好坎上坎下同时测点,陡坎边必须测出并连线，同时记录陡坎的走向和坎向，这样生成的等高线才没有问题。另外,在沟底、山脊测了一排特征点后,还应该在沟底、山脊两侧各测一排点,这样生成的等高线才真实。 在测量居民区时，有时难免要在房顶上立镜，此类不能代表当地高程的碎部点，应使其高程为零，即让内业建地面高程模型（DTM）时不予考虑该点。 外业立镜人的测量经验和碎部点的合理性直接影响内业等高线的生成质量，所以立镜人一般由搞测量多年的老工程师担当。同一类地物(貌) 应先测,以避免内业造成一些不必要的麻烦,当然,根据实地的实际情况,可作灵活的运用。 要做好外业数据的备份工作,最好把当天所测的数据传输到计算机中备份,然后删去全站仪中的数据,以免内存不足丢失数据;2等高线的生成 当外业工作结束后，回到室内启动CASS成图软件，设置好通讯参数，利用CASS软件的数据传输功能把全站仪上的坐标数据传出来保存为*.DAT格式的文件，然后就可以利用此文件开始内业成图了，在这里仅讨论内业成图中等高线的生成。 地形图中地貌的起伏是用等高线表示的，CASS 系统的等高线由计算机自动绘制，而且能充分考虑到等高线通过地性线和断裂线的处理，遇到封闭地物或陡坎时能自动断开、错位。等高线的绘制通常是在平面图的基础上进行的，步骤如下：21建立数字地面模型（构建DTM）：并非所有点的高程都用来生成等高线，有必要保留用于生成等高线的高程点。在内业处理时，必须将一些不合理或错误的高程去掉。例如：举起棱镜、倒立棱镜时未量镜高，野外作草图时要注明。内业展点前，必须在坐标数据文件中将这些点的高程修改为零，然后再展点。展绘高程点时，不用“绘图处理”菜单的“展高程点”功能，因这样会使所有的碎部点高程都展在图面上，而我们需要保留的高程点毕竟是少数。应该用CASS工具栏中的“交互展点”功能来展绘高程点，此时应打开“最近点”捕捉方式，光标指向所选点附近时，状态栏上立即显示该点的三维坐标，十分方便。DTM 是绘制等高线的基础，因此建立DTM是绘制等高线的主要步骤。CASS系统采用不规则三角形格网（简称TIN）数据结构来建立数字地面模型（DTM），在TIN建立过程中CASS系统较好地处理了以下几个问题：地性线的处理：地性线包括山脊线、山谷线等，在构建TIN 时，软件提示选择地性线，可用鼠标逐个点取地性线上的点，若地性线较多，可专门建一图层放置，在输入图层名将地性线信息输入计算机，这样就保证了DTM与实际地形相符；断裂线的处理：地面坡度变化陡峭的特殊地形边线称为断裂线，最常见的断裂线-陡坎，构建TIN 时，程序会提示是否考虑坎高，一般情况下，均应考虑坎高，那么这就要求，在野外采集数据时，不但要记清楚地性线上的点，还要丈量坎顶各测点处的坎高，即每测一个坎顶点就要量一次坎高。22修改数字地面模型（修改DTM）：用野外采集的数据通入计算机,用计算机完成地物的编辑,再由计算机自动生成等高线。由于等高线的生成并不容易,至少现在成图软件中等高线的生成还不完善。在自动生成的过程中,首先必须对野外采集的数据进行加密和处理,数据应尽量加密,数据的分布尽量均匀,才能保证建立起良好的网型,最后追踪生成等高线。自动化生成的等高线大多需要修改,使等高线尽量与实际地貌相符。否则生成的等高线较实际地貌变形大,再来修改等高线就需要更多的时间,所以数据处理尤为重要。即使有良好的网型自动生成等高线,往往等高线的形状都不尽人意,应进行认真修改使其与原地貌一致。三角网TIN构建完成后，可在屏幕上显示出来，对局部与实际地貌不太一致的地模，可进行修改；包括：删除三角形、增加三角形、过滤三角形、三角形内插点以及重组三角形，修改后的一定要地模存盘，否则修改无效。用数模生成等高线时, 局部等高线与实地不符, 等高线生成不合理可能由下面几种情况造成: 绘制等高线的区域内有参加建模的其他地物点, 该地物点的高程与地形不符. 可通过点修改使该地物点不参加建模; 高程点分布不合理. 在需要打点的地方重新施测高程点; 可以通过删除部分三角形或增加部分三角形使等高线更趋合理; 可以通过牵拉等高线使等高线更圆滑、更符合实际地形.23绘制等高线：在上两步的基础上便可会制等高线了。等高线绘出后，再对等高线加以修改、整饰后，与平面图进行叠加，一幅完整的数字地形图也就完成了。等高线的绘制中,主要考虑以下要求: (1) 曲线必须通过已知的等值点(节点) ; (2) 曲线在节点处光滑,即其一、二阶导数连续; (3) 相邻两节点间的曲线没有多余的摆动; (4) 同一高程等高线不能相交。一般的曲线光滑方法,都能满足(1) 、(2) ,对于(3) 、(4) 则不能完全满足。尤其当节点分布不均匀或较稀疏时,问题尤为突出。在三角网较密、离散点分布较均匀时,五点光滑法能满足后两个条件。等高线自动生成适应在山区地貌不是十分复杂，地物不多的情况下比较实用，但是生成等高线后图形文件变的比较大，为后期处理带来许多不便，在微机配置不高的情况下一般不要用。此时可采用 手工绘制等高线。 为了提高外业效率，达到即不丈量坎的比高，又能利用CASS 系统绘制出数字地形图的目的。方法是：对所有的坎、沟都不量比高，外业观测时，即观测坎（沟）顶特征点，同时又测量适当数量的坎底高程点。内业绘制等高线时，首先建立只考虑地性线不考虑坎高的数字地面模型（DTM），然后利用修改数字地面模型的“过滤三角形“之功能，输入过滤条件：三角形的最小角度（10）；三角形中最大边长与最小边长之比(5 倍)。经两次过滤三角网中，跨坎、沟的三角形（不符合过滤条件的三角形）基本全部被删除，最终就得到了较为符合实际地形的DTM，在此基础上绘制的等高线，就比较客观地反应出实际地形起伏。图1 基于TIN 等高线程序绘制的等高线图(比例1 :1000 等高距1 米)3.等高线和高程点的注记 等高线的注记一般只注记计曲线，注记的字头应指向山顶或高地，但字头不应指向图纸的下方，地貌复杂的地方，应注意配置，保持地貌的完整。 关于高程点的注记一般选在明显地物点和地形点上，依据地形类别及地物点和地形点的多少，其密度为图上每100cm2内510个。 在南方CASS软件中提供了方便快捷的等高线注记和高程点过滤功能。 4.等高线的修饰 等高线在遇到房屋及其它建筑物、双线道路、路堤、坑穴、陡坎、斜坡、湖泊、双线河、双线渠、水库、池塘以及注记等均应中断。 在南方CASS成图软件中提供了自动切除穿陡坎、穿围墙、穿二线间、穿高程注记、穿指定区域内的等高线等功能，完全满足等高线的修剪。 当等高线的坡向不能判别时，还应加绘示坡线。 在数模生成等高线时, 可能会发现部分等高线在需要断开的地方没有自动断开, 其原因主要有以下几种: 所需的等高线断开的地物内有参加建模的高程点, 可以用点修改关闭建模; 未闭合地物, 应检查一下等高线断开的地物是否闭合, 如发现线连错或地物线未封闭的及时改过即可; 断开的地物未顺向, 主要是指等高线断开的地物连接方向不一致, 用“地物修改/ 顺向”或自动顺向使地物顺向后再生成等高线即可; 闭合断裂编码或合并断裂编码未填, 可在数模等高线生成中设置合并/ 闭合码.对于大比例尺较小面积的地形图, 如果修改工作量不大, 可以用“数字地模/ 牵拉(删除)等高线”进行修改, 或用裁剪等高线功能裁剪或删除等高线, 也可以在转成Dwg 文件后在Autocad中进行裁剪或删除.特别提示的一点是数模生成等高线之前, 一定要先把所测的图备份, 以防在生成等高线之后觉得不理想或生成的等高线错误太多, 需要修改之后重新生成. 如果忘了备份, 而需要重新生成等高线, 可在Windows/ Epsnas 中删除形成的所有等高线文件, 然后重新生成.在外业数据采集时,因为地貌复杂或者地物繁多,就会采集大量的数据来反映地物地貌。但是在内业成图时,地物连线和等高线勾绘完后,为了图面整洁就会删除一些碎布点。在需要删除的碎布点比较多时,一个一个点击删除就显得非常麻烦,这时就需要高程点过滤。高程点过滤步骤很简单: 点击绘图处理里面的高程点过滤。在命令栏里输入点最小间距即可。5. 文件保存CASS在使用中有文件自动保存功能,但是在CASS 软件使用不当,出现致命错误时文件容易丢失,所以要对文件时时做备份保存，即另存文件，大约每半小时做一次。6.结论 要想在数字化成图中自动生成准确逼真的等高线，测量人员的工作经验和强大的成图软件功能缺一不可。自动生成等高线还有许多问题要处理, 如与地物的关系和等高线的光滑等, 这还有待于进一步的研究。数字地形测量等高线自动处理问题探讨温向卫; 陕西煤炭, 2007年 01期介绍了数字化测图的定义,说明了数字化测图技术的产生、发展和诸多优点及应用情况,分析探讨了在数字化测图过程中等高线穿越陡坎类地貌特征线(陡坎、陡崖、斜坡)的处理和野外测绘地性线对自动生成等高线的影响两大问题的解决办法,以及数字化测图技术的发展前景。绘制等高线在测绘领域中通常采用等高线来表示地貌。所谓等高线是指地面上高程相同的相邻点所集合而成的闭合曲线。用等高线表示地貌，不仅能明显表示出地面的起伏状态，而且能表示出地面的坡度和地面点的高程，便于在图上进行工程的规划设计.首先了解几个概念:地性线:地貌结构线在数字化成图软件中统称地性线。地性线包括:山脊线、山谷线、变坡线.山脊线:山体两侧坡面的交线,沿山体方向沿伸至最高结合部山顶至鞍部的连线,也称分水线或分水岭.山谷线:山体两侧坡面从山脊向下沿伸至最低结合部的连线,也称汇水线；两个倾斜度不同的坡面点为变坡点，变坡点与变坡点之间的连线为变坡线。地形测量中也把这几种线称为地貌结构的骨架线.外业的数据采集采用RTK，内业绘制等高线用南方CASS6.1成图软件一、外业数据采集为了让成图软件生成准确合理的等高线，在用RTK采集数据时，除了在地貌变向点和坡度变换点都要打点外，对于陡坎，只要不是接近90度的，一般应该在坎上和坎下立打点.对于陡坎形状变化的地方要打点，对于很直的陡坎要每隔15-20米打一点.区分陡砍和斜坡，陡砍是砍上和砍下的图面投影宽度小于1MM（即实际1M），反之图面投影大于1MM的要画为斜坡。对1:1000图而言. 在测量居民区时，都要在房顶上打点，此类不能代表当地高程的碎部点，应使其高程为零，即让内业建地面高程模型（DTM）时不予考虑该点.外业跑尺员的测量经验和碎部点的合理性直接影响内业等高线的生成质量，所以立镜人一般由搞测量多年的老工程师担当。但用工程师立棱镜的做法有点夸张,成本过高.结合私人外业测量节约成本的考虑其实只要测站选的合理,完全可以只用普通小工,甚至是没有任何经验的,只需通过对讲机指挥其跑尺即可.二、等高线的生成在地形图中，等高线是表示地貌起伏的一种重要手段。常规的平板测图，等高线是由手工描绘的，等高线可以描绘得比较圆滑但精度稍低。在数字化自动成图系统中，等高线是由计算机自动勾绘，生成的等高线精度相当高。CASS7.0在绘制等高线时，充分考虑到等高线通过地性线和断裂线的处理，如陡坎、陡涯等。CASS57.0能自动切除通过地物、注记、陡坎的等高线。由于采用了轻量线来生成等高线，CASS7.0在生成等高线后，文件大小比其它软件小了很多。在绘等高线之前，必须先将野外测的高程点建立数字地面模型（DTM），然后在数字地面模型上勾绘出等高线。建立数字地面模型（构建三角网）数字地面模型（DTM），是在一定区域范围内规则格网点或三角网点的平面坐标（x，y）和其地物性质的数据集合，如果此地物性质是该点的高程Z，则此数字地面模型又称为数字高程模型（DEM）。这个数据集合从微分角度三维地描述了该区域地形地貌的空间分布。DTM作为新兴的一种数字产品，与传统的矢量数据相辅相成，各领风骚，在空间分析和决策方面发挥越来越大的作用。借助计算机和地理信息软件，DTM数据可以用于建立各种各样的模型解决一些实际问题，主要的应用有：按用户设定的等高距生成等高线图、透视图、坡度图、断面图、渲染图、与数字正射影象DOM复合生成景观图，或者计算特定物体对象的体积、表面覆盖面积等，还可用于空间复合、可达性分析、表面分析、扩散分析等方面。我们在使用CASS7.0自动生成等高线时，也要先建立数字地面模型。在这之前，可以先“定显示区”及“展点”，定显示区的作用是根据输入坐标数据文件的数据大小定义屏幕显示区域的大小，以保证所有点可见。注记高程点的距离(米):根据规范要求输入高程点注记距离（即注记高程点的密度），回车默认为注记全部高程点的高程。这时，所有高程点和控制点的高程均自动展绘到图上。说明：此处提问在建立三角网时是否要考虑坎高因素。如果要考虑坎高因素，则在建立DTM前系统自动沿着坎毛的方向插入坎底点（坎底点的高程等于坎顶线上已知点的高程减去坎高），这样新建坎底的点便参与三角网组网的计算。因此在建立DTM之前必须要先将野外的点位展出来，再用捕捉最近点方式将陡坎绘出来，然后还要赋予陡坎各点坎高。请选择地性线:(地性线应过已测点，若画了地性线则选择.若没画可不选.如不选则直接回车)说明：地性线是过已知点的复合线，如山脊线、山谷线。如有地性线，可用鼠标逐个点取地性线，如地性线很多，可专门新建一个图层放置，提示选择地性线时选定测区所有实体，再输入图层名将地性线挑出来。请选择: 1.显示三角网 2.不显示三角网:回车（默认选1）。说明：显示三角网是将建立的三角网在屏幕编辑区显示出来。如选1，建完DTM后所有三角形同时显示出来，如果不想修改三角网，可以选2。如果建三角网时考虑坎高或地性线，系统在建三角网时速度会减慢。命令区提示生成的三角形个数修改数字地面模型（修改三角网）一般情况下，由于地形条件的限制在外业采集的碎部点很难一次性生成理想的等高线，如楼顶上控制点。另外还因现实地貌的多样性和复杂性，自动构成的数字地面模型与实际地貌不太一致，这时可以通过修改三角网来修改这些局部不合理的地方。1. 删除三角形如果在某局部内没有等高线通过的，则可将其局部内相关的三角形删除。删除三角形的操作方法是：先将要删除三角形的地方局部放大，再选择“等高线”下拉菜单的“删除三角形”项，命令区提示Select objects:，这时便可选择要删除的三角形，如果误删，可用“U”命令将误删的三角形恢复。2. 过滤三角形可根据用户需要输入符合三角形中最小角的度数或三角形中最大边长最多大于最小边长的倍数等条件的三角形。如果出现CASS7.0在建立三角网后点无法绘制等高线，可过滤掉部分形状特殊的三角形。另外，如果生成的等高线不光滑，也可以用此功能将不符合要求的三角形过滤掉再生成等高线。3. 增加三角形如果要增加三角形时，可选择“等高线”菜单中的“增加三角形”项，依照屏幕的提示在要增加三角形的地方用鼠标点取，如果点取的地方没有高程点，系统会提示输入高程。4. 三角形内插点选择此命令后，可根据提示输入要插入的点:在三角形中指定点（可输入坐标或用鼠标直接点取），提示高程(米)=时，输入此点高程。通过此功能可将此点与相邻的三角形顶点相连构成三角形，同时原三角形会自动被删除。5. 删三角形顶点用此功能可将所有由该点生成的三角形删除。因为一个点会与周围很多点构成三角形，如果手工删除三角形，不仅工作量较大而且容易出错。这个功能常用在发现某一点坐标错误时，要将它从三角网中剔除的情况下。6. 重组三角形指定两相邻三角形的公共边，系统自动将两三角形删除，并将两三角形的另两点连接起来构成两个新的三角形，这样做可以改变不合理的三角形连接。如果因两三角形的形状特殊无法重组，会有出错提示。7. 删三角网生成等高线后就不再需要三角网了，这时如果要对等高线进行处理，三角网比较碍事，可以用此功能将整个三角网全部删除。8. 修改结果存盘通过以上命令修改了三角网后，选择“等高线”菜单中的“修改结果存盘”项，把修改后的数字地面模型存盘。这样，绘制的等高线不会内插到修改前的三角形内。注意：修改了三角网后一定要进行此步操作，否则修改无效！当命令区显示:存盘结束！时，表明操作成功。绘制等高线完成第一、二步操作后，便可绘制等高线了。等高线的绘制可以在绘平面图的基础上叠加，也可以在“新建图形”的状态下绘制。如在“新建图形”状态下绘制等高线，系统会提示您输入绘图比例尺。用鼠标选择“等高线”下拉菜单的“绘制等高线”项，命令区提示：最小高程为490.400米，最大高程为500.230米请输入等高距单位:米：根据比例尺，按图式规范的要求输入等高距，例如输入1，回车。请选择: 1.不光滑 2.张力样条拟合 3.三次B样条拟合 4.SPLINE :选择等高线绘制的方式，例如输入3，回车。如果选1，绘制出来的等高线是折线，是分析三角网得来的最原始图形，在此基础上进行拟合就可得到更光滑的等高线。因此选2就是把折线进行张力样条拟合，这时的等高线最忠实于地形，也比折线美观。三次B样条是最优的等高线生成方式，用这种方式生成的等高线最光滑，外观最好，但是会有少许失真。因此，如果你用三次样条生成等高线后，发现等高线没有过整数高程点，就是原因了。等高线的修饰1. 注记等高线选择需注记的等高（深）线：移动鼠标至要注记高程的等高线位置，依法线方向指定相邻一条等高（深）线等高线的高程值即自动注记在A处，且字头朝B处。在等高线上注记高程2. 切除穿陡坎等高线按照制图规范，等高线不应穿过陡坎，在分析DTM绘出等高线后，应对穿过了陡坎的等高线进行处理，CASS7.0提供了自动切除所有等高线穿过指定陡坎的功能。运行此功能，系统提示如下：请选择：1.选择陡坎？2.全部陡坎默认选择1，如果直接回车下一步就是选择陡坎，如果选2，系统会自动在图中寻找所有陡坎，无需手工逐个选取。再次回车，系统将会开始处理，自动将所有等高线与陡坎的重叠部分切除。3. 切除穿围墙等高线程序自动切除所有等高线穿过指定围墙的部分，要注意用鼠标点取围墙时应选围墙骨架线。即白色的线条。4. 切除指定二线间等高线命令区提示：选择第一条线:用鼠标指定一条线，例如选择公路的一边。选择第二条线:用鼠标指定第二条线，例如选择公路的另一边。程序将自动切除等高线穿过此二线间的部分。5. 切除穿高程注记等高线程序自动切除所有等高线穿过高程注记的部分。在注记了高程后，可用此功能将等高线进行处理。6切除指定区域内等高线选择一封闭复合线，系统将该复合线内所有等高线切除。注意，封闭区域的边界一定要是复合线，如果不是，系统将无法处理。7等值线滤波此功能可在很大程度上给绘好等高线的图形文件减肥。一般的等高线都是用样条拟合的，这时虽然从图上看出来的节点数很少，但事实却并非如此。选中等高线，你会发现图上出现了一些夹持点，千万不要认为这些点就是这条等高线上实际的点。这些只是样条的锚点。要还原它的真面目，请做下面的操作：用“等高线”菜单下的“切除穿高程注记等高线”，这时，在等高线上出现了密布的夹持点，这些点才是这条等高线真正的特征点，所以如果你看到一个很简单的图在生成了等高线后变得非常大，原因就在这里。如果你想将这幅图的尺寸变小，用“等值线滤波”功能就可以了。执行此功能后，系统提示如下：请输入滤波阀值：这个值越大，精简的程度就越大，但是会导致等高线失真(即变形)，因此，用户可根据实际需要选择合适的值。一般选系统默认的值就可以了。并非所有点的高程都用来生成等高线，有必要保留用于生成等高线的高程点。然而图面上的有些高程点，例如：堤顶高程、坝顶高程、路基高于地表的公路上的高程点等，都不能用于生成等高线。在生成等高线前，必须将用于生成等高线的所有高程点分离出来。拷贝一个原始图形文件的副本，然后在CASS4.0中打开此副本，将不用于生成等高线的高程点去掉，再画一条封闭复合线圈定用于建立数字地面模型的范围，选取“等高线”菜单中的“根据图面建三角网”功能，选取复合线边界后，软件在计算机屏幕上生成三角网，然后根据需要增删三角网。修改完毕后将三角网修改结果存盘，最后就可以生成等高线了。生成等高线后，删除三角网，进行等高线注记、修剪后，将等高线最终成果作为一个块保存到磁盘中。 在原始图形文件中，读入此等高线块文件即可。在内业处理时，必须将一些不合理或错误的高程去掉。例如：举起棱镜、倒立棱镜时未量镜高，野外作草图时要注明。内业展点前，必须在坐标数据文件中将这些点的高程修改为零，然后再展点。展绘高程点时，不用“绘图处理”菜单的“展高程点”功能，因这样会使所有的碎部点高程都展在图面上，而我们需要保留的高程点毕竟是少数。应该用CASS工具栏中的“交互展点”功能来展绘高程点，此时应打开“最近点”捕捉方式，光标指向所选点附近时，状态栏上立即显示该点的三维坐标，十分方便。在地形图上表示地貌的方法有很多种，在测量工作中通常采用等高线法。所谓等高线是指地面上高程相同的相邻点所集合而成的闭合曲线。用等高线表示地貌，不仅能明显表示出地面的起伏状态，而且能表示出地面的坡度和地面点的高程，便于在图上进行工程的规划设计。 本文就如何生成准确合理的等高线作简单的探讨。外业的数据采集采用全站仪，内业等高线的生成利用广州南方测绘仪器公司开发的地形地籍成图软件（CASS）。 当外业工作结束后，回到室内启动CASS成图软件，设置好通讯参数，利用CASS软件的数据传输功能把全站仪上的坐标数据传出来保存为*.DAT格式的文件，然后就可以利用此文件开始内业成图了，在这里仅讨论内业成图中等高线的生成。 首先在建立地面高程模型（DTM）之前，应剔除明显高出地面不能代表当地高程的碎部点，把其高程改为零即可。重要的一点是要使用“选择地性线”功能，使DTM的三角网边经过地性线，一般要将山脊线、山谷线、坡度变化线、地貌变向线、坡顶线和坡底线等用复合线绘出，在建DTM时考虑地性线，当然陡坎的坎上和坎下没有同时测量时，应在建DTM之前先绘出，并注意输入坎高，然后建DTM时根据提示选择考虑陡坎。只有这样才能生成合理的DTM三角网，进而绘出准确逼真的等高线。如果不考虑这些地性线，而用坐标数据文件直接生成三角网，往往会出现三角网边横穿陡坎、山脊线等不合理现象，以此绘制的等高线将失真。若地性线较多，可专门建一图层放置，在输入图层名将地性线信息输入计算机，这样就保证了DTM与实际地形相符. 另外在南方CASS软件中提供了对三角网中的三角形进行增加、删除、调整等功能，可使最终的DTM更加合理。 现场测记模式人工实地绘制草图，野外用记录器将测量数据记录起来，再将测量数据传输到计算机，内业按人工草图编辑图形文件，绘图机绘制数字地形图。通常使用的记录器是PC-500S类电子手簿，也可以用全站仪记录。另一种就是利用编码操作，数据采集是记录成图所需的全部信息，不用画人工草图，利用智能绘图软件内业自动成图。在野外数据的采集时，经常会忽视一些小问题，以下几点值得注意：4.2.1 要使用的所有仪器设备一定要经过具有资格鉴定部门的鉴定。4.2.2 建（构）筑物比较方正的可只需测出三点，第四点可由计算机来完成，南方的许多建（构）筑物 看起来较方正，其实是不规则的多边形，则需要全部实测点位。4.2.3 测等高线时，除了测量特性线点外，还应尽量多测一些加密的点，满足计算机建模，才能更加详尽地反映出实地地貌。尤其在测量一些微型地貌，细小的变化计算机的模拟是难以比较真实的反映出这些实际地形的，最好手工来完成。4.2.4 测图单元尽量以自然分界来划分，如以河流、道路等等划分，以便于地形图的施测，利于图幅的接边。4.2.5 能够测量到的点尽量使用测量仪器来实测，实在无法测到的点位尽量通过实地用皮尺（钢尺）量取。4.2.6 实地数据采集时，配合要默契，不在测站可视范围，则通过使用对讲机来传递信息，跑棱镜的人要将自己所要采集的地形地物数据点信息及时报告给测站人员，以确保数据记录的真实性。4.2.7 尽量在测站的可视氛围进行数据采集，在通视不良的地方或者需要通过举高支杆来观测的时候，则引点到附近设站进行采集数据，避免由于支杆偏离地形地物点位而带来的人为误差。4.2.8 外业进行数据采集时，一定要注意实地的地物地貌的变化，尽可能地详细记录，不要把疑问点带回到内业处理。要想在数字化成图中自动生成准确逼真的等高线，测量人员的工作经验和强大的成图软件功能缺一不可。如：要求1：50000，先画成了1：500），最后要修改图形比例尺，但是由于等高线已经附有高程值，所以相当于修改了三维属性，但只能修改平面的宽度，不能修改高程， 有一个办法,若错的有规律,可以把等高线层单独放开,比如:50的曲线值该为25.你就先画一个值为25的线,然后选那全部曲线,以50的线基点,整体MOVE到25上去. 可以直接修改等高线的标高呀方法是一样的,比如:现在50.124的曲线值该为25.你就先画一个值为25的线,然后选那全部曲线,以50.124的线基点,整体MOVE到25上去.在高度上移动,平面上是没变化的.CASS应用 1. 数据通讯：外业使用带记录模块的全站仪进行外业测量记录，然后全站仪与微机利用CASS通讯软件进行通讯，在通讯过程中，通讯参数一定要一制。最常用参数是：协议ACK/NAK，通讯口COM1，波特率9600，数据位8，停止位1，检效无。一般只通讯坐标数据，有时也通讯测量数据。数据通讯完毕后一定要检查有没有坏数据，如果有就把坏数据删掉，否则就无法进行CASS坐标转换，然后把通讯数据转换成CASS坐标，起一个文件名将其保存。2展点：打开CASS，在标题栏中点击绘图处理，在其子目录中点击展高程点，找到CASS坐标文件展点即可。但展上去的为测点点位和高程。用同种方法，在其子目录中找到展外业测点点号，把点号展上。点号，点位，高程CASS默认为红色，为了更醒目，可以把高程点或者点号改变一下颜色，方法如下：点击图层管理，找到测点号或者高程点图层，改变其颜色即可。3. 连线：即根据外业草图用CASS工具和符号把相连的点位连接起来，把测区地物地形如实的反映出来。在连线过程中应当注意陡坎连接，陡坎连接后拟合时示坡线经常两边跑，为了解决这个问题我摸索出一个比较好的解决方法，即在连接陡坎时多点几个节点，特别是在坎拐弯和坎角，这样就能很好的控制示坡线的方向。4勾绘等高线：勾绘等高线有两种方法：1自动生成等高线: CASS依据测点自动生成，在山区地貌不是十分复杂，地物不多的情况下比较实用，但是生成等高线后图形文件变的比较大，为后期处理带来许多不便，在微机配置不高的情况下一般不要用。2. 手工绘制等高线:等高线在绘制时会自动拟合,线体有很多节点,在修改时非常麻烦。我在绘图中探索出一个比较好的方法，使等高线修改变的非常简单。方法如下：在绘制等高线时不要直接使用绘制等高线工具，而使用复合线工具来绘制等高线，因为复合线非常容易拉动修改。在等高线绘制完后可以批量拟合复合线，然后把拟合后的复合线加注等高线属性即可。这样画出的等高线套合的非常好，非常漂亮。5. 文件保存: CASS在使用中有文件自动保存功能,但是在CASS 软件使用不当,出现致命错误时文件容易丢失,所以要对文件时时做备份保存，即另存文件，我大约每半小时做一次。外业数据采集数字化测图的碎部测量一般用全站仪进行,主要方法为极坐标法,在实测得多数碎部点的坐标后,可利用软件中的方向交会、距离交会、十字尺测量法或量算定点等方法来取得其余各点的坐标,再辅以软件中的偏移、拷贝、延伸等功能,得到最后的图形。用全站仪进行外业数据采集的方法主要分为两种:其一是当地物比较规整时,可以采用“简码法”模式,就是在现场输入简码、室内自动成图,其特点是对野外作业人员要求比较高,跑尺路线要求较严,作业人员应熟记地物代码、符号,但使用方便、灵活,内业自动成图,减少内业工作量。其二是当地物比较凌乱时,最好采用“草图法”模式,现场绘制草图,室内用编码引导文件或用测点点号定位方法进行成图,该方法是一种实用快速的数据采集方法,直观、不容易出错,但工作效率较低,操作比较繁琐,内业工作量较大。在实际操作中应注意以下几点:(1) 在观测开始前,最好把测区内的已知数据全部输入,点号要与碎部点编号有所区别,以免混淆;(2) 跑尺员应严格按照数字化成图的要求作业,不能象平板测图一样省略部分点;(3) 依比例规则的方形建(构) 筑物只需测出三点,第四点可由计算机来完成;不规则的地物、地貌应尽量多测一些点,因为在传统测图中,一些细小的变化可通过手工来完成,但计算机的模拟是无法比较真实的反映出这些实际地形的,对于程序中规定顺序绘制的图块,如桥梁、广告牌等等,最好能按其顺序进行测量;(4) 在进行地貌采点时,可以用一站多镜的方式进行,一般在地形线上要有足够密度的点,特征点也要尽量测到。在测量陡坎时,最好坎上坎下同时测点,这样生成的等高线才没有问题。在其它地形变化不大的地方,可以适当放宽采点密度;(5) 采用无编码作业时,操作人员必须绘画草图,表明每个碎部点号的地物属性及相关位置,它是内业成图的依据,领尺员必须与测站保持良好的通讯联系(可通过对讲机) ,点号一定要准确无误;(6) 要做好外业数据的备份工作,最好把当天所测的数据传输到计算机中备份,然后删去全站仪中的数据,以免内存不足丢失数据;(7) 数字化测图的内业处理涉及的数据文件较多。因此,进入CASS5. 1 成图系统后,您将面临输入各种各样的文件名的情况,所以您最好养成一套较好的命名习惯,以减少内业工作中不必要的麻烦。CASS5. 1 测图系统在测图应用方面的几点体会CASS5. 1 测图系统克服了手工测图存在的一些弊端,体现了较强的优越性。(1) CASS5. 1 测图系统为设计人员甩开了图板,利用CAD技术提供了先决条件,同时也为准确读取图上点的坐标、方位和点间距离提供了保证,改变了过去人工用三角板或比例尺从图上量取数据的方法,使数据更为准确;(2) CASS5. 1 测图系统在外业采集数据时,利用全站仪自动测角、测距,自动计算三维坐标并自动存储,内业处理完全保持外业测量的精度,消除了人为误差来源,而且外业工作省略了读数、计算、展点、绘图等工序,减少了作业人员,缩短了外业工作时间,工效大大提高,生产成本大幅度下降;(3) 能够测量到的点尽量实测,尽量避免用皮尺(钢尺) 量取。因为用全站仪所测量的速度远非皮尺量取所能比的,而且精度也会高些;(4) 同一类地物(貌) 应先测,以避免内业造成一些不必要的麻烦,当然,根据实地的实际情况,可作灵活的运用。同时,也方便测站上观测人员的数字及字母输入;(5) 测等高线时,除了测量特性线外,还应尽量多测一些加密的点,以满足计算机建模的需要,也能更加详尽地反映出地貌;(6) 由于数字测图很多工作是在计算机上完成的,所以如何加强检核是每个单位所必须解决的,特别是在测区远离内业地点时,必须有一定的措施。绘制等高线地形图中地貌的起伏是用等高线表示的，CASS 系统的等高线由计算机自动绘制，而且能充分考虑到等高线通过地性线和断裂线的处理，遇到封闭地物或陡坎时能自动断开、错位。等高线的绘制通常是在平面图的基础上进行的，步骤如下：（1）建立数字地面模型（构建DTM）：DTM 是绘制等高线的基础，因此建立DTM是绘制等高线的主要步骤。CASS系统采用不规则三角形格网（简称TIN）数据结构来建立数字地面模型（DTM），在TIN建立过程中CASS系统较好地处理了以下几个问题：地性线的处理：地性线包括山脊线、山谷线等，在构建TIN 时，软件提示选择地性线，可用鼠标逐个点取地性线上的点，若地性线较多，可专门建一图层放置，在输入图层名将地性线信息输入计算机，这样就保证了DTM与实际地形相符；断裂线的处理：地面坡度变化陡峭的特殊地形边线称为断裂线，最常见的断裂线-陡坎，构建TIN 时，程序会提示是否考虑坎高，一般情况下，均应考虑坎高，那么这就要求，在野外采集数据时，不但要记清楚地性线上的点，还要丈量坎顶各测点处的坎高，即每测一个坎顶点就要量一次坎高。（2）修改数字地面模型（修改DTM）：三角网TIN构建完成后，可在屏幕上显示出来，对局部与实际地貌不太一致的地模，可进行修改；包括：删除三角形、增加三角形、过滤三角形、三角形内插点以及重组三角形，修改后的一定要地模存盘，否则修改无效。（3）绘制等高线：在第1、2 步的基础上便可会制等高线了。等高线绘出后，再对等高线加以修改、整饰后，与平面图进行叠加，一幅完整的数字地形图也就完成了。为了提高外业效率，达到即不丈量坎的比高，又能利用CASS 系统绘制出数字地形图的目的。方法是：对所有的坎、沟都不量比高，外业观测时，即观测坎（沟）顶特征点，同时又测量适当数量的坎底高程点。内业绘制等高线时，首先建立只考虑地性线不考虑坎高的数字地面模型（DTM），然后利用修改数字地面模型的“过滤三角形“之功能，输入过滤条件：三角形的最小角度（10）；三角形中最大边长与最小边长之比(5 倍)。经两次过滤三角网中，跨坎、沟的三角形（不符合过滤条件的三角形）基本全部被删除，最终就得到了较为符合实际地形的DTM，在此基础上绘制的等高线，就比较客观地反应出实际地形起伏等高线生成不合理用数模生成等高线时, 局部等高线与实地不符, 可能由下面几种情况造成: 绘制等高线的区域内有参加建模的其他地物点, 该地物点的高程与地形不符. 可通过点修改使该地物点不参加建模; 高程点分布不合理. 在需要打点的地方重新施测高程点; 可以通过删除部分三角形或增加部分三角形使等高线更趋合理; 可以通过牵拉等高线使等高线更圆滑、更符合实际地形.等高线未自动断开(1) 在数模生成等高线时, 可能会发现部分等高线在需要断开的地方没有自动断开, 其原因主要有以下几种: 所需的等高线断开的地物内有参加建模的高程点, 可以用点修改关闭建模; 未闭合地物, 应检查一下等高线断开的地物是否闭合, 如发现线连错或地物线未封闭的及时改过即可; 断开的地物未顺向, 主要是指等高线断开的地物连接方向不一致, 用“地物修改/ 顺向”或自动顺向使地物顺向后再生成等高线即可; 闭合断裂编码或合并断裂编码未填, 可在数模等高线生成中设置合并/ 闭合码.(2) 对于大比例尺较小面积的地形图, 如果修改工作量不大, 可以用“数字地模/ 牵拉(删除)等高线”进行修改, 或用裁剪等高线功能裁剪或删除等高线, 也可以在转成Dwg 文件后在Autocad中进行裁剪或删除.(3) 特别提示的一点是数模生成等高线之前, 一定要先把所测的图备份, 以防在生成等高线之后觉得不理想或生成的等高线错误太多, 需要修改之后重新生成. 如果忘了备份, 而需要重新生成等高线, 可在Windows/ Epsnas 中删除形成的所有等高线文件, 然后重新生成.半数字化成图由于等高线的生成是自动化成图的难点,等高线部分用手工描绘再数字化。利用野外采集的数据通入计算机,在计算机中编辑好地物,处理完后用打印机打印在纸上或薄膜上,再用薄膜蒙在打印出的图纸上描绘等高线。用手工描绘等高线时,可根据等高线的疏密情况只描绘其关键等高线,其余的等高线在计算机中自动内插处理。等高线描绘完后就单独扫描矢量化等高线,矢量化完后把等高线叠加在地物上。此种方法由于等高线不相交,完成等高线的内业处理并不需要太多时间,此种方法比较实用,同时矢量化的等高线比计算机自动生成的等高线要自然得多,还原地貌较好。数字化成图用野外采集的数据通入计算机,用计算机完成地物的编辑,再由计算机自动生成等高线。由于等高线的生成并不容易,至少现在成图软件中等高线的生成还不完善。在自动生成的过程中,首先必须对野外采集的数据进行加密和处理,数据应尽量加密,数据的分布尽量均匀,才能保证建立起良好的网型,最后追踪生成等高线。自动化生成的等高线大多需要修改,使等高线尽量与实际地貌相符。否则生成的等高线较实际地貌变形大,再来修改等高线就需要更多的时间,所以数据处理尤为重要。即使有良好的网型自动生成等高线,往往等高线的形状都不尽人意,应进行认真修改使其与原地貌一致。两种方法各有优点,可以根据不同的情况使用,比如地形变化不大,自然地貌占大部分可以采用数字化成图方法。人为地貌多、地形变化复杂可采用半数字化成图方法。同时各种方法也可以混合使用。比如自动生成等高线密集部分。扫描矢量化稀疏部分。稀疏部分往往是地形变化复杂部分,用手工处理比用自动生成省时省力。所以根据实际情况来选择工作方法完成等高线的数字化是非常必要的。基于数字地面模型的等高线绘制基于不规则三角网(TIN) 的等高线绘制,较之正方形格网结构(Grid) 来说,三角网法有以下特点: (1) 省去了矩形网法中由离散点到网格点的数据转换,三角形网格点数据就是离散点数据(直接观测的数据) ,构成的系统性能最优,精度高于经插值得到的矩形网格点精度,并能克服地形起伏不大的地区产生冗余数据的问题,但其存储数据量大、数据结构复杂和难以建立,TIN 一般适合小范围大比例尺高精度的地形建模。(2) 能获得任意边界形状的区域等值线;而矩形网法的边界只能是矩形。(3) 直接利用原始数据点插补等值点位置,能较好地顾及地貌特征点、线,逼真地表示复杂地形起伏特征,对特征点部位任意小的等值线都能绘出,几何算法简单、可靠,而矩形网法由于任一网格内等值线不能闭合,当某一特征点(如最高点) 刚好位于矩形网格内时,就会丢掉很小的闭合等值线。建立TIN 时,有以下几点原则: (1) TIN 唯一(2)在使周围邻近的观测点组成TIN 时,尽可能保证每个三角形都是锐角三角形或三边的长度近似相等,避免出现过大的钝角和过小的锐角(3) 保证最邻近的点构成三角形,即三角形的边长之和最小(4) 任意两三角形不相交。等高线的绘制中,主要考虑以下要求: (1) 曲线必须通过已知的等值点(节点) ; (2) 曲线在节点处光滑,即其一、二阶导数连续; (3) 相邻两节点间的曲线没有多余的摆动; (4) 同一高程等高线不能相交。一般的曲线光滑方法,都能满足(1) 、(2) ,对于(3) 、(4) 则不能完全满足。尤其当节点分布不均匀或较稀疏时,问题尤为突出。在三角网较密、离散点分布较均匀时,五点光滑法能满足后两个条件。图2. 1 基于TIN 等高线程序绘制的等高线图(比例1 :1000 等高距1 米)4 数据处理与编辑4. 1 绘图软件的选择对于一个测绘任务而言,数字测图的一个重要问题是选择好适合的绘图软件。我们在这次工程中,选用了CASS 5. 0 软件。CASS 5. 0 是南方测绘仪器公司在AutoCAD 2000上开发的新一代数字化地形地籍成图软件,它在地物编辑、DTM 建模及等高线绘制、工程应用等诸多方面都有突破性进展。由于它是基于AutoCAD 平台开发的,因此秉承了许多AutoCAD 的特点,图形的编辑功能非常强大。4. 2 使用CASS5. 0 建立DTM常规的平板测图,等高线是由手工描绘的,等高线可以描绘得比较圆滑但精度稍低。在数字化自动成图系统中,等高线是由计算机自动勾绘,生成的等高线精度相当高。在绘等高线之前,必须先将野外测的高程点建立数字地面模型(DTM) ,然后在数字地面模型上勾绘出等高线。数字地面模型(DTM) ,是在一定区域范围内规则格网点或三角网点( TIN 结构) 的平面坐标(x ,y) 和该点的高程Z 的数据集合。由于TIN结构可以适应各种数据分布,并且能方便地处断裂线、构造线及不连续的地表数据,所以通过增加特征点数据以及对TIN 进行优化,得到TIN 模型是快速建立DTM 数据的有效方法。4. 3 等高线的自动生成TIN 修改完后,便可利用TIN 进行插值生成等高线。4. 4 生成DTM 时应注意的一些问题4. 4. 1 由于DTM 是根据外业采集的离散地形点数据生成的,因此,外业采集的特征点的位置是否合理以及疏密程度,都直接关系到生成的等高线的质量。因此,在地性线上要有足够密度的点,特征点也要尽量测到。另外,在沟底、山脊测了一排特征点后,还应该在沟底、山脊两侧各测一排点,这样生成的等高线才真实。4. 4. 2 由于利用TIN 模型建立DTM 时,是根据邻近的三个点联接成三角形,对于陡坎就有可能出现与没有关联的点生成三角形,从而使生成的DTM与实际不相符。因此,在测量陡坎时,最好坎上坎下同时测点,陡坎边必须测出并连线,这样生成的等高线才没有问题。应用CASS绘图软件的体会CASS是在绘图软件AutoCAD基础上开发的测量专用绘图软件，增加了许多专用工具和符号，为数字化测量和成图带来了很大的方便。但在应用中存在着许多注意事项和技巧，正确使用这些工具和技巧，可以达到事半功倍的效果。1、数据通讯。外业使用带记录模块的全站仪进行外业测量记录，然后全站仪与微机利用CASS通讯软件进行通讯，在通讯过程中，通讯参数一定要一致。最常用参数是：协议ACK/NAK，通讯口COM1，波特率9600，数据位8，停止位1，检效无。一般只通讯坐标数据，有时也