【摘 要】本文介紹了南方CASS軟件的等高線繪制方法，并結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)，提出CASS軟件在繪制等高線方面的技巧和注意事項(xiàng)。
【關(guān)鍵詞】CASS軟件；等高線
1、引言
隨著科技快速發(fā)展，GPS、全站儀、計(jì)算機(jī)和各種測(cè)繪軟件已在測(cè)繪行業(yè)廣泛應(yīng)用，大比例尺全野外數(shù)字測(cè)圖手段得到普及，大大提高了生產(chǎn)效率。我院通過組合使用天寶GPS、徠卡全站儀和南方CASS測(cè)圖軟件，完成了大量的數(shù)字地形圖測(cè)繪工作，取得良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，也積累了一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)將用CASS軟件在繪制等高線方面的方法和經(jīng)驗(yàn)介紹給大家。
2、繪制等高線的基本方法
2.1等高線的定義
等高線指的是地形圖上高程相等的各點(diǎn)所連成的閉合曲線。地形圖上的等高城分為首曲線、計(jì)曲線、間曲線和助曲線4種。等高線的基本特點(diǎn)：（1）同線等高，即同一等高線上各點(diǎn)高程相同。（2）自行封閉。各條等高線必自行成閉合的曲線，若因圖幅所限不在本幅閉合，必在鄰幅閉合。（3）不能分叉，不能合并。即一條等高線不能分叉成兩條，兩條等高線不能合并成一條（懸崖，峭壁例外）。等高線的繪制，為了讓等高線較好的代表地形、地貌，則需要采集盡量多的特征點(diǎn)高程數(shù)據(jù)，然后再進(jìn)行合理的擬合和修飾，才會(huì)使等高線正確、科學(xué)。傳統(tǒng)的等高線手工繪制方法是個(gè)復(fù)雜、繁瑣的作業(yè)過程，耗時(shí)長(zhǎng)、效率低，但因是人工繪制，可以邊繪制邊檢查，明顯錯(cuò)誤可以隨時(shí)剔除。利用CASS軟件繪制等高線則具有自動(dòng)、快捷的優(yōu)點(diǎn)。
2.2CASS軟件繪制等高線
首先運(yùn)行南方CASS軟件，通過“數(shù)據(jù)”菜單導(dǎo)入全站儀中的采集數(shù)據(jù)，點(diǎn)擊“等高線”→“建立DTM”在彈出窗口中選擇坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件名，軟件將自動(dòng)建立DTM網(wǎng)絡(luò)，然后點(diǎn)擊“繪制等高線”根據(jù)提示輸入繪圖比例尺，并在彈出窗口中選擇擬合方式、輸入等高距，點(diǎn)“確定”軟件將，自動(dòng)生成等高線。軟件自動(dòng)生成的等高線往往不能很好的完全符合現(xiàn)狀地形特征，需要編輯人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)所繪草圖進(jìn)行修飾�？梢岳密浖�“刪除三角形”“增加三角形”“重組三角形”等功能完善三角網(wǎng)，然后重新生成合理的等高線。采集足夠密度的點(diǎn)，盡量多觀測(cè)特征點(diǎn)。
3、內(nèi)業(yè)操作注意事項(xiàng)
3.1粗差數(shù)據(jù)的剔除
外業(yè)觀測(cè)原始數(shù)據(jù)傳入計(jì)算機(jī)展點(diǎn)后，首先應(yīng)對(duì)照草圖和實(shí)地情況進(jìn)行數(shù)據(jù)查錯(cuò)，剔除錯(cuò)誤的高程點(diǎn)，對(duì)不參加構(gòu)建數(shù)字地面高程模型的點(diǎn)要標(biāo)識(shí)。例如：在測(cè)量居民區(qū)時(shí)，有時(shí)難免要在房頂上立鏡，此類不能代表當(dāng)?shù)馗叱痰乃椴奎c(diǎn)，應(yīng)使其高程置零，即讓內(nèi)業(yè)建地面高程模型時(shí)不予考慮這些點(diǎn)。
3.2生成三角網(wǎng)建立數(shù)字高程模型
采用三角網(wǎng)法構(gòu)成地面高程CASS軟件；等高線；技巧模型，若只考慮幾何條件構(gòu)網(wǎng)，最常見的問題是在某些區(qū)域可能出現(xiàn)與實(shí)際地形不相符的情況。如在山脊線處出現(xiàn)三角形穿入地下；山谷線處出現(xiàn)三角形懸空；也有可能出現(xiàn)三角形的邊跨越斷裂向的情況。這些情況下勾繪的等高線必然是錯(cuò)誤的。要想得到高精度的地面高程模型，具體的做法如下：1）使用CASS軟件的“選擇地性線”功能，使三角網(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，在自動(dòng)構(gòu)網(wǎng)時(shí)首先檢索出地性線并組成控制邊，在此基礎(chǔ)上構(gòu)成三角網(wǎng)；2）陡坎的處理。構(gòu)網(wǎng)之前要先將陡坎繪出來，然后賦予陡坎各點(diǎn)坎高。建立地面高程模型時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)沿著坎毛的方向插入坎底點(diǎn)，只有這樣才能在陡坎處構(gòu)成合理的三角網(wǎng)，保證等高線不穿過陡坎符號(hào)；3）斜坡坎和陡崖在外業(yè)采集數(shù)據(jù)時(shí)，如果直接獲取了上、下兩邊緣線上特征點(diǎn)的坐標(biāo)和高程，在建地面高程模型時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)將斜坡坎和陡崖上、下的點(diǎn)應(yīng)分別構(gòu)成三角網(wǎng)。如果外業(yè)采集數(shù)據(jù)時(shí)，特征點(diǎn)采集不夠，則需要根據(jù)草圖手工將穿過斜坡坎 和陡崖的三角形刪除，使中間形成一個(gè)斷裂帶，保證等高線不能直接穿過斜坡坎和陡崖；4）在地形圖上，還有一些特定的區(qū)域范圍，等高線不可進(jìn)入該區(qū)域內(nèi)，比如湖泊、河流、雙線道路和房屋等。對(duì)于這些地物，外業(yè)采集數(shù)據(jù)時(shí)，邊界點(diǎn)應(yīng)詳細(xì)實(shí)測(cè)出高程，內(nèi)業(yè)構(gòu)網(wǎng)時(shí)將其邊界作為三角網(wǎng)的邊，邊界上的特征點(diǎn)參與等高線的內(nèi)插計(jì)算，當(dāng)?shù)雀呔�追蹤到這些地物的邊界時(shí)就不再往前追蹤，保證等高線不會(huì)穿過地物內(nèi)部。按照以上幾點(diǎn)注意事項(xiàng)進(jìn)行作業(yè)，軟件在采用三角網(wǎng)法構(gòu)建的地面高程模型時(shí)，才會(huì)既高效、快捷，又更加符合測(cè)區(qū)地貌特征。
3.3等高線的修改、整飾
CASS軟件除了可自動(dòng)生成基本等高線外，還提供了豐富的等 高線修改修飾功能。通過“增加三角形”“刪除三角形”“過濾三角形”等功能，可以得到更加合理的三角網(wǎng)。通過“等高線修剪”的“批量修剪”或“局部修剪”功能，可以修剪穿越建筑物、坡、坎、湖泊等區(qū)域的等高線。通過“等高線注記”的系列功能，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)圖面等高線的單個(gè)或批量注記、修飾等，使圖面得到進(jìn)一步美化和完善。
3.4等高線的接邊技巧
對(duì)于較大的測(cè)區(qū)，一般由幾個(gè)作業(yè)小組共同完成 ，通常會(huì)遇 到等高線接邊問題。有兩種方法。1）合并數(shù)據(jù)文件。每個(gè)小組野外采集后都會(huì)有一個(gè)以.dat結(jié)尾的數(shù)據(jù)文件，我們可以在構(gòu)建三角網(wǎng)前，通過CASS的菜單“數(shù)據(jù)”->“數(shù)據(jù)合并”功能，方便地將不同作業(yè)小組的數(shù)據(jù)文件合并為一個(gè)數(shù)據(jù)文件，如小組1的數(shù)據(jù)文件為1.dat，小組2的數(shù)據(jù)文件為2.dat，合并后得到的數(shù)據(jù)文件命名為12.dat。然后以12.dat為數(shù)據(jù)文件源進(jìn)行三角網(wǎng)構(gòu)建，即可得到合并后的整體等高線。2）用兩個(gè)作業(yè)小組的三角網(wǎng)進(jìn)行接邊。接邊時(shí)不能直接將等高線連接起來，這樣容易造成局部地貌的變形，而應(yīng)該對(duì)三角網(wǎng)進(jìn)行連接，先在接邊處掏出一定的范圍，將該范圍的三角網(wǎng)進(jìn)行連接、修改，要注意兩側(cè)的高程是否基本一致，是否滿足接邊的要求，是否有錯(cuò)誤的高程。確認(rèn)無(wú)誤后，重新生成等高線。然后再將掏出的部分與原范圍拼接在一起，并將每根等高線連接起來，形成一根根完整的等高線。
4、結(jié)語(yǔ)
本文主要對(duì)南方CASS測(cè)繪軟件的等高線繪制功能進(jìn)行了介紹，使讀者對(duì)測(cè)繪軟件在現(xiàn)代化數(shù)字測(cè)圖中的應(yīng)用有了進(jìn)這步認(rèn)識(shí)。并結(jié)合筆者自身工作經(jīng)驗(yàn)，詳細(xì)闡述了CASS軟件在繪制等高線時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)和提高等高線繪制效率的技巧，希望對(duì)同行測(cè)繪技術(shù)人員有所啟發(fā)和幫助。
【關(guān)鍵詞】CASS軟件；等高線
1、引言
隨著科技快速發(fā)展，GPS、全站儀、計(jì)算機(jī)和各種測(cè)繪軟件已在測(cè)繪行業(yè)廣泛應(yīng)用，大比例尺全野外數(shù)字測(cè)圖手段得到普及，大大提高了生產(chǎn)效率。我院通過組合使用天寶GPS、徠卡全站儀和南方CASS測(cè)圖軟件，完成了大量的數(shù)字地形圖測(cè)繪工作，取得良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，也積累了一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)將用CASS軟件在繪制等高線方面的方法和經(jīng)驗(yàn)介紹給大家。
2、繪制等高線的基本方法
2.1等高線的定義
等高線指的是地形圖上高程相等的各點(diǎn)所連成的閉合曲線。地形圖上的等高城分為首曲線、計(jì)曲線、間曲線和助曲線4種。等高線的基本特點(diǎn)：（1）同線等高，即同一等高線上各點(diǎn)高程相同。（2）自行封閉。各條等高線必自行成閉合的曲線，若因圖幅所限不在本幅閉合，必在鄰幅閉合。（3）不能分叉，不能合并。即一條等高線不能分叉成兩條，兩條等高線不能合并成一條（懸崖，峭壁例外）。等高線的繪制，為了讓等高線較好的代表地形、地貌，則需要采集盡量多的特征點(diǎn)高程數(shù)據(jù)，然后再進(jìn)行合理的擬合和修飾，才會(huì)使等高線正確、科學(xué)。傳統(tǒng)的等高線手工繪制方法是個(gè)復(fù)雜、繁瑣的作業(yè)過程，耗時(shí)長(zhǎng)、效率低，但因是人工繪制，可以邊繪制邊檢查，明顯錯(cuò)誤可以隨時(shí)剔除。利用CASS軟件繪制等高線則具有自動(dòng)、快捷的優(yōu)點(diǎn)。
2.2CASS軟件繪制等高線
首先運(yùn)行南方CASS軟件，通過“數(shù)據(jù)”菜單導(dǎo)入全站儀中的采集數(shù)據(jù)，點(diǎn)擊“等高線”→“建立DTM”在彈出窗口中選擇坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件名，軟件將自動(dòng)建立DTM網(wǎng)絡(luò)，然后點(diǎn)擊“繪制等高線”根據(jù)提示輸入繪圖比例尺，并在彈出窗口中選擇擬合方式、輸入等高距，點(diǎn)“確定”軟件將，自動(dòng)生成等高線。軟件自動(dòng)生成的等高線往往不能很好的完全符合現(xiàn)狀地形特征，需要編輯人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)所繪草圖進(jìn)行修飾�？梢岳密浖�“刪除三角形”“增加三角形”“重組三角形”等功能完善三角網(wǎng)，然后重新生成合理的等高線。采集足夠密度的點(diǎn)，盡量多觀測(cè)特征點(diǎn)。
3、內(nèi)業(yè)操作注意事項(xiàng)
3.1粗差數(shù)據(jù)的剔除
外業(yè)觀測(cè)原始數(shù)據(jù)傳入計(jì)算機(jī)展點(diǎn)后，首先應(yīng)對(duì)照草圖和實(shí)地情況進(jìn)行數(shù)據(jù)查錯(cuò)，剔除錯(cuò)誤的高程點(diǎn)，對(duì)不參加構(gòu)建數(shù)字地面高程模型的點(diǎn)要標(biāo)識(shí)。例如：在測(cè)量居民區(qū)時(shí)，有時(shí)難免要在房頂上立鏡，此類不能代表當(dāng)?shù)馗叱痰乃椴奎c(diǎn)，應(yīng)使其高程置零，即讓內(nèi)業(yè)建地面高程模型時(shí)不予考慮這些點(diǎn)。
3.2生成三角網(wǎng)建立數(shù)字高程模型
采用三角網(wǎng)法構(gòu)成地面高程CASS軟件；等高線；技巧模型，若只考慮幾何條件構(gòu)網(wǎng)，最常見的問題是在某些區(qū)域可能出現(xiàn)與實(shí)際地形不相符的情況。如在山脊線處出現(xiàn)三角形穿入地下；山谷線處出現(xiàn)三角形懸空；也有可能出現(xiàn)三角形的邊跨越斷裂向的情況。這些情況下勾繪的等高線必然是錯(cuò)誤的。要想得到高精度的地面高程模型，具體的做法如下：1）使用CASS軟件的“選擇地性線”功能，使三角網(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，在自動(dòng)構(gòu)網(wǎng)時(shí)首先檢索出地性線并組成控制邊，在此基礎(chǔ)上構(gòu)成三角網(wǎng)；2）陡坎的處理。構(gòu)網(wǎng)之前要先將陡坎繪出來，然后賦予陡坎各點(diǎn)坎高。建立地面高程模型時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)沿著坎毛的方向插入坎底點(diǎn)，只有這樣才能在陡坎處構(gòu)成合理的三角網(wǎng)，保證等高線不穿過陡坎符號(hào)；3）斜坡坎和陡崖在外業(yè)采集數(shù)據(jù)時(shí)，如果直接獲取了上、下兩邊緣線上特征點(diǎn)的坐標(biāo)和高程，在建地面高程模型時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)將斜坡坎和陡崖上、下的點(diǎn)應(yīng)分別構(gòu)成三角網(wǎng)。如果外業(yè)采集數(shù)據(jù)時(shí)，特征點(diǎn)采集不夠，則需要根據(jù)草圖手工將穿過斜坡坎 和陡崖的三角形刪除，使中間形成一個(gè)斷裂帶，保證等高線不能直接穿過斜坡坎和陡崖；4）在地形圖上，還有一些特定的區(qū)域范圍，等高線不可進(jìn)入該區(qū)域內(nèi)，比如湖泊、河流、雙線道路和房屋等。對(duì)于這些地物，外業(yè)采集數(shù)據(jù)時(shí)，邊界點(diǎn)應(yīng)詳細(xì)實(shí)測(cè)出高程，內(nèi)業(yè)構(gòu)網(wǎng)時(shí)將其邊界作為三角網(wǎng)的邊，邊界上的特征點(diǎn)參與等高線的內(nèi)插計(jì)算，當(dāng)?shù)雀呔�追蹤到這些地物的邊界時(shí)就不再往前追蹤，保證等高線不會(huì)穿過地物內(nèi)部。按照以上幾點(diǎn)注意事項(xiàng)進(jìn)行作業(yè)，軟件在采用三角網(wǎng)法構(gòu)建的地面高程模型時(shí)，才會(huì)既高效、快捷，又更加符合測(cè)區(qū)地貌特征。
3.3等高線的修改、整飾
CASS軟件除了可自動(dòng)生成基本等高線外，還提供了豐富的等 高線修改修飾功能。通過“增加三角形”“刪除三角形”“過濾三角形”等功能，可以得到更加合理的三角網(wǎng)。通過“等高線修剪”的“批量修剪”或“局部修剪”功能，可以修剪穿越建筑物、坡、坎、湖泊等區(qū)域的等高線。通過“等高線注記”的系列功能，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)圖面等高線的單個(gè)或批量注記、修飾等，使圖面得到進(jìn)一步美化和完善。
3.4等高線的接邊技巧
對(duì)于較大的測(cè)區(qū)，一般由幾個(gè)作業(yè)小組共同完成 ，通常會(huì)遇 到等高線接邊問題。有兩種方法。1）合并數(shù)據(jù)文件。每個(gè)小組野外采集后都會(huì)有一個(gè)以.dat結(jié)尾的數(shù)據(jù)文件，我們可以在構(gòu)建三角網(wǎng)前，通過CASS的菜單“數(shù)據(jù)”->“數(shù)據(jù)合并”功能，方便地將不同作業(yè)小組的數(shù)據(jù)文件合并為一個(gè)數(shù)據(jù)文件，如小組1的數(shù)據(jù)文件為1.dat，小組2的數(shù)據(jù)文件為2.dat，合并后得到的數(shù)據(jù)文件命名為12.dat。然后以12.dat為數(shù)據(jù)文件源進(jìn)行三角網(wǎng)構(gòu)建，即可得到合并后的整體等高線。2）用兩個(gè)作業(yè)小組的三角網(wǎng)進(jìn)行接邊。接邊時(shí)不能直接將等高線連接起來，這樣容易造成局部地貌的變形，而應(yīng)該對(duì)三角網(wǎng)進(jìn)行連接，先在接邊處掏出一定的范圍，將該范圍的三角網(wǎng)進(jìn)行連接、修改，要注意兩側(cè)的高程是否基本一致，是否滿足接邊的要求，是否有錯(cuò)誤的高程。確認(rèn)無(wú)誤后，重新生成等高線。然后再將掏出的部分與原范圍拼接在一起，并將每根等高線連接起來，形成一根根完整的等高線。
4、結(jié)語(yǔ)
本文主要對(duì)南方CASS測(cè)繪軟件的等高線繪制功能進(jìn)行了介紹，使讀者對(duì)測(cè)繪軟件在現(xiàn)代化數(shù)字測(cè)圖中的應(yīng)用有了進(jìn)這步認(rèn)識(shí)。并結(jié)合筆者自身工作經(jīng)驗(yàn)，詳細(xì)闡述了CASS軟件在繪制等高線時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)和提高等高線繪制效率的技巧，希望對(duì)同行測(cè)繪技術(shù)人員有所啟發(fā)和幫助。
