Lisp程序对摄影测量立体测量数据进行高程处理的实现

2022-09-10

1 前言

与传统方法获取的地形图相比, 摄影测量立体测图获取的地形图最大的特点是每个节点均有真实的高程坐标, 即高程值, 如利用该值可以恢复房屋、道路的真实空间位置, 因此其高程坐标具有很广泛的应用领域, 如进行三维模型建模、日照挡光分析、DEM制作等。但是, 在实际生产应用过程中, 由于高程基准的不同, 有时需要将不同基准下的摄影测量立体测图高程进行进行转换, 即同时对所有地物节点坐标的高程值增加一个数值或减少一个数值。如在ADS80航空摄影中, 其空三加密基于WGS 84坐标基准, 其高程值是大地高, 当立体测图时, 根据不同的需要, 转换相应的高程系统。但是一般采集均是一套高程坐标, 当一套采集系统需要不同的高程基准时, 需要对高程系在WGS 84和1985国家高程系或其他高程系之间之间进行转换, 这就需要对测图数据所有节点高程值进行处理, 整体增加和减少一个固定值。

2 立体测图数据的节点高程值坐标存放特点

目前摄影测量测图一般由立体测图软件的格式转换为Auto CAD软件的DWG格式。主要分为点、线、注记几种情形。以线状地物为例, 在摄影测量立体采集数据中, 线状地物节点的高程值不完全一样, 因此不是DWG数据常规LWPolyline的存储方式, 而是3d Polyline形式存在。

摄影测量立体测图数据线状地物节点坐标存储方式如下:

而一般DWG数据格式线状地物节点坐标存储方式如下:

从上面可以看到, 摄影测量立体测图数据的DWG文件与一般的DWG线状数据主要有两点不一样, 摄影测量立体测图数据存储文件每个高程坐标不相同, 即其存储的是该线状地物的每一个节点高程值, 为三维多义线;而一般DWG数据高程值坐标相同, 为一个值, 是轻量多义线 (LWPolyline) , 即通常所说的二维半线;其次, 摄影测量立体测图数据是以节点为单位, 每个节点为一个Handle, 而一般DWG数据为一个实体 (点、线、文本) 为一个Handle。对于这两点区别是后期程序实现中需要注意的问题。而如何获取3d Polyline数据节点高程值坐标并对高程值坐标进行操作成为该程序的重点。

3 程序实现

程序设计基本思想为首先提取所有数据 (点、线、文本) 的X、Y、Z坐标。在提取过程中, 注意在Auto CAD坐标定义中的X、Y坐标与测量中的X、Y是不同的, 前者是数学坐标系, X表示横坐标, Y表示纵坐标。后者为测量坐标系, 一般X表示纵坐标, Y表示横坐标。为了便于程序实现, 且便于生产人员应用, 程序编写统一为数学坐标系统, 即X表示横坐标, Y表示纵坐标。

在程序设计中, 首先提取节点坐标组, 定义为coor, 在coor中依次包含X、Y、Z值, 分别以coor_x、coor_y、coor_z定义。程序代码如下:

然后定义一个高差值变量h, 作为改变高程的变量值, 同时提示“请输入高差”, 程序代码如下:

(setq h_new (getreal"n请输入高差:<0>") )

对调整高程后的坐标值定义一个新的坐标组, 定义为coor_new, 将坐标组代替原坐标组。程序代码如下:

将以上更新坐标的程序作为一个子程序在后续循环中调用。

在实际作业过程由于有大量的点、线、注记, 因此对上述过程需要对选中的地物逐个更改, 需要对上述过程进行循环, 具体程序代码如下:

上述中的 (w3dg_1) 就是更新坐标的子程序。

在生产应用时, 加载该程序, 并输入相应的命令, 此时Auto CAD调出一个对话框“请选择3d多义线或插入块!”, 拉框选择需要调整高程的数据范围, 选中后点击右键, 会弹出一个“请输入高差:<0>”的对话框, 直接输入需要修改的高程值即可将, 会将所选数据高程值统一修改一个统一值。所输入数值高程值单位为米, 默认值为0。