基于清华山维EPS平台的编码法自动成图系统设计与实现

王 保 国

(南昌市城市规划设计研究总院，330038，南昌)

0 引言

随着科学技术的飞速发展各种新型测量数据采集软硬件设备不断涌现，使得数据采集手段越来越多样化、地形图测图效率越来越高。但在大比例尺全野外数字测图领域，因项目对测量精度、工程工期、成本控制、技术方案中工序简易可控等方面的要求，全站仪、RTK仍是大比例尺测图项目的外业首选。如何充分发挥这些常规仪器及常规测图软件的作业效能，结合清华山维EPS测图软件，将编码法测图方法通过脚本编程形式集成到其测图模块中。通过实践，提出了一种简单实用的“快速编码法”测图方案，并基于此方案对地形图中常见地物的邻接关系，对自动连图后的“半成品”地形图进行程序算法设计，对不合理地物进行自动批处理，达到弱人工智能识别的效果，提高了测图效率。

1 编码方案定制

目前草图法和编码法是大比例尺测绘生产中的两种常用方法，各有优缺点，也有各自的适应的测绘场景。与草图法相比，编码法有着效率高、与测图软件结合更为紧密的特点，但其对测量人员要求也更高，怎样化繁为简，灵活应用是拓宽编码法的适用领域、提高测图效率的有效途径。

1.1 编码法基本原理

编码法是在进行数据采集坐标的同时给予每个点一个编码，内业软件根据编码进行自动或半自动的展点成图。其优点是投入相对较小，采集效率高，成图质量高，速度快，可以大大减少内业工作强度，一般仅需2人即可作业。

1.2 编码方案

当前的主流数据编码方案从结构和输入方法上区分，主要有全要素编码、块结构编码、简编码和二维编码方案以及以此为基础的简码法、草图编码法等，各方案的优点及不足都十分明显，有的编码偏重地物特征的描述以方便内业制图，但野外操作码就会相当复杂、难于记忆; 而有的地物编码方法输入简单、操作方便，但对野外草图的绘制要求相对较高[1]。目前国内常见的数字测图软件有南方CASS、清华山维EPS、开思SCSG、威远图SV300等，各自支持的编码方案都是根据各自的数据处理方法设计，各有优劣，并没有形成统一标准[2- 3]。

1.3 “快速编码法”方案的提出

基于分析已有的编码方案及结合南昌市城市规划设计研究总院软硬件设备、测图习惯，总结出适宜南昌市城市规划设计研究总院情况的编码方案(快速编码法)，该方案编码原理简单、外业操作方便、对野外草图绘制要求也非常低，现对该编码方案原理进行介绍如下。

1.3.1 地物编码类型 结合《国家基本比例尺地图图式第1部分：1：500 1：1000 1：2000地形图图式》GB/T 20257.1-2017及清华山维EPS软件制图要求，对常见地物进行分类如表1所示。

表1 常见地物类型表

1.3.2 快速编码法的编码规则 快速编码系统的编码构成：地物编码、连接码、描述属性码、地物识别码。外业操作码由其中的部分或组合构成。

1)地物编码，表示地物的类别。按图式符号地物名称的汉字拼音首字母组成，例如“LD”即表示“路灯”，“FW”表示“房屋”等。

2)连接码，表示点与点之间的连接关系。以“+”“-”“P”符号表示，“+”表示与上一点连接，“-”表示与下一点连接。“P”表示与上一地物平行。“Q*”“H*”“Z*”“Y*”按跑尺人员测绘路线方向的多分支连接。

3)描述属性码，描述地物数量及其它属性。 “n”“G”“ZH”“D”“BH”“GB”等，可与连接码组合表示同一个点的组合意义。

4)地物识别码，为适应测量实际作业中的多人跑尺作业方式，对地物编码进行定义，对交叉测量的地物进行地物识别码进行定义。

2 系统设计

2.1 技术路线

在不改变现有测图工序的条件下(南昌市城市规划设计研究总院测图主要采用草图法)，在全站仪进行外业数据点采集时，加入定制的编码，记录测点信息属性与连接属性，根据测点编码信息在内业连图达到自动连码的目的，用以加快内业效率，并根据地物连接等特征对图面进行地物连接算法设计，以达到智能处理的能力。

2.2 系统框架

系统基于清华山维EPS测图平台，将“快速编码”规则的解译、自动连图、智能辅助工具等主要功能进行集成，系统功能框架图如图1所示。

图1 系统框架图

3 系统实现

在清华山维测图平台下，采用EPS脚本结合C#方式进行二次开发，对各个功能模块进行程序编制。

3.1 基本连图模块

自动成图的关键是编码识别和对各种地物的绘制，将输入编码的测点文件进行自动展点、画线，流程如图2。

图2 快速编码法机助成图流程图

3.2 智能处理工具

基于编码法自动成图的图形是不完整的，需要进一步处理，根据常见地物的邻接关系与地物特点设计了以下小工具：1)阳台、室外楼梯、门前台阶垂靠房屋自动连线；2)高压线、低压线、通讯线断线自动连线；3)田埂类型等多交叉点自动连线；4)交互注记高程点小工具；5)全图一键曲线划直与节点抽稀工具；这些小工具对加快内业作业效率有很好的帮助，由于篇幅关系，在此不细述。

3.3 “快速编码法”成图特点

1)“快速编码”解决了地物类别、地物连接关系、地物属性等DLG测图的数据编码问题，理论上解决了大比例尺测图成图过程中遇到的主要问题，具有普遍的适应性，便于推广。

2)外业操作码短、容易记忆。地物编码为汉语拼音的简写，且支持自定义，可自行设定，无需专门学习与记忆。外业输入字符平均2～3位，节时高效，有利于外业效率的提高。

3)程序编制时灵活地处理了点、线交叉绘制，对实际生产中的多人跑尺、对交叉地物的外业测绘有较好的支持。

4)基于常规地形图中地物邻接关系特征，设计的“地物相关性快速判断”流程与算法，实现图形的弱人工智能处理，是本软件有别于其它编码法成图软件的显著特点。

4 结束语

通过调用编码测图模块在EPS平台成图时，可使点状地物一次性绘制完毕；线、面状地物按外业操作码进行连接，对未连接的地物点及多分叉点依照设计的连接程序进行批处理，可大大减轻内业处理的工作量。故采用本方法测图具有编码容易，操作简单方便，便于记忆，内业编图判读明确快捷的特点，从而提高了测图的效率。本方法适用于常见的全站仪及RTK设备，实用及通用性强。强化“地物相关性快速判断”算法，可有效增加软件的智能化，可有效地加快内业效率。