中比例尺地形图数字化方法研究

吴昊

【摘要】对于比例尺数字化，方法很重要，特别是面对不一样的地形图，方法也会有比较细微的差别。地形图中的地形，地物要素的数字化方法有时候是一种抽象的假设，相关的开发技术有待深入研究，基于AutoCAD平台下中比例尺地形图进行数字化转化的软件是研究的一个方向，它的功能相对全面，可以实现中比例尺地形图数字化所需的各种方法。

【关键词】中比例尺地形图数字化方法

中图分类号：P231文献标识码： A

一、前言

地形图原图的数字化可以帮助实现数字地形图测绘，而在进行数字化转化的过程中，绘图实现自动化很重要。目前，大比例尺相关的数字化技术相对比较完善，在此基础上的中比例尺数字化方法也已经取得了进步。文中针对已有的大比例尺地形图数字化经验，进行认真的分析、研究，对于如何编制autolisp和visualbasic数字化软件也提出了自己的建议。

二、地形图的数字化方法

1.选择底图

底图的选择主要考虑底图的精度和要素的繁简两个方面。尽量选取适当比例尺的地图作为底图，并尽可能使选取的底图上包含所有符合要求的地理要素。

2.地图的预处理及扫描

为了提高数字化的效果，减少后期编辑量，需要对数字化底图作以下三个预处理：减少图纸变形的影响：对于纸张不是很好的纸质地图，需要将其复印到聚酯薄膜上，以减少数字化过程中因图纸变形而产生的误差。透边处理：即将与地图内图框相交的线划要素向图框外延伸5～10mm，这样做的目的主要是为了以后便于多幅图的拼接选取控制点：对于非国家标准分幅地图，还应打上方格网，以利于控制点坐标数据的精确量取。控制点的选取应不少于4个，标准分幅地图在内图框四角上有本幅图的四个控制点，并相应地标有实际地理坐标，图面上往往还有大地测量控制点可供选择。当没有现成的可供选择的控制点或需要增加控制点时，控制点的选取原则是尽可能选取点状要素或线状要素（如方格网、河流、道路等）的交点，并在图面上大致均匀分布，这样有利于提高数字化精度。

3.打开栅格底图，全要素矢量化

⑴矢量化等高线

先计曲线，后首曲线。除陡崖和双线河外，图上被居民地、道路、注记等断开了的等高线，必须根据其走向连通，不能断。

⑵矢量化水系先池塘、双线河，后单线河，注意河流流向（从上游至下游），以此判断河流间交接关系。

①确定线图元参数（分层参数表中水系的参数设置）；②双线河参数设置及矢量化（两边不平行的双实线）；③单线河参数设置及矢量化（穿过穿过一系列等高线的凹向处的单实线）④湖泊的矢量化（先矢量化湖泊的边界，然后进行造区工作，随后编辑处理的时候讲）；⑤水系图层或文件的保存。

⑶矢量化道路：先高等级，后低等级，并且低等级不能跨过高等级路。在图上比较明显识别的道路有三种：双线路，大车路，小路。

三、缩编方法及作业过程

1．数据

由于原有的数字地形图的成图技术标准与缩编图所要求的不一致。因此，缩编前应对其数据进行预处理，重新定义其图层、线型符号、形符号及文字注记等，统一数字地形图的技术标准，为缩编做好准备工作。

（一）线型符号的处理

如果原地形图的线型符号连续，可根据其特征编写程序进行自动转换。如果原地形图的线型符号非常破碎，找不到相同的特征进行批处理，因此这一环节基本要依赖手工完成，编辑的方法是按规定线型重新连线生成。

（二）形符号的转换

形符号一般都由图块构成，要转换成缩编图所要求的形符号，依赖手工完成工作量太大，可先建立对照表，再利用南方CASS7．1软件的“图形属性转换”功能批量转换；个别不能转换的形符号由开发人员编写小程序，实现自动转换。

（三）图层归类

通过线型符号和形符号的预处理，图层将实现自动归类。根据1：2000新编图的分幅原则，把基本图形资料进行拼接。在软硬件允许时可以将整个测区拼接成一幅全图，也可以将整个测区拼接成若干幅大图(最好把基本图形资料按整公里数拼接)，获得编绘原图：

2．图元参数编辑

编绘原图的图形数据比较简单：包括点状地物、线状地物、面状地物、形符号和文字注记，其地物编码按照《城市测量项目技术要求》中所规定的标准执行。

3．图元综合过程

数字地形图缩编过程实际上就是图元的比例扩大及综合的过程，综合的基本方法为：选取和概括。图元综合以去粗取精、舍次求主为原则，对图中地物进行删除、合并、夸大、移位、选取、简化等操作，使其编辑后的图形保持与比例尺相应的地图内容的详细程度。综合的过程中有很多细节没有硬性的规范要求，此时只能凭借作业经验和根据用罔单位的要求进行。因此缩编作业一般分两个环节进行：自动化批处理操作环节和交互式的手丁操作环节。

四、人工干预处理

地形图内容繁多,机械自动缩编不能完全达到要求,人工干预非常重要,因为这涉及到工作人员的工作经验和对地形图的理解,会直接影响到地形图的成图质量。按照综合制图方法,对图面进行细部修改和整体调节,使地图各要素之间的关系明确,位置清楚,准确表达出该区域的地理特征。

1.合并

合并是指合并同类地物的碎部,以反映地物的主要结构特征。如同层同类的各种房屋相连,或其间距小于0.4mm时可进行综合表示,注明楼层数;当房屋拐角小于0.4mm时,可遵循外扩的原则综合。若某一机关、厂矿等单位的院门均小于2mm时,要保留一处主要的院门;若有多处院门大于2mm,且两院门间隔小于15mm时,可综合取舍。狭小但密集分布的牲圈房,用虚线绘出外围轮廓。坟墓较密集时,应绘出范围线,保留2-3个,并注明坟墓个数;露天设备密集也应绘出范围线,适当抽稀等。

2.缩减

缩减就是将地图简化,简化分为删除和图形简化。前面已经通过程序将部分地物进行了删除,图形的简化则需要进行人工处理,如将双线围墙改为单线围墙,较短的双线河流、沟渠改为单线,长度小于2cm的围墙舍弃。

3.移位

由于符号化、以及独立符号、注记放大后会出现相互压盖、重叠、相交、关系混乱的情况,需根据综合取舍原则调整地物关系,适当修改,使图面清晰合理。如管线符号放大后,高压线、低压线、通信线很可能会互相叠盖,此时,就应按照主次关系,尽量保留高压线等主要的东西,将低压线或通信线舍弃或移位。再如陡坎符号化以后,坎牙长度为原来的4倍,有可能与等高线、房屋边线或其他地物注记相交,这时可通过相互关系主次进行移动和修改,使图面清晰,关系明确;独立符号、注记变大后,相互压盖,需人工移位处理,或者将符号尺寸缩小1/3。

五、作业中需注意的问题

1.关于分层和编码

数字化地形图相对于模拟地形图，其优越性不仅仅在于它的计算机应用，或许更重要的是它具有分层和编码以及较全面的属性特征，固此，合理确定分层和编码对今后的应用尤为重要。目前关于分层主要有两种方式，一种是仅仅基于一般应用的按地物地貌分类的分层方法，另一种是按GIS要求，考虑点、线、面建立空间拓扑关系的分层方法。在作业前需缘合考虑今后数字化地形图应用而确定合理的分层。关于编码，可以参考国家有关标准进行。

由于AutoCAD无法记录要索的编码、label点的码以及高程值等信息，可以采取诸如将编码放入相应实体的THICKNESS项．高程值放入ELEVA．TION项、房屋层数值放在房屋实体ELEVATION项中等办法来解决，以满足按GIS要求建立中小城市大比例尺地形图的地形数据库的要求。

2.关于底图扫描和影象纠正

底图扫描最好采用原清绘底图或二底图，这样由于底图变形小能确保扫描精度，在无底图或二底图的情况下，也可以用印刷图或晒兰图扫描．但此时一定要注意控制底图变形。扫描分辨率一般设定为300~400dpi，影像纠正和图形定向最好采用逐格同纠正法t一般来说最终定向纠正精度应小于2个象煮。

3.关于地形图符号化

由于地形图的使用者已普遍接受目前地形图的符号，固此数字地形图也应该采用现行的地形图图式对地物地税要索进行符号处理。若采用Geoscan或Epscan采样可直接调用它们符号库中的符号，者采用别的方法采样，则应在AutoCAD中用块的方法生成符号。

4．关于文字注记

文字注记及图外整饰可在AutoCAD上进行。由于AuIoCAD为自带汉字字库，故由AutoCAD转入其它Windows应用软件时，如CorelDRAW、Maplnfo，汉字不能正常转出。对于图外整饰，若按现行图式要求进行，仅仅是方便图幅的管理和查询，对于用图反而有些不便，建议将图外整饰(包括外图廓线)单独放置一层，这样，在用图时只要将该层删除即可很方便地对图幅进行拼接使用。

六、结束语：

地形图数字化代表了测绘发展的方向，中比例尺地形图数字化需要科学的方法，在研究的过程中，各个单位应该充分利用地形资料或者使用不间断更新的方法达到全面数字化的目的，借助于软件平台，过程将会更加高效。

参考文献：

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