基于南方CASS软件的大比例尺地形图绘制研究

2022-09-11

1 数据采集模式及内业成图方法

近几年, 国家基础建设加快了步伐, 基础规划建设所使用的图形一般都是大比例尺地形图。目前国内使用较多的测图软件是南方CASS软件。软件本身的一些功能很完善, 可以帮助我们解决一些生产中遇到的问题。还有一些问题就需要我们借助C A S S的平台A U T O C A D开发一些功能来解决, 以提高效率。目前, 数字化地形图测量的外业数据采集主要有两种作业模式。

(1) 有码作业。

这种方法是在进行碎步点测量的同时输入反映碎步点信息的编码。值得注意的是, 在有码作业方法中, CASS软件通过对编码的处理就能形成数字地图。但对于地形较复杂的区域, 测站与镜站人员的沟通就更加重要。

(2) 无码作业。

这种作业方法在进行碎步点测量时数据文件中只记录坐标数据, 由于在数据采集中未给碎步点输入相应的编码, 所测的所有点都是孤立的, 因此在无码作业中采用绘制草图的方法。内业可以通过依据草图编制的引导文件或计算机展点, 采用测点点号成图定位方式, 编辑形成数字地图。

2 解决坐标转换的问题

在进行全野外数字测图的过程中, 经常会遇到测站点和定向点的设站错误或独立坐标系转为已知坐标系等问题, 通常有两种方法解决。

(1) 三维改正。

(2) 平面改正, 利用CASS软件的功能就可以解决。

三维改正:利用CASS工具栏中的“数据”→“数据加固定常数”, 选择处理所有数据或处理高程为0的数据, 输入东方向 (Y) 改正值, 输入北方向 (X) 改正值, 输入高程改正值, 回车、输入原始数据文件名, 输入更改后文件名并保存。

平面改正:采用“地物编绘”下的“测站改正”功能, 输入改正前测站点即纠正前第一点, 改正前定向点即纠正前第二点方向, 改正后测站点坐标为纠正后第一点, 改正后定向点坐标为纠正后第二点方向。选择待纠正图像, 回车, 选择输入前数据文件名, 选择输入纠正后数据文件名, 保存。图形与坐标数据文件均改为已知坐标系下。

利用CASS软件本身的这些功能, 省去了其他软件解决坐标转换时平移旋转的繁琐过程, 坐标改正变得轻松自如。

3 软件的开发

CASS软件本身具有强大的功能, 为了使其更好地适应单位生产需要, 对其进行简单的二次开发, 实现不同的目的。

为使CASS软件的图层便于管理和编辑, 规定每一类地物、地貌为一层, 但与国标的层码不同。软件本身提供了图形属性转换的功能, 可以更改层码, 但工作起来比较繁琐。通过对软件的认识和学习, 本人编写了一个层码对照表, 这样, 利用CASS软件进行编辑时, 层码可自动转换为国标层码。

C A S S软件是在A U T O C A D的平台上开发的, 利用A U T O C A D强大的二次开发平台, 运用lisp语言编写小程序以解决工作中经常会遇到的问题。例如:上面所述由于CASS软件的图层已经改为国标图层, 但它的颜色变成了白色。通过加载自动建立图层、图层属性随层这两个程序, 把CASS软件的图层属性与符号统一起来, 以适应不同项目的要求。通过使用这些程序, 大大减少了编辑的工作量, 提高了工作效率。由于篇幅所限, 程序源码就不列出。

4 自动生成等高线

在地形图中, 等高线是表示地貌起伏的一种重要手段。常规的平板测图中等高线是手画的, 等高线可以描绘得比较圆滑, 但精度稍低;在数字化成图工作中, 等高线是由计算机绘制的, 成图精度比较高, 但对于复杂地形不适用。

目前结合实际情况, 勾绘等高线有两种方法。

(1) 在山区地貌不是十分复杂, 地物不多的情况下, CASS依据测点自动生成, 比较实用。利用CASS软件绘制等高线的功能:等高线→由数据文件建立DTM→选择文件→不考虑坎高但选择地性线, 地性线一般在野外采集时绘制草图, 内业编辑时将地性结构线绘出, 地形结构线是地貌形态的控制线, 一般包括山脊线、山谷线、坡度变化线、坡顶线、坡底线陡坎等。DTM精度和可靠性取决于地性结构线上的点位取得是否正确。若不能正确地连接地性线, 就会出现三角形边悬空和切割地表的现象, 从而导致模拟地形的失真和错误的等高线走向。解决的方法是在建立D T M之前建立正确的地性结构体系, 并将其引入到建立DTM的过程中, 作为建立D T M的一个强制性约束条件。建立好DTM后, 对DTM进行检查编辑, 删除高程错误的点, 删除三角网外围较长的边与较小的角。还应根据地性线进行调整, 防止三角形的边穿入山脊、陡坎等地貌内部, 防止边线在山谷、凹地、陡坎下方等地物处悬空, 即不要让三角网的边线横切地性线, 加以调整, 使其平行或顺延地性方向线。通过等高线下拉菜单进行删除或增加三角形, 进行修改, 结果存盘。这样绘制的等高线就不会内插到删除的三角形内。这是一个不断循环不断更改的过程, 直到最后构成的DTM符合要求, 生成等高线。

(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。故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 结语

全野外数字化测图的核心是测图软件系统, 但由于目前数字化成图软件在国内发展迅猛, 现流行的测图软件系统多由专业公司开发, 它们都能满足一般的全野外数字化成图的要求。但它们的数据结构和数据组织有很大差别。由于多家公司开发研制, 软件各有侧重, 各有所长, 难于做到彼此的完全兼容, 形成了百家争鸣、各自为政的局面, 国家也没有明确规定数字化成图软件的格式。

国家技术监督局发布了国家标准地形图图示, 大部分地形图测图软件为便于管理, 采用自己的图层和编码, 就与国标的层码产生矛盾。虽然软件本身也可以转换, 转换起来比较繁琐, 因此, 对不同的生产单位、不同工程项目来讲, 面对的问题不同。只有结合单位的实际需要, 对目前市场上的软件进行优化, 才能达到适应单位生产的要求。本文通过对CASS软件的认识和改进, 解决了实际生产中更改图层、图形3维改2维、高程点取位的问题, 并总结出一套适合自动生成等高线的方法, 提高了工作效率。

摘要：本文以CASS用于大比例尺地形图绘制为研究对象, 研究探讨了CASS用于大比例尺地形图绘制过程中的几个关键技术和难点, 包括数据采集模式、坐标转换和层码转换方法, 全文是笔者长期工作实践基础上的理论升华, 相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。

关键词：CASS,大比例尺地形图,坐标转换,层码转换