等高線遇地物自動編輯技術研究

吳 昊

(鐵道第三勘察設計院集團有限公司，天津 300251)

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等高線遇地物自動編輯技術研究

吳 昊

(鐵道第三勘察設計院集團有限公司，天津 300251)

等高線遇其他地物時打斷、延伸等編輯是地形圖編輯中耗時較長的一道工序。通過分析編輯工序中常見情形處理方式，制定了一套基于計算機程序的自動處理流程，并基于AutoCAD2006繪圖平臺，在ObjectARX環境下，運用Visual Studio 2002開發工具實現了該方案。生產應用表明，該程序可有效減少工序作業量，提高作業效率。

鐵路制圖 ObjectARX 地圖編輯 延伸相交處理

受制于采集軟件及作業人員習慣等因素，原始采集的等高線經常會遇到無法很好地與地物結合的情形，需要在地形圖編輯階段進行逐一處理編輯。原始采集的地形圖文件經過大量打斷、裁剪、延伸、相交的編輯工作后，才能滿足地形圖制作規范要求，此處將該部分工作統稱為“等高線遇地物編輯工序”。在單幅普通地形圖中，等高線遇地物編輯對象可達數百個，人工逐個編輯的準確度和效率都極為低下，極易出現漏掉、出錯等情況，從而影響地形圖的整體質量(如圖1)。

圖1 原始采集地形圖常見等高線遇地物情形

1 等高線遇地物自動編輯方案分析

1.1 問題分析

在原始采集階段，由于缺乏調繪資料支撐，圖層區分較為概略。原始采集的地形圖在調繪資料輔助下進行編輯，圖層得到進一步細化，最終形成地形圖成品。基于對原始采集地形圖采集特性和地形圖成品的分析可知，原始采集地形圖遇等高線的地物編輯工作量相對較小，具備利用程序實現自動化處理的可行性。通過對原始采集地形圖的分析，等高線遇地物編輯主要涉及河流、道路、地物及其相關的輔助圖層。對于這些圖層的處理需要實現以下幾類功能：(1)實現等高線與地物自動延伸的相交功能；(2)實現等高線與地物自動裁剪的相交功能；(3)實現等高線與有寬度地物的自動延伸裁剪功能；(4)實現等高線遇地物類地物的自動延伸裁剪功能。1.2 等高線遇地物自動編輯方案分析

實現等高線與地物自動編輯功能應遵循先通用再特殊的原則，即先實現通用的延伸、裁剪等功能，再對特殊的有寬度地物、地物類地物進行處理。

(1)等高線遇地物自動編輯對象集合的建立

等高線遇地物編輯的實現首先需建立正確的參與編輯等高線對象端點集合和參與編輯的地物對象集合。確定參與編輯的等高線主要依據兩大原則：其一，決定等高線編輯的圖層名稱，不同的圖層名稱對應的等高線編輯處理方式；其二，地物與等高線對象起止端點的最小距離閾值。同時還需要排除相鄰的等高線對象，即當兩個等高線對象首尾完全連接時(或小于連接距離閾值)，其連接處的端點將不再參與等高線遇地物處理(如圖2)。

圖2 剔除相連接的等高線端點

對于參與編輯的地物集合，則由上述的相關圖層對象構成。

(2)通用延伸相交情形的編輯處理

對等高線對象集合中的每個對象，將其與地物集合逐個對象進行位置關系判斷。

①相交情形判斷：相交情形處理的關鍵在于確定相交點位置以及裁剪的段落。首先求取與等高線相交的所有地物對象和交點坐標值，獲取交點距端點的距離值集合，裁剪的段落則通過經驗距離指標來確定，即當距離值中的極小值小于相交距離經驗閾值時，可對等高線與極小值對應的地物對象進行相交后的裁剪處理(如圖3)。

圖3 相交情形處理

②延伸情形判斷：基于最優化編輯方案流程的原則，在相交情形處理完畢后再進行延伸情形判斷更為合理。延伸情形需要考慮的因素不能僅限于簡單的單交點情形，對于復雜的、形狀不規則的地物而言，延伸后相交出現多交點是常見情形，其基本思路為：以等高線對象端點所在的直線段為基準作延伸線，求取與延伸線相交的所有地物對象，并計算端點與相交點之間的距離，取出對應的最短距離集合中的極小值，極小值小于延伸距離經驗閾值時即可進行編輯處理(如圖4)。

圖4 延伸情形下的處理

(3)特殊情形處理

特殊情形的出現主要與作業人員的作業習慣以及作業軟件的操作等因素有關，通過調研分析，主要集中為夾角相關、提勾、遇斜坡類地物以及雙線道路等五類情形。

①夾角相交：等高線在經過房屋等封閉地物時，采集人員很容易誤將等高線穿過其中，此時需要對等高線對象進行截取，求取等高線與該地物的兩個交點坐標，刪除兩交點之間的部分，使得該等高線與地物相接，完成該操作后，等高線對象一分為二，待編輯等高線集合需更新(如圖5)。

圖5 夾角相交情形下的處理

②提勾情形：采集人員繪制等高線時，通常遇到不能穿行的地物時會終止采集，由于采集所用手輪腳盤轉動過于靈活，導致等高線停止采集時會出現大量帶勾的現象，稱之為“提勾”。對于延伸情形處理，提勾現象會導致延伸線無法與地物相交，因交點缺乏使延伸處理出錯。

首先需基于斜率變化值來確定提勾現象存在，即從等高線鄰近地物的端點開始，基于一定數量的相鄰節點往后遞推進行逐斜率比較，以找到提勾現象的分界點。剔除分界點之后的所有節點后，余下處理即與通用的延伸情形處理一致(如圖6)。

圖6 提勾情形下的處理

③遇斜坡類地物情形：在采集過程中，斜坡線前進方向的左側為斜坡坎，在后期編輯時需添加斜坡坎符號，當等高線從斜坡坎方向來時，必須保證與斜坡坎相接。當延伸或相交情形面向斜坡坎線所在方向時，將原始斜坡線沿法線方向復制，偏移一定距離后形成新的斜坡對象，后以該對象為基準對等高線執行通用的延伸相交操作即可；當延伸或相交情形背向斜坡坎線所在方向時，其處理流程與通用的延伸相交操作處理一致(如圖7)。

圖7 面向斜坡坎處理過程及處理結果

④遇有寬度的大車路情形：依據地形圖規范要求，等高線遇有寬度的大車路、時令河等圖層時需要嚴格接邊，而在采集工序與編圖工序分開的現狀下，采集工序對大車路通常只描繪中心線，并沿中心線垂線方向表明路面的寬度，且等高線直接穿過中線，待編輯工序恢復大車路雙線，并進行等高線編輯處理。

對大車路情形的處理需要從所有大車路集合中獲取兩兩相交對象，并確定中心線對象和寬度線，然后生成大車路的兩邊線并求取邊線與等高線的交點坐標，基于交點進行裁剪來完成處理(如圖8)。

圖8 等高線與大車路情形處理

2 等高線遇地物自動編輯方案實現

綜合上述分析，等高線遇地物自動編輯流程如圖9所示。

圖9 等高線遇地物編輯流程

通過對上述流程的剖析，依據由易到難、由通用到特殊的原則，基于objectARX2006+Vs2002開發環境逐步實現上述功能，以ARX腳本形式直接運行在CAD2006下，并在多個鐵路生產項目中進行了生產應用，通過與傳統手工作業模式進行比較分析，其生產效率和地形圖編輯質量均有較大的提高，應用效果良好。

3 結論

利用ObjectARX+VS.net實現了等高線遇地物的自動編輯方法，開發的等高線遇地物自動編輯程序改變了當前地形圖編輯中該工序完全依靠人工逐條作業的現狀，大大減輕了編輯人員處理等高線的效率，提高效率60%以上。另外，通過程序自動批量處理，減少了錯漏等質量問題的發生，進一步提高了地形圖編輯的質量。地形圖編輯過程中等高線遇地物的特殊情形較多，本文所述的方案難免有考慮不周之處，在下一步的研究中，將結合具體生產應用情形進一步豐富和完善方案，提高工序作業效率。

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Analysis ForAutomatic Editing To Contour Coming Across Object

WU hao

2016-06-17

吳 昊(1985—)，男，2007年畢業于北京建筑工程學院地理信息系統專業，工程師。

1672-7479(2016)05-0030-04

P231.5

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