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摘 要: 大比例尺数字化地形图在城市建设规划中起着重要的作用,而传统地形图缩编技术效率较低。本文以1∶500和1∶1 000数字地形图缩编1∶2000地形图为例，所述缩编工作是建立在南方CASS7. 1成图软件平台上,并在此基础上作了大量的二次开发工作,使得整个缩编过程实现半自动化,大大提高了工作效率。
关键词:大比例尺;数字地形图;缩编;综合
引言
地形图的应用非常广泛。特别是在城市建设规划中,既要从整体规划,又要考虑到局部开发, 这就需要不同比例尺的地形图。整体规划就需要小比例尺的地形图,而局部开发又需要相对较大比例尺的地形图。另外,我们在地形测量中,仅仅测绘出大比例尺地形图, 如果按照常规方法一点一点的测绘出图,那将耗费大量的人力、物力、财力,这种方法很不现实。在实际工作中, 利用大比例尺地形图编绘成较小比例尺的地形图是一种很实用的制图方法。
数字地图不像传统地图那样以线划、颜色、符号注记来表示地形地物,而是以一定的计算机能识别的数字代码系统反映地表各类地理属性特征。数字地图的特点决定了数字地形图的编绘不同于传统的纸质地形图。
1∶500和1∶1 000数字地形图内容详细,对城市的规划具有重要作用。但从另一个角度来看,其过于细致不便于大范围宏观规划,尤其是近年来。 随着改革開放的深入,我国城市步入了快速发展时期,城市城区范围也随之不断扩大,城市规划和建设部门对基础测绘工作也提出了新的要求, 因此1 ∶500, 1 ∶1 000 数字地形图缩编为1∶2 000数字地形图就成为必须实施的工作。
1基本资料分析
首先要对城市现有的1∶500和1∶1 000数字地形图进行分析。仔细分析原有数字地形图采用的软件、成图方法、坐标系统、图式版本以及层码、线型等要素,这些要素对缩编工作至关重要。
2缩编方法及作业过程
2. 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。
2. 1. 1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。
2. 1. 2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成图软件的“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。
2. 1. 3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。
2. 2 工作底图的准备及图廓的形成根据
1∶2000编图的分幅原则,把基本图形资料按整公里数拼接(1∶500为16幅拼接,1∶1000为4幅拼接),获得编绘原图。
2. 3 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。编辑时充分利用了南方CASS7. 1成图软件中的“加入实体编码”功能,将具有相同特征的图形元素进行批量选择,改变其特性参数。利用南方CASS7. 1成图软件进行比例尺转换时,原地形图的线型比例、形符号、文字注记等图形元素的尺寸大小都自动改变。
2. 4 图元综合过程
1∶500,1∶1000～1∶2000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、舍次求本为原则, 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图单位的要求进行。因此本次缩编作业分两个环节进行: 自动化批处理操作环节和交互式的手工操作环节。
2.4.1 利用程序批处理环节
(1)删除次要地物。对于1∶2000地形图,原图上部分地物不需表示,如阳台、飘檐、室外楼梯、门牌注记、路面材料注记、乡村小道、楼层注记、图根控制点、检修井、低压电杆、路灯、小型广告牌、宣传栏、电话亭、邮筒等,要实施删除处理。查找出这些地物
的符号编码, 通过删除编码的方式进行批处理。
(2)等高线的抽稀。1∶500和1∶1000地形图上的等高线特征点很多, 导致图形的字节量很大,通过程序对等高线统一进行抽稀,可以很大程度地减少图形容量。
(3)符号替换。1∶2000地形图中部分地物符号的表示方法与1∶500和1∶1000图不一致,如线型符号有铁路、围墙等,点状地物有亭、雕像、水塔等。这样需要制作新的线型和形符号,应用新符号替换旧符号。
2.4.2 手工编辑环节
(1)符号抽稀
符号抽稀主要针对高程注记和植被填充。高程标注优先保留特征点高程值,其他区域本着丘陵地区高程标注点的间距为50m,居民地可适当放宽间距的规范要求进行抽稀；植被填充符号,对于大面积地区所种的植被为同一品种时, 先删除其中所有植被符号,利用植被填充程序按合适间隔比例重新种植, 对于小面积植被按照规范要求进行手工抽稀。
(2)地物取舍过程
1∶500和1∶1 000地形图符号扩大压缩至1∶2 000地形图后,图形要素信息量很大,需要作大量的取舍。如删除面积较小的棚房、删除等高线和高差小于1 米的陡坎线、删除居民区的小块绿化地、小树符号、荒草地等。这部分工作没办法通过程序来实现,只能依靠作业员的经验,按规范及图式要求手工操作,此项工作量较大。
(3)地物合并过程
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。如相连接的或相互之间间隔小于0.3mm的同层同类建筑物合并,则删除多余的楼层注记；当房屋拐角小于0.4mm时,可遵循外扩的原则进行综合；露天看台不作中间等分线描绘；有一定规模且分布密集生产性棚房或牲口房进行合并,绘出其外轮廓线并加以标注；坟墓密集时,应绘出范围线,保留2个～3个符号,并注明个数；不同品种种植的相邻旱地合并,并种植面积较大的植被符号等。操作过程要求保持各要素特征点的位置不变、反映各形状对比、图形关系协调一致。
(4)移位编辑
由于比例尺的改变, 符号和注记的尺寸相应放大,图形元素会出现相互压盖、重叠、相交、关系混乱等情况。如文字注记压盖其他地物,独立物符号伸进房屋,坎齿线与等高线或房屋线相交等, 此时可依据各符号间的距离不应小于0.6个图形单位的间隔关系,将次要地物进行移位处理。
（5)文字编辑
1：2000 地形图的文字注记，说明注记字体规定为HZ，字高规定为4，但单位名称字高应适当扩大，规定为6，城市主要街道公路及主要河道名称注记采用雁行字列注记，字高为10∽20。
（6）质量检查。为确保缩编图的质量，我院执行了严格的检查程序，每一次检查，检查者都会将不合格项在图上标出并反馈给缩编作业员进行修改，修改合格后再进行下一步检查程序。经过3 个环节的检查，成果再交上级部门验收。
电子图的自查、互查阶段。这一环节由作业员本人或其他作业员内部执行，本次检查是通过二次开发的南方CASS7. 1检查程序完成，由二次开发的南方CASS7. 1检查程序一次性全自动对所要检查的地形图文件的相关硬性指标进行检查（如图层分类，实体编码、线型比例，字体样式等等），检查结果报告以表格的形式输出，以方便查阅修改。过程检查。对照底图进行检查，检查关键高程点的选择是否正确；建筑物的合并是否完整；植被填充是否完整；地物密度是否适中；综合取舍是否合理，是否存在缺漏等。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词:大比例尺;数字地形图;缩编;综合
引言
地形图的应用非常广泛。特别是在城市建设规划中,既要从整体规划,又要考虑到局部开发, 这就需要不同比例尺的地形图。整体规划就需要小比例尺的地形图,而局部开发又需要相对较大比例尺的地形图。另外,我们在地形测量中,仅仅测绘出大比例尺地形图, 如果按照常规方法一点一点的测绘出图,那将耗费大量的人力、物力、财力,这种方法很不现实。在实际工作中, 利用大比例尺地形图编绘成较小比例尺的地形图是一种很实用的制图方法。
数字地图不像传统地图那样以线划、颜色、符号注记来表示地形地物,而是以一定的计算机能识别的数字代码系统反映地表各类地理属性特征。数字地图的特点决定了数字地形图的编绘不同于传统的纸质地形图。
1∶500和1∶1 000数字地形图内容详细,对城市的规划具有重要作用。但从另一个角度来看,其过于细致不便于大范围宏观规划,尤其是近年来。 随着改革開放的深入,我国城市步入了快速发展时期,城市城区范围也随之不断扩大,城市规划和建设部门对基础测绘工作也提出了新的要求, 因此1 ∶500, 1 ∶1 000 数字地形图缩编为1∶2 000数字地形图就成为必须实施的工作。
1基本资料分析
首先要对城市现有的1∶500和1∶1 000数字地形图进行分析。仔细分析原有数字地形图采用的软件、成图方法、坐标系统、图式版本以及层码、线型等要素,这些要素对缩编工作至关重要。
2缩编方法及作业过程
2. 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。
2. 1. 1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。
2. 1. 2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成图软件的“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。
2. 1. 3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。
2. 2 工作底图的准备及图廓的形成根据
1∶2000编图的分幅原则,把基本图形资料按整公里数拼接(1∶500为16幅拼接,1∶1000为4幅拼接),获得编绘原图。
2. 3 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。编辑时充分利用了南方CASS7. 1成图软件中的“加入实体编码”功能,将具有相同特征的图形元素进行批量选择,改变其特性参数。利用南方CASS7. 1成图软件进行比例尺转换时,原地形图的线型比例、形符号、文字注记等图形元素的尺寸大小都自动改变。
2. 4 图元综合过程
1∶500,1∶1000～1∶2000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、舍次求本为原则, 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图单位的要求进行。因此本次缩编作业分两个环节进行: 自动化批处理操作环节和交互式的手工操作环节。
2.4.1 利用程序批处理环节
(1)删除次要地物。对于1∶2000地形图,原图上部分地物不需表示,如阳台、飘檐、室外楼梯、门牌注记、路面材料注记、乡村小道、楼层注记、图根控制点、检修井、低压电杆、路灯、小型广告牌、宣传栏、电话亭、邮筒等,要实施删除处理。查找出这些地物
的符号编码, 通过删除编码的方式进行批处理。
(2)等高线的抽稀。1∶500和1∶1000地形图上的等高线特征点很多, 导致图形的字节量很大,通过程序对等高线统一进行抽稀,可以很大程度地减少图形容量。
(3)符号替换。1∶2000地形图中部分地物符号的表示方法与1∶500和1∶1000图不一致,如线型符号有铁路、围墙等,点状地物有亭、雕像、水塔等。这样需要制作新的线型和形符号,应用新符号替换旧符号。
2.4.2 手工编辑环节
(1)符号抽稀
符号抽稀主要针对高程注记和植被填充。高程标注优先保留特征点高程值,其他区域本着丘陵地区高程标注点的间距为50m,居民地可适当放宽间距的规范要求进行抽稀；植被填充符号,对于大面积地区所种的植被为同一品种时, 先删除其中所有植被符号,利用植被填充程序按合适间隔比例重新种植, 对于小面积植被按照规范要求进行手工抽稀。
(2)地物取舍过程
1∶500和1∶1 000地形图符号扩大压缩至1∶2 000地形图后,图形要素信息量很大,需要作大量的取舍。如删除面积较小的棚房、删除等高线和高差小于1 米的陡坎线、删除居民区的小块绿化地、小树符号、荒草地等。这部分工作没办法通过程序来实现,只能依靠作业员的经验,按规范及图式要求手工操作,此项工作量较大。
(3)地物合并过程
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。如相连接的或相互之间间隔小于0.3mm的同层同类建筑物合并,则删除多余的楼层注记；当房屋拐角小于0.4mm时,可遵循外扩的原则进行综合；露天看台不作中间等分线描绘；有一定规模且分布密集生产性棚房或牲口房进行合并,绘出其外轮廓线并加以标注；坟墓密集时,应绘出范围线,保留2个～3个符号,并注明个数；不同品种种植的相邻旱地合并,并种植面积较大的植被符号等。操作过程要求保持各要素特征点的位置不变、反映各形状对比、图形关系协调一致。
(4)移位编辑
由于比例尺的改变, 符号和注记的尺寸相应放大,图形元素会出现相互压盖、重叠、相交、关系混乱等情况。如文字注记压盖其他地物,独立物符号伸进房屋,坎齿线与等高线或房屋线相交等, 此时可依据各符号间的距离不应小于0.6个图形单位的间隔关系,将次要地物进行移位处理。
（5)文字编辑
1：2000 地形图的文字注记，说明注记字体规定为HZ，字高规定为4，但单位名称字高应适当扩大，规定为6，城市主要街道公路及主要河道名称注记采用雁行字列注记，字高为10∽20。
（6）质量检查。为确保缩编图的质量，我院执行了严格的检查程序，每一次检查，检查者都会将不合格项在图上标出并反馈给缩编作业员进行修改，修改合格后再进行下一步检查程序。经过3 个环节的检查，成果再交上级部门验收。
电子图的自查、互查阶段。这一环节由作业员本人或其他作业员内部执行，本次检查是通过二次开发的南方CASS7. 1检查程序完成，由二次开发的南方CASS7. 1检查程序一次性全自动对所要检查的地形图文件的相关硬性指标进行检查（如图层分类，实体编码、线型比例，字体样式等等），检查结果报告以表格的形式输出，以方便查阅修改。过程检查。对照底图进行检查，检查关键高程点的选择是否正确；建筑物的合并是否完整；植被填充是否完整；地物密度是否适中；综合取舍是否合理，是否存在缺漏等。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。