《地物编码与连线》PPT课件.ppt

地物编码与连线 一 地形点编码 传统的地形图绘制工作就是测定地物点或地貌特征点的点位 三维坐标 后 人工将其展绘到图纸上 再依据测点间的关系而绘制相应线条 连线 并在需要的点位上绘制相应的图式符号 最后整饰成图 而在数字化成图中 测定地形点后的成图过程主要由计算机软件自动完成 因此在数字测图中 对于点的描述必须赋予三类信息 才能完成自动成图的工作 即 1 点号 2 点的三维坐标 x y H 3 点的属性 包括点的分类信息和连线信息等的编码 数字成图所需的描述点的三类信息中 点号和点位坐标可用全站仪等测量仪器在外业测量中自动获得 根据点号可以自动提取点的坐标 地形点的属性可以用地形编码表示 由观测者在测量现场输入 根据地形点编码中的分类信息 可以自动将测点分层存贮和调用相应的图式符号 根据编码中的连线信息 可以自动用指定的线条 直线 圆弧 样条曲线等 和线型 实线 虚线 点划线等 在点与点之间连线 在数字测图系统中 按照国家标准建立图式符号库 在地形图上需要插入图式符号时 可按相应的编号调用 地形点编码设计应遵循的原则为 1 分类应符合国家标准和测图规范 2 编码应尽可能简单 符合测量员的习惯 便于记忆和现场操作 3 不遗漏或重复 使具有唯一性 现有的机助成图软件中有多种编码方案 以下介绍比较简单的 地形要素五位编码 方案 1 500 1 1000 1 2000地形图图式 将地形要素分为十大类 测量控制点 居民地和垣栅 工矿建 构 筑物及其他设施 交通及附属设施 管线及附属设施 水系及附属设施 境界 地貌和土质 植被 注记 用数字3 4 12代表 每一大类中一般再用二位数细分 少数再细分用三位数 据此 五位编码法 中采用前三位数字编码 代表地形点分类 第一位用16进制数 3 4 9 A B C 以下再用二位十进制数细分 例如 图式 中对于 一般房屋 编号为 4 1 1 本方案编码为 411 对于 人工草地 编号为 11 4 3 本方案编码为 B43 图式 中对于 照明装置 编号为 5 5 2 又细分为 路灯 5 5 2 1 照射灯 5 5 2 2 本方案不再细分 编码均为 552 国家标准的 地形要素分类与代码 GB14804 93 是采用四位整数分类编码 编码的制定原则与上述三位整数编码基本相同 但是考虑到系统的发展 多留一些编码余地 以便地形要素的扩展 建设部行业标准的 城市基础地理信息系统技术规范 CJJ100 2004 中的 1 5001 10001 2000地形要素分类与代码 是采用六位整数编码 其特点是划分很详细 并留有扩展的余地 是属于城市地理信息系统的子系统 后两种方法与 图式 的编码并不一致 二 地形点连线信息编码 当测点是独立地物时 只要用分类编码来表示它的属性 即可确定该编码所代表的地物及其相应的图式符号 如果测的是一个线状或面状地物 本测点必须与其他测点相连 才能形成一个完整的地物符号 此时 需要明确本测点与之相连的测点的连线次序 起点 中间点 终点 闭合到起点 和连线种类 直线 圆弧或样条曲线 在 五位编码法 中 第四位表示连线次序 用一位英文大写字母作代码 B begin 连线起点 M middle 连线中间点 E end 连线终点 C close 闭合到起点 对于不需连线的独立地物点则空缺 第五位表示连线种类 用一位数字作代码 1 直线 2 圆弧 3 样条曲线 对于不需连线的独立点则空缺 这样的连线编码方法 分类与 图式 的编号相一致 且比较简单 便于记忆和操作 五位编码法 对地形要素的编码示例见下表 编码示例示例编码的含义315导线点 独立点 不需连线 411B1一般房屋 连线起点 用直线411E1一般房屋 连线终点 用直线632B1等级公路 连线起点 用直线632E1等级公路 连线终点 用直线644B2内部道路 圆弧起点644M2内部道路 圆弧中点644E2内部道路 圆弧终点811M3长年河 连线中间点 用样条曲线B43M1人工草地 地类界 连线中间点 用直线B43C1人工草地 地类界 闭合到起点 用直线 地形要素五位编码示例 三 野外地形数据采集 用电子全站仪配合计算机进行地面数字测图是目前最常用的方法 在本书第五章中 已详细介绍SET22D电子全站仪的使用方法和程序功能 传统的测图作业步骤是先控制后细部 数字测图也应采取相同的作业步骤 在图根控制点上安置好全站仪后 输入测站点和后视点号以及测站的仪器高和目标高 然后瞄准后视点进行水平度盘定向 用全站仪进行地面数字测图 通常采用极坐标法进行细部测量 记录全部测量信息 并计算细部点的三维坐标 进行细部测量时 瞄准细部点的照准中心 棱镜中心 反射片中心或不用合作目标时的细部点本身 按 测量 键 即进行角度和距离测量 并显示细部点观测数据于屏幕 按 记录 键 显示细部点的三维坐标值 然后输入细部点编码 按 OK 键确认 则细部点的观测数据 坐标值及编码等被存储于当前工作文件中 然后又重新显示细部测量屏幕 可继续下一细部点的观测 在进行细部点观测时 可充分利用全站仪所提供的角度偏心观测 单距离偏心观测 双距离偏心观测等功能 以提高测量效率 对于目标点的编号 仪器可以预先设置好细部点的起始编号及间隔 以后随着观测的进行 仪器会自动对细部点进行编号 地形点编码输入 用全站仪进行地形点数据采集时 地形点的编码还必须由观测员判断和人工输入 SET22D可建立地物编码库 根据编码设计将常用的地形点编码建立编码库 在需要输入编码时 可直接调用而不必一一键入 对于连续各点需要输入相同的编码时 则尤为方便 有的地物点具有双重地物特征 例如某点既是电杆又是路边 对于这种具有双重地物特征的细部点可根据编码设计原则给予十位编码 每五位表示一种地物特征 这样就可减少对双重地物特征的细部点进行重复测量的工作量 在进行细部点测量时应尽可能按地物的分类和连线的次序进行 这样便于观测员的编码输入和地物图形的按编码自动连线 下图为地形测量细部点的观测次序和编码示例 其中有两幢房屋 一个道路交叉口和一个池塘 小十字代表观测的细部点 左边为点号 代表观测次序 右边为编码 按照上图中点号的观测次序 观测者对编码输入的改动较少 另外 成图软件除按分类编码将地物点存入 图层 外 可以按连线编码自动连成较完整的地物轮廓线 如图中的实线 包括直线 圆弧 样条曲线 图中虚线为未连的线条 须在图形编辑时完成 SET22D可存储3000个细部点的观测 OBS 和点位 POS 的数据资料 另外配有存储卡也可存储3000个点的全部信息 当存储器存满时可将当前文件写到存储卡中 对于城市地区的中等简繁度的一幅1 500的地形图 其地物特征点一般不会超过1000个 因此仪器所提供的存储容量是足够的 SET系列全站仪地形测量点位数据原始记录为每点一行字符串 通过与计算机的数据通讯 向计算机传输细部点的观测和点位数据文件 四 全站仪与计算机的数据通讯 已做实验 五 原始观测数据的转换 地形测量时 全站仪原始的点位观测数据为每一个地形点的顺序编号 三维坐标和属性编码 属性编码包括地形点所属的图式编号和连线信息 如前图所示为地形测量的局部草图 其中地形点左边注明的为顺序编号 右边为分类与连线信息的编码 SET系列全站仪地形测量点位数据原始记录为每点一行字符串 例如前图所示地形测量草图的实测数据向计算机传输的数据文件 部分 如以下所示 其中每行的第1 4位为采集数据的方式 第17 20位为点的顺序编号 第21 36位为纵坐标 第37 52位为横坐标 第53 68位为高程 第69 84位为编码 即每点一行的字符串分为 采集方式 点号 纵坐标 横坐标 高程 代码 共6个数据区 方式编号纵坐标横坐标高程代码08TP10011644 88642111 66438 718411B108TP10021634 83932114 66648 720411M108TP10031639 52282130 33398 680411E108TP10041626 08612113 99698 510644B108TP10051633 30332137 44868 520644E108TP10061636 31232141 02908 500644M208TP10071640 97732141 36178 520644E208TP10081659 96552134 87568 500644E1 全站仪的观测数据还须用下列 地形测量数据转换程序 将其转换为AutoCAD绘图所需格式的数据文件 即地形点的顺序点号 横坐标 纵坐标 高程 代码各占一行的数据文件 并将各个数据区的字符转换为相应的 字符串 实数 或 整数 例如以下所示为上列点位数据文件中1001号地形点的数据 其中 顺序点号为整数类型 坐标和高程为实数类型 代码为字符类型 将上列第一行字符转换为下列5行数据 1001 点号 整型 2111 6643 横坐标 实型 1644 8864 纵坐标 实型 8 718 高程 实型 411B1 代码 字符型 地形测量数据转换程序 defunc setcad 将SET观测数据转换为CAD可读数据 setqFile 1 getstring 输入SET数据文件名 txt setqFile 2 getstring 输入CAD数据文件名 txt setqF1 openFile 1 r open文件一 read文件 setqF2 openFile 2 w open文件二 write文件 setqm getint 输入地形点数 repeatm setqs read lineF1 按行从文件一读入 以下将读入字符串拆分为点号 三维坐标 代码 分行写入文件二 转换数据类型 setqn atoi substrs174 princnF2 princ n F2 写入点号 setqx atof substrs3710 princxF2 princ n F2 写入横坐标 setqy atof substrs2110 princyF2 princ n F2 写入纵坐标 setqh atof substrs5310 princhF2 princ n F2 写入高程 setqcd substrs696 princcdF2 princ n F2 写入代码 closeFile 1 closeFile 2 princ 六 地形点展绘和初步连线 地形点数是大量的 例如一幅1 500的地形图一般约有1000点 AutoCAD绘图时 每点按其属性依照地形图图式的分类编号分层展点 初步连线和注记 这一工作可编制下列 按地形点点号坐标代码展点及连线程序 来完成 按地形点坐标代码数据文件画地形图初级图形 地形点按前三位代码入层画点 注记点号及高程 初步连线 可封闭所画图形 TOPOLINE TopographicPoints LinesDrawing defunc topoline setqfile getstring n输入点位数据文件名 txt setqf openfile r 打开文件 准备读取数据 setqm getint 输入地形点数 command style standard 宋体 n n a c 字体 setqsplnil 放置样条曲线的 点表 SPL初始化 repeatm 按点号依次读入 依代码分层展点 注记点号高程 地物初步连线 setqpn read linef pn为点号代码 字符串 setqx read read linef x y h为三维坐标值 实数 setqy read read linef setqh read read linef h rtosh22 点的高程取2位小数注记 setqCD read linef CD为地形点代码 字符串 setqx1 x3 0 y1 y0 2 x2 x0 4 y2 y0 4 setqpt listxy pt1 listx1y1 pt2 listx2y2 pt为地形点位置 pt1为注记点号的起始位置 pt2为注记高程的起始位置 command layer make Pn c white command text pt10 70pn 用白色注点号 成图后可关闭此层 command layer make 1021 c green command text pt210h 用绿色注记点的高程 成图后可选择保留 command zoom e setqlay substrCD13 代码前3位为层名 图式编号 setqBMEC substrCD41 代码第4位为Begin Middle End Close setqlx substrCD51 代码第5位为连线信息 1 直线 2 圆弧 3 样条 command layer make lay c white 按地形点分类建层 展点 if lay 411 command layer c magenta lay 品红画房屋 if lay 443 command layer c red lay 大红画围墙 if lay 644 command layer c yellow lay 黄画内部道路 if or lay 811 lay 824 command layer c cyan lay 青色画河流和水塘 以上四种主要地物分层设色 使图形编辑时易于区分 command point pt 按点的平面坐标展点 以下画直线段或闭合多边形 if and lx 1 BMEC B setqp1ptP0pt if and lx 1 BMEC M progn setqp2pt command line p1p2 setqp1p2 if and lx 1 BMEC E progn setqp2ptp4pt setqspl consptspl n1 使可接续画直线 圆弧或样条等 command line p1p2 setqp1p2 if and lx 1 BMEC C progn setqp2pt command line p1p2p0 C 可使多边形封闭 以下画圆弧段或全圆周 if and lx 2 BMEC B setqp4ptp0pt if and lx 2 BMEC M setqp5pt if and lx 2 BMEC E progn setqp6pt setqspl consptspl n1 使可接续画圆弧 直线样条等 command arc p4p5p6 setqp1ptp4pt if and lx 2 BMEC C progn setqp6pt command circle 3p p4p5p6 C 可画全圆周 以下画样条曲线 开放或闭合曲线 可画3点以上任意点数的样条曲线 代码为B3 M3 M3 E3 构成点表spl if and lx 3 BMEC B setqspl consptspl n1 if and lx 3 BMEC M setqspl consptspl n 1 n if and lx 3 or BMEC E BMEC C progn setqspl consptspl n 1 n setqpti nth 1 n spl n 1 n command spline pti 用 spline 命令画样条曲线 while n1 setqpti nth 1 n spl n 1 n 依次从点表中取出各点 commandpti 按点连接样条曲线 end while if BMEC E progn command setqsplnil 画完一条开放式样条曲线 使点表初始化 setqp1ptp4pt 使可接续画直线或圆弧 如果样条曲线闭合 则代码为B3 M3 M3 C3 构成点表spl if BMEC C progn command c command setqsplnil 画完一条封闭式样条曲线 使点表初始化 end if end repeat closef princ endprogram 图8 30的地形测量草图的观测数据 经过用 数据转换程序 和 按地形点点号坐标代码展点和连线程序 所得地形图初级图形显示如图8 37所示 地形点左边为点的顺序编号 右边为点高程 地形图图形经过编辑后 可以关闭点号层 不必要的高程注记可以消去 七 地形图图式符号库 数字测图软件的地形图图式符号库 是以国家标准 图式 为依据的图形数据库 库的功能首先是各种地物符号的绘制 其次是这些符号的组织 检索 管理和应用 此外还必须提供对符号库本身进行增加 删除 修改等操作的维护功能 以满足不同专业用户的需求 对于不同的比例尺 图式中有不同的规定 这种不同可以体现在符号的类型图案以及依何种比例尺等方面 在一个完善的图式符号库中 应包括不同比例尺的符号 除了国家标准外 在铁路 电力等行业还制定有各自的部门标准 它们主要是针对专业特点作了若干补充 同时也可能带来符号分类体系的变化 随着测绘事业的发展 图式本身也存在更新的问题 所有这些都要求数字化成图软件的图式符号库能适应不同应用条件的变化 应具有更新和调整功能 7 1图式符号库的设计 数字测图软件的图式符号库的设计方法应与其图形系统的实现方法相一致 对于具有独立图形系统的数字测图软件来说 符号库的设计有两种方法 一种是沿用通用的CAD图形软件的符号库系统 并实现与之兼容的应用程序 另一种是根据自己的图形数据结构和图形应用平台 开发专门的符号库结构和实现方法 无论用什么方法实现图式符号库 地形图图式的编码都是符号库的最基本的索引项目 符号库必须根据编码来组织 同一类的符号可以用相同的模式来描述 也就是说它们在实现和应用时的输入 输出是类似的 实现方法是相同的 仅仅是数据参数不同而已 这样就可以将整个图式符号库分成若干子库 每一个子库代表一类符号 按照该类符号的共同特点组织符号的描述数据 并对应统一的应用方法 因此 建立图式符号库时 分类的依据主要就在于它的实现和操作方法 一般来说 各种地形符号首先可分为点状 线状 面状三大类 1 点状符号只有一个定位点 对应一个固定的 不依比例尺而变化的图形符号 根据朝向的不同 点状符号又可分为垂直于南图廓和按真实方向描绘两类 2 线状符号其特点是符号依据定位线绘制 根据线划构成的复杂程度 线状符号又分为 比较简单的 简单线型 如简易公路 等级公路的边等 比较复杂的 复杂线型 如行树 围墙 高压电力线等 3 面状符号其定位线要求构成封闭的区域 称为面状符号 根据区域内填充的不同 又可分成线填充方式 如特种房屋 及点填充方式 如草地 树林 7 2AutoCAD图式符号库的建立 基于AutoCAD二次开发的测图软件 一般都考虑在AutoCAD系统中利用AutoCAD提供用户定义的图块 BLOCK 和填充 HATCH 图案的功能建立图式符号库 1 图块建立AutoCAD中的图形元素称为实体 图块是若干实体的集合 并被赋予一个名称 该集合本身也成为一个实体 可作为一个整体进行诸如插入 拷贝 移动 删除等操作 图块定义有一个插入点 即定位点 首先用BLOCK或WBLOCK命令将每一个独立符号定义成一个图块 然后用INSERT命令即可在指定的地方插入所定义的图块 用建立图块的方法 可以将每一个点状符号制作成图块 并分别存储在文件中 图块和相应的图块文件名称可以利用相应地物的编码生成 在需要使用某一独立地物符号时 根据编码提取文件名 即可直接得到以独立的图形文件形式存在的符号 例如制作三角点符号 在AutoCAD用Pline按照图式规定的大小绘制3mm边长的正三角形 用Point在三角形中心绘制一点 并设置为基点 用地形图图式编号 311 为文件名 存入符号库指定的目录中 这样就完成了三角点符号的制作 用类似的方法制作其它符号 图8 38为图式符号库中制作的部分常用地形图图式符号 2 符号填充AutoCAD提供了标准的填充模式库 也允许建立用户自己的填充模式库 因而能够为阵列式的面状符号 例如果园 竹林 草坪等 建库 八 自定义图形函数 在地形图图式符号中 除了独立符号的图形完全固定 可以预制成块 建立图式符号库备用以外 还有一些符号的基本图形或细节虽具有固定形式 但其尺寸和形状随一些参数而变 对此需要设计具有若干参数的 自定义图形函数 的AutoLISP程序 以绘制这类图式符号 例如图式中的 围墙 符号的基本图形是两条平行线 其两个端点的位置及宽度按实测数据 作为可变的参数 平行