《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。 1500、11000、12000 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 (GB1480493) 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（CJJ1002004）中的“1:500 1:1000 1:2000 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SET 22D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。SET 22D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14位为采集数据的方 式，第1720位为点的顺序编号，第2136位为 纵坐标，第3752位为横坐标，第5368位为高 程，第6984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 08TP 10011644.8864 2111.6643 8.718 411B1 08TP 10021634.8393 2114.6664 8.720 411M1 08TP 10031639.5228 2130.3339 8.680 411E1 08TP 10041626.0861 2113.9969 8.510 644B1 08TP 10051633.3033 2137.4486 8.520 644E1 08TP 10061636.3123 2141.0290 8.500 644M2 08TP 10071640.9773 2141.3617 8.520 644E2 08TP 10081659.9655 2134.8756 8.500 644E1 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 (defun c:setcad() ；将SET观测数据转换为CAD 可读数据 (setq File-1 (getstring “ 输入SET数据文件名(*.txt): “) (setq File-2 (getstring “ 输入CAD数据文件名(*.txt): “) (setq F1 (open File-1 “r“) ；open 文件一 ，read 文件 (setq F2 (open File-2 “w“) ；open 文件二 ，write文件 (setq m (getint “ 输入地形点数 = “) (repeat m (setq s (read-line F1) ；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 (setq n (atoi (substr s 17 4) (princ n F2) (princ “n“ F2) ；写 入点号 (setq x (atof (substr s 37 10) (princ x F2) (princ “n“ F2)； 写入横坐标 (setq y (atof (substr s 21 10) (princ y F2) (princ “n“ F2)； 写入纵坐标 (setq h (atof (substr s 53 10) (princ h F2) (princ “n“ F2) ；写入高程 (setq cd (substr s 69 6) (princ cd F2) (princ “n“ F2) ；写入代码 ) (close File-1) (close File-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 (Topographic Points end-while (if (= BMEC “E“) (progn (command “ “ “) (setq spl nil) ；画完一条开放式样条曲线，使点 表初始化 (setq p1 pt p4 pt) ；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 “ “ “) (setq spl nil) ；画完一条封闭式样条曲线，使点 表初始化 ) ；end-if ) ；end-repeat (close f) (princ) ) ；end program 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) 7.2 AutoCAD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），平行线中间在图上每隔10mm分节（画 一短横线）。 类似于围墙的地形图图式属于线形符 号，例如栏栅、铁路、土堤、斜坡等，以 及房屋、台阶等非线形符号均可以设计成 相应的自定义图形函数。为方便一系列自 定义函数的调用，一般设计成下拉式菜单 ，点击后自动调用。对于个别函数可在 AutoCAD命令行用“load”命令加载：（ load“路经、函数名” ），然后按函数名 调用。 九、地物线型定义文件设置 地形图中的线条是地形信息形成和识别的 重要内容，应按图式规定的线型和线 宽来绘制。AutoCAD原有的线型定义文件 “acadiso.lin”中尽管已