淺談?dòng)媚戏紺ASS9.0繪制等高線的方法

陳偉華

（河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，河南洛陽471023）

淺談?dòng)媚戏紺ASS9.0繪制等高線的方法

陳偉華*

（河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，河南洛陽471023）

在地形圖中，常用等高線來反映地貌的起伏。介紹了等高線相關(guān)定義、性質(zhì)和形成過程，以南方CASS9.0軟件為例對(duì)等高線的內(nèi)業(yè)繪制方法做了詳細(xì)介紹，主要包括高程點(diǎn)預(yù)處理、繪制地性線、地面高程模型（DEM）建立與修改、繪制等高線和修飾等高線的方法，并針對(duì)產(chǎn)生的問題，提出了解決辦法。

CASS9.0；地面高程模型（DEM）；等高線；繪制；地性線；修飾

在測(cè)量工作中，等高線是大比例尺地形測(cè)圖顯示地貌的基本方法。南方CASS9.0是較廣泛應(yīng)用的數(shù)字化成圖軟件，數(shù)字化成圖是將地面模型以數(shù)字形式表示，經(jīng)由電子計(jì)算機(jī)處理后，再經(jīng)過人機(jī)交互的屏幕編輯，形成數(shù)字化地形圖。數(shù)字化測(cè)圖點(diǎn)位精度高，成圖速度快，便于成果的更新傳輸、處理、利用和管理；信息包含量大，可成為GIS重要信息來源等。數(shù)字化測(cè)繪地形圖目前已廣泛地應(yīng)用于水電、公路、城建規(guī)劃、環(huán)境保護(hù)工程等諸多領(lǐng)域。

1　等高線的相關(guān)定義

等高線指的是地形圖上高程相等的相鄰各點(diǎn)所連成的閉合曲線。把地面上海拔高度相同的點(diǎn)連成的閉合曲線，垂直投影到一個(gè)水平面上，并按比例縮繪在圖紙上，就得到等高線。等高線也可以看作是不同海拔高度的水平面與實(shí)際地面的交線，所以等高線是閉合曲線。等高線具有密陡舒緩的特性，能反映地表起伏的勢(shì)態(tài)和地表結(jié)構(gòu)的特征。

等高線按其作用不同，分為首曲線、計(jì)曲線、間曲線與助曲線4種。

（1）同一條等高線上的點(diǎn)高程相等；

（2）等高線為閉合曲線，不在圖內(nèi)閉合就在圖外閉合，因此在圖內(nèi)，除遇房屋、道路、河流等地物符號(hào)而外，不能中斷；

（3）除遇懸崖等特殊地貌，等高線不能相交；

（4）等高距相同的情況下，等高線越密，即等高線平距越小，地面坡度越陡；反之，等高線越稀，即等高線平距越大，地面坡度越緩；

（5）等高線遇山脊線或山谷線應(yīng)垂直相交，并改變方向。

2　《城市測(cè)量規(guī)范》與《地形圖圖式》對(duì)等高線繪制要求

（1）城市建筑區(qū)和不便于繪制等高線的地方，可不繪制等高線；

（2）在表示小山頂、小洼地、小鞍部等地貌形態(tài)時(shí)，可縮短其實(shí)部和虛部的尺寸；

（3）在等高線比較密的等傾斜地段，當(dāng)兩計(jì)曲線間的空白小于2mm時(shí)，首曲線可省略不表示；

（4）等高線遇到房屋、窯洞、公路、雙線表示的河渠、沖溝、陡崖、路堤、路塹等符號(hào)時(shí)，應(yīng)表示至符號(hào)邊線；

（5）單色圖上等高線遇到各類注記、獨(dú)立地物、植被符號(hào)時(shí)，應(yīng)間斷0.2mm；

（6）大面積的鹽田、基塘區(qū)，視具體情況可不繪等高線。

3　等高線的繪制

利用南方CASS9.0在繪制等高線時(shí)，先用外業(yè)采集高程點(diǎn)建立數(shù)字地面模型，然后采用輕量線來自動(dòng)生成等高線，充分考慮到實(shí)際地形的復(fù)雜性，結(jié)合必要的人工干預(yù)，勾繪正確合理的等高線。

3.1地面高程模型（DEM）預(yù)處理

外業(yè)數(shù)據(jù)采集完成后，由于頻繁變換棱鏡高或者使用免棱鏡觀測(cè)了錯(cuò)誤點(diǎn)位，甚至有些是在房頂測(cè)得點(diǎn)位，用這些點(diǎn)生成的等高線肯定是錯(cuò)誤的，因此必須對(duì)高程點(diǎn)進(jìn)行必要的預(yù)處理。

（1）刪除錯(cuò)誤高程點(diǎn)。如果外業(yè)觀測(cè)過程中，發(fā)現(xiàn)了這些錯(cuò)誤并即時(shí)做了記錄，可以在繪制等高線之前，直接將高程數(shù)據(jù)文件中對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)刪除或修改應(yīng)剔除；明顯高出地面不能代表當(dāng)?shù)馗叱痰乃椴奎c(diǎn)，把其高程改為零即可；另外先自動(dòng)生成等高線，觀察等高線與實(shí)際地貌異常，出現(xiàn)特別密集，圓錐或者漏斗形狀，其頂端處一般為錯(cuò)誤的高程點(diǎn)，需要剔除其數(shù)據(jù)，最后查出該錯(cuò)誤點(diǎn)的點(diǎn)號(hào)，在DAT文件中直接刪除它，并在CAD圖中直接刪除錯(cuò)誤點(diǎn)高程及點(diǎn)名。

（2）增補(bǔ)不足高程點(diǎn)。我們?cè)谒椴繙y(cè)地形圖時(shí)，坎頂坎底坡頂坡底拐點(diǎn)必測(cè)，山谷山脊山頂山腳及變坡點(diǎn)必測(cè)，房角拐角坑底坑邊等必測(cè)。有時(shí)我們?cè)谝巴獠豢赡茏龅揭粋€(gè)點(diǎn)不漏的測(cè)完整，我們內(nèi)業(yè)發(fā)現(xiàn)了，根據(jù)情況我們可以去補(bǔ)測(cè)還可以直接根據(jù)情況加點(diǎn)。

3.2建立數(shù)字地面模型及繪制等高線

（1）等高線繪制的總體流程：建立DEM→編輯三角網(wǎng)→繪制等線→根據(jù)等高線對(duì)三角網(wǎng)進(jìn)行編輯（反反復(fù)復(fù)，參考等高線編輯三角網(wǎng)，在等高線和三角網(wǎng)之間切換，直到滿意為止，三角網(wǎng)和等高線之間的關(guān)系是嚴(yán)密的邏輯關(guān)系，錯(cuò)誤的三角網(wǎng)絕對(duì)不能用來生等高線）→等高線的修飾與注記。

（2）建立地面高程模型（DEM）：經(jīng)過預(yù)處理后的地面高程模型（DEM）要使用“選擇地性線”功能，使DEM的三角網(wǎng)邊經(jīng)過地性線，一般要將山脊線、山谷線、坡度變化線、地貌變向線、坡頂線和坡底線等用復(fù)合線繪出，在建立DEM時(shí)考慮地性線，當(dāng)然陡坎的坎上和坎下沒有同時(shí)測(cè)量時(shí)，應(yīng)在建DEM之前先繪出，并注意輸入坎高，然后建立DEM時(shí)根據(jù)提示選擇考慮陡坎。只有這樣才能生成合理的DTM三角網(wǎng)，進(jìn)而繪出準(zhǔn)確逼真的等高線。如果不考慮這些地性線，而用坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件直接生成三角網(wǎng)，往往會(huì)出現(xiàn)三角網(wǎng)邊橫穿陡坎、山脊線等不合理現(xiàn)象，以此繪制的等高線將失真。另外在南方CASS軟件中提供了對(duì)三角網(wǎng)中的三角形進(jìn)行增加、刪除、調(diào)整等功能，可使最終的DEM更加合理。

①生成三角網(wǎng)：有“數(shù)據(jù)文件生成”和“圖面高程點(diǎn)生成”兩種，一般情況下等高線都是分片來生成，所以首先都在圖面上編輯好足夠的高程點(diǎn)，然后用“圖面高程點(diǎn)生成”來生成。

②初步三角網(wǎng)編輯：這是繪制等高線的核心技術(shù)，原則為“三角網(wǎng)不能跨越地性線連接”即地性線兩邊的高程點(diǎn)不能連接進(jìn)行內(nèi)插（地性線：山脊線、山谷線、山腳線、陡坎、溝心線等）。充分利用的功能有：三角網(wǎng)復(fù)制（任意復(fù)制一個(gè)三角形，然后將其3個(gè)端點(diǎn)移動(dòng)到對(duì)應(yīng)的高程點(diǎn)上）、捕捉（CAD提供的捕捉功能，是按照電腦屏幕的像素范圍來進(jìn)行，達(dá)到精確定位。當(dāng)拉動(dòng)三角網(wǎng)的頂點(diǎn)到高程點(diǎn)時(shí)，只允許打開圓心捕捉）、重組（通過1次重組甚至2次重組，可以達(dá)到三角網(wǎng)正確連接的效果）、加地性線、刪除三角網(wǎng)（直接輸入e命令對(duì)三角網(wǎng)進(jìn)行刪除）、加高程點(diǎn)“g”，“刪除三角網(wǎng)頂點(diǎn)”。達(dá)到的效果：坎上連坎上，坎下連坎下，坎中的上下不連三角網(wǎng)，但坎頭和坎尾兩個(gè)端點(diǎn)坎上和坎下要相連，形成一個(gè)坎上坎下三角網(wǎng)。

③完善三角網(wǎng)：用不光滑的折線生成等高線（由于是臨時(shí)繪制等高線，等高距輸入1m為宜），對(duì)照等高先進(jìn)行三角網(wǎng)的編輯（檢查高程錯(cuò)誤的高程點(diǎn)、檢查遺漏的三角網(wǎng)、連錯(cuò)的三角網(wǎng)等）；刪除等高線，保存修改后的三角網(wǎng)結(jié)果，重新繪制等高線，如此反復(fù)，只到三角網(wǎng)沒有問題為止。

（3）繪制等高線：決定三角網(wǎng)的正確性后，用3次B樣條線繪制等高線（注意不要用折線繪制，否則拉等高線的時(shí)間會(huì)成倍增加），然后對(duì)有疙瘩、有“鴨嘴”等的高線進(jìn)行編輯（注意：由于此時(shí)為了便于拉等高線，等高線是S擬合的，所以絕對(duì)不能打斷等高線。如果要打斷就必須先將其變成“不擬合”才能打斷，否則文件容量會(huì)大大增加）。利用到的功能：“等高線局部替換”、拉節(jié)點(diǎn)、復(fù)合線內(nèi)加點(diǎn)、復(fù)合線上刪點(diǎn)。

（4）等高線的修飾：等高線繪制好后，由于等高線是S擬合，所以文件容量勢(shì)必很大。利用“刪除復(fù)合線多余點(diǎn)（閥值為0.02）”，將會(huì)使等高線既美觀文件容量又小，同時(shí)設(shè)計(jì)用戶還可以隨便編輯圖形。然后將計(jì)曲線和首曲線的圖層分開，寬度分別為0.15mm和0?！暗雀呔€過濾“功能，用來對(duì)0.5m等高距的等高線變成1m或者2m等高距的等高線，常用在1∶500轉(zhuǎn)1∶1000或者1∶2000中使用。“等高線內(nèi)插“功能，用來在2根有高程信息的等高線之間內(nèi)插若干根等高線并自動(dòng)賦上高程值。等高線一般為閉合圓滑曲線，當(dāng)遇坎時(shí)坎上的等高線要接坎，坎下的等高線要接到坎的示坡線邊，而不是接到坎頂，等高線不能垂直于坎子，即在交的地方不論坎上還是坎下都應(yīng)該有一定的角度，表示出地形的走向?？蚕碌奶锕?，要接到坎的示坡線邊，而不是接到坎頂，坎上的田埂要接到坎頂，坎與坎相交或其他線狀地物與坎相交時(shí)時(shí)也要按具體情況參照田埂的處理方法來處理。溝，小路過坎時(shí)要將坎斷開。遇小路、電線溝的等高線可不必?cái)嚅_，但遇圍墻、房屋、坎等地物時(shí)一定要斷開。注意加等高線注記和示坡線。

4　結(jié)語

主要對(duì)CASS9.0繪制等高線的方法做了介紹，使讀者對(duì)數(shù)字化成圖有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)，但要得到合理準(zhǔn)確的等高線，不僅需要豐富的工作經(jīng)驗(yàn)和正確的作圖方法，還需要現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)確位置的實(shí)際測(cè)量及內(nèi)外業(yè)之間的協(xié)調(diào)合作情況來處理決定。

［1］顧孝烈，鮑峰，等.測(cè)量學(xué)［M］.上海：上海同濟(jì)大學(xué)出版社，1999.

［2］南方測(cè)繪儀器公司.CASS9.0使用說明書［E］.廣州：南方測(cè)繪儀器公司，2006.

［3］劉建英，王振勇.用南方CASS軟件準(zhǔn)確勾繪與修飾等高線的方法［J］.城市勘測(cè)，2009（4）.

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B

1004-5716（2016）08-0186-03

2015-08-24

2015-09-14

陳偉華（1981-），男（漢族），內(nèi)蒙古赤峰人，工程師，現(xiàn)從事測(cè)繪及礦產(chǎn)開發(fā)管理工作。