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。《1∶500、1∶1000、1∶2000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》(GB14804－93)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》（CJJ100－2004）中的“1:5001:10001:2000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SET22D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。SET22D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。路池混3砖2824E1824E1824E2824M2824E3824M3824M3824M3824E2824M2824B2633E1633E1633B1411E1411E1411E1411E1411B1633E2633M2633E1633B1633E1633E2633E1633M2633B1411E1411M1411B110321031103010291028102710261025102410231022102110201019101810171016101510141013101210111010100910081007100610051004100310021001633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1～4位为采集数据的方式，第17～20位为点的顺序编号，第21～36位为纵坐标，第37～52位为横坐标，第53～68位为高程，第69～84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08TP10011644.88642111.66438.718411B108TP10021634.83932114.66648.720411M108TP10031639.52282130.33398.680411E108TP10041626.08612113.99698.510644B108TP10051633.30332137.44868.520644E108TP10061636.31232141.02908.500644M208TP10071640.97732141.36178.520644E208TP10081659.96552134.87568.500644E1………………………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》(defunc:setcad()；将SET观测数据转换为CAD可读数据(setqFile-1(getstring输入SET数据文件名(*.txt):))(setqFile-2(getstring输入CAD数据文件名(*.txt):))(setqF1(openFile-1r))；open文件一，read文件(setqF2(openFile-2w))；open文件二，write文件(setqm(getint输入地形点数=))(repeatm(setqs(read-lineF1))；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(setqn(atoi(substrs174)))(princnF2)(princ\nF2)；写入点号(setqx(atof(substrs3710)))(princxF2)(princ\nF2)；写入横坐标(setqy(atof(substrs2110)))(princyF2)(princ\nF2)；写入纵坐标(setqh(atof(substrs5310)))(princhF2)(princ\nF2)；写入高程(setqcd(substrs696))(princcdF2)(princ\nF2)；写入代码)(closeFile-1)(closeFile-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(TopographicPoints&LinesDrawing)(defunc:topoline()(setqfile(getstring\n输入点位数据文件名(*.txt):))(setqf(openfiler))；打开文件，准备读取数据(setqm(getint输入地形