基于AutoCAD二次開(kāi)發(fā)技術(shù)的地形圖地物要素匹配性檢查

劉宓，蔡歡，劉小飛，劉允，劉陽(yáng)

(天津市測(cè)繪院，天津 300381)

1 引言

隨著我國(guó)城市經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的快速發(fā)展，地形圖數(shù)據(jù)在城市建設(shè)中的重要地位不斷突顯出來(lái)，對(duì)其質(zhì)量要求也在不斷提高，這就促使地形圖的檢查工作不僅在標(biāo)準(zhǔn)上要有所變革，更要求在方法上有所創(chuàng)新。依靠程序自動(dòng)、精確的檢查方式代替人工、粗放式的檢查手段是大勢(shì)所趨，利用自動(dòng)化的方法來(lái)查出以往人工檢查中耗時(shí)、耗力且效果并不顯著的“死角”問(wèn)題是目前地形圖檢查技術(shù)研究的重點(diǎn)，而地物要素匹配性的檢查正是這種“死角”問(wèn)題之一。

2 技術(shù)背景

地形圖數(shù)據(jù)是將真實(shí)地物符號(hào)化的表示，而對(duì)于數(shù)字地形圖而言，要求簡(jiǎn)單地物——即通過(guò)單一要素表示的地物，如圖1所示，要素屬性應(yīng)具有唯一性;復(fù)雜地物——即通過(guò)若干要素，如邊線、配置符號(hào)、文本注記組合來(lái)表示的地物，如圖2所示，要素屬性要具有匹配性。

圖1 簡(jiǎn)單地物

圖2 復(fù)雜地物

在實(shí)際制圖過(guò)程中，由于人為的疏忽或其他原因，對(duì)于復(fù)雜地物往往會(huì)出現(xiàn)這樣的錯(cuò)誤——使用“此”地物邊線，而其內(nèi)配置的卻是“彼”地物符號(hào)或文本注記，也就是說(shuō)配置符號(hào)或文本注記和其邊線并不匹配現(xiàn)象，如圖3中地物1和地物2相比較，從圖面表示上看，并沒(méi)有什么不同，但通過(guò)查詢(xún)邊線和文本注記屬性信息，可以判讀出圖4中地物1水系邊線和配置的文本注記均為“池塘”，即這兩個(gè)要素相匹配，地物表示正確;而地物2中水系邊線使用的是“淡水常年湖”，其內(nèi)配置的文本注記是“池塘”，即邊線和文本注記不匹配，地物表示錯(cuò)誤，這種錯(cuò)誤，往往受檢查人員經(jīng)驗(yàn)、生理?xiàng)l件的限制，通過(guò)人工檢查效果甚微，這從而引發(fā)了對(duì)如何使用程序自動(dòng)檢查此類(lèi)錯(cuò)誤的探討。

圖3 制圖表示

圖4 屬性查詢(xún)

3 實(shí)現(xiàn)平臺(tái)與方法

3.1 實(shí)現(xiàn)平臺(tái)

目前，適于制作地形圖的軟件很多，地形圖的成果格式也不盡相同，以天津市測(cè)繪院生產(chǎn)的地形圖為例，成圖軟件采用的是天津市測(cè)繪院自主開(kāi)發(fā)的“基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)采集編輯系統(tǒng)”，該系統(tǒng)基于AutoCAD軟件平臺(tái)，成果數(shù)據(jù)為DWG格式。AutoCAD是一種開(kāi)放體系結(jié)構(gòu)的應(yīng)用程序，用戶(hù)和開(kāi)發(fā)者可以利用各種方法定制AutoCAD以滿足各自的需要。到目前為止，AutoCAD提供的編程語(yǔ)言主要有:AutoLISP、ADS、ObjectARX、VisualLISP、VB/VBA、.NET ARX等。因此，本文在研究的過(guò)程中選擇了基于AutoCAD的二次開(kāi)發(fā)環(huán)境編寫(xiě)程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)地形圖要素匹配性的自動(dòng)檢查。

3.2 實(shí)現(xiàn)方法

在AutoCAD地形圖制圖中，復(fù)雜地物的邊線和其相應(yīng)的配置符號(hào)或文本注記之間關(guān)系相對(duì)獨(dú)立，如果不是人為地通過(guò)一定技術(shù)手段將一復(fù)雜地物的邊線和配置符號(hào)或文本注記之間建立某種特殊的屬性以作關(guān)聯(lián)的話，單從數(shù)據(jù)上講，兩者之間是無(wú)法直接獲得相互關(guān)聯(lián)性的，所以對(duì)于地物要素匹配性的檢查就顯得非常困難。但是通過(guò)對(duì)圖面更加深層次地分析，可以看出邊線和其相應(yīng)的配置符號(hào)或文本注記之間，有一定的相對(duì)位置關(guān)系——配置符號(hào)或文本注記通常會(huì)放置在邊線之內(nèi)或是邊線之間，如圖5所示。對(duì)于實(shí)現(xiàn)用程序自動(dòng)檢查地物要素匹配性，我們正是利用了邊線和配置符號(hào)或文本注記的這種相對(duì)位置關(guān)系。

圖5 位置關(guān)系

(1)邊線獨(dú)立閉合的地物

這種地物在地形圖上制圖表示方式是，在圖面上，要有獨(dú)立閉合的邊線，并在其內(nèi)配置相關(guān)的點(diǎn)狀符號(hào)或文本注記才可以完整地表示此類(lèi)地物，如依比例尺蒙古包、依比例尺水塔、游泳池等。對(duì)于具有這種特點(diǎn)的地物要素匹配性的檢查，在程序設(shè)計(jì)上主要是利用了邊線和其配置符號(hào)或文本注記位置上的包含特性來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

程序設(shè)計(jì)思路:

①通過(guò)編碼(Thickness)來(lái)選取要檢查要素匹配性地物的邊線。

②讀取邊線的各結(jié)點(diǎn)坐標(biāo)，如是圓形地物或含有弧的多段線地物，應(yīng)按一定角度讀取圓或弧上等分點(diǎn)坐標(biāo)。

③使用AutoCAD的SelectByPolygon選擇方式，按結(jié)點(diǎn)或等分點(diǎn)圍成的范圍選擇配置符號(hào)或文本注記。

④獲取選擇到的配置符號(hào)或文本注記本質(zhì)屬性信息(配置符號(hào)的塊名或文本注記的編碼)，將獲取的屬性信息和該地物在要素分類(lèi)與代碼表的要求進(jìn)行比對(duì)，以判斷和邊線是否相匹配。

(2)邊線非獨(dú)立閉合的地物

這種地物在地形圖上制圖表示方式是，在圖面上，其邊線并不要求獨(dú)立閉合或是依據(jù)實(shí)地情況其邊線不存在獨(dú)立閉合的可能，但為了便于圖面判讀，要在其內(nèi)配置相關(guān)的符號(hào)或文本注記來(lái)完整地表示此類(lèi)地物，如道路邊線及其名稱(chēng)、鋪裝材料文本注記、雙線常年河邊線及其名稱(chēng)、水流方向等。

對(duì)于此類(lèi)地物要素匹配性的檢查較于邊線獨(dú)立閉合的地物其難度在于由于其邊線并不獨(dú)立閉合，其邊線結(jié)點(diǎn)坐標(biāo)并不能滿足AutoCAD的SelectByPolygon選擇方式程序設(shè)計(jì)要求，也就是說(shuō)使用其邊線坐標(biāo)或等分點(diǎn)坐標(biāo)并不能保證選擇到其內(nèi)的配置符號(hào)或文本注記，從而無(wú)法進(jìn)行判讀檢查。但是，從圖面來(lái)講，一般距離配置符號(hào)或文本注記最近的實(shí)體就是和其相關(guān)的邊線，對(duì)于這種邊線非閉合的地物要素匹配性的檢查，我們程序設(shè)計(jì)思想正是利用了邊線和其配置符號(hào)或文本注記位置上的“距離最近”特性來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

程序設(shè)計(jì)思路:

①通過(guò)符號(hào)塊名或編碼(Thickness)來(lái)選取要檢查要素匹配性地物的配置符號(hào)或文本注記。

②獲取配置符號(hào)或文本注記的插入點(diǎn)坐標(biāo)，以插入點(diǎn)坐標(biāo)為中心點(diǎn)，在圖廓范圍內(nèi)做垂直于邊線的直線。

③選擇和所作直線相交的所有線性實(shí)體。

④通過(guò)IntersectWith方法，得到線性實(shí)體和所作直線的交點(diǎn)，通過(guò)對(duì)交點(diǎn)坐標(biāo)的排序，得到距離配置符號(hào)或文本注記最近的線性實(shí)體。

⑤獲取距離符號(hào)或文本注記最近的線性實(shí)體本質(zhì)屬性信息(一般為編碼)，將獲取的屬性信息和該地物在要素分類(lèi)與代碼表的要求進(jìn)行比對(duì)，以判斷其和配置符號(hào)或文本注記是否相匹配。

(3)程序設(shè)計(jì)中的其他問(wèn)題

①對(duì)于上述兩種地物要素匹配性的檢查，都應(yīng)考慮一些特殊情況，如處于圖廓處的地物實(shí)體，要對(duì)處于特殊情況的實(shí)體，進(jìn)行程序上的特殊處理，才能保證檢查的完整性。以池塘為例，雖然邊線在制圖要求上是獨(dú)立閉合的，其相關(guān)性的檢查方式，可以采用第一種方式，但由于在實(shí)地中，有些池塘面積較大，可能會(huì)跨3幅甚至是4幅圖，這時(shí)，對(duì)于處于圖廓處的池塘邊線而言，第一種檢查方式不如第二種檢查方式更有效。

②要做到程序優(yōu)化，需要對(duì)每種要素匹配性檢查地物的制圖方法和表示方式進(jìn)行充分分析，看其適用何種檢查方式，將地物進(jìn)行歸類(lèi)，以編制完備的程序外部參照文件。

③對(duì)于在程序中設(shè)置選擇集時(shí)，要盡量將選擇的條件設(shè)置更具體、更深層次，可以使選擇到的實(shí)體更準(zhǔn)確，判斷的實(shí)體數(shù)目更少，也是優(yōu)化程序的有效手段。

④使用AutoCAD提供的選擇方式，對(duì)于DWG數(shù)據(jù)的質(zhì)量要求較高，例如對(duì)于線性數(shù)據(jù)中若出現(xiàn)的結(jié)點(diǎn)往復(fù)，就會(huì)導(dǎo)致選擇集的設(shè)置失敗，因此，在制圖時(shí)也應(yīng)注意對(duì)數(shù)據(jù)規(guī)范化的處理。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上述的檢查方法，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)大部分地物要素匹配性的程序自動(dòng)檢查，經(jīng)過(guò)實(shí)踐，這種檢查方式，雖然不能百分之百的實(shí)現(xiàn)對(duì)地物要素匹配性的檢查，但檢查的正確率還是相對(duì)較高的，這大大提高了地形圖的質(zhì)量，為數(shù)據(jù)的入庫(kù)、GIS數(shù)據(jù)、各種專(zhuān)題用圖的制作提供了可靠的數(shù)據(jù)保證，也有效地減輕了檢查人員的工作量，提高了檢查工作的效率。

總之，上述的對(duì)地物要素匹配性自動(dòng)檢查方式的研究，還較為淺顯，存在著不足之處，只是起到一個(gè)拋磚引玉的作用，但是隨著對(duì)其研究地深入，將會(huì)在地形圖的生產(chǎn)及應(yīng)用中起到重要的作用。

［1］GB/T 20257.1－2007.國(guó)家基本比例尺地圖圖式第1部分1∶500、1∶1000、1∶2000地形圖圖式［S］.

［2］GB/T 20258.1－2007.基礎(chǔ)地理信息要素?cái)?shù)據(jù)字典第1部分1∶500、1∶1000、1∶2000基礎(chǔ)地理信息要素?cái)?shù)據(jù)字典［S］.

［3］李鳳華.AutoCAD2002/2000 VBA開(kāi)發(fā)指南.北京:清華大學(xué)出版社，2001

［4］鄭小梅，鄧小軍.數(shù)字地形圖質(zhì)量檢查系統(tǒng)研究［J］.城市勘測(cè)，2004(5)

［5］張勇，王建國(guó).淺談數(shù)字地形圖的制作流程及其質(zhì)量檢查系統(tǒng)［J］.測(cè)繪與空間地理信息，2006(1)

［6］劉興權(quán)，尹長(zhǎng)林，牛續(xù)苗等.AutoCAD Map2000在圖形接邊中的應(yīng)用［J］.測(cè)繪工程，2003(01)