數(shù)字化成圖軟件的應用

于景杰

( 黑龍江省水利水電勘測設計研究院，哈爾濱150080)

數(shù)字化成圖以其精度高、自動化程度高、編輯方便等優(yōu)點逐漸取代了傳統(tǒng)的地形圖測繪方法( 大平板儀作業(yè)模式)［1］。數(shù)字化成圖軟件借鑒國內(nèi)外同類軟件的經(jīng)驗，針對測繪工作中的實際問題進行了相應處理。該軟件適用于各種工程的地形圖測繪工作，采用全數(shù)字化野外數(shù)據(jù)采集方式，自動完成數(shù)字地面模型的建立和等高線的自動繪制。目前，數(shù)字化成圖軟件被廣泛應用于各種測繪中［2］。

1 數(shù)字化成圖軟件簡析

數(shù)字成圖軟件是數(shù)字測圖系統(tǒng)的關(guān)鍵所在。一個完整的數(shù)字測圖系統(tǒng)軟件應具備以下功能特點:

1) 具備有數(shù)據(jù)( 圖形) 采集、輸入、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析、圖形生成、圖形修改、圖形輸出等功能。

2) 要有較強的通用性、較好的穩(wěn)定性，圖形界面直觀、簡潔，操作規(guī)范使用要符合測量人員的作業(yè)習慣。

3) 數(shù)字圖中使用的標注、地物符號、制圖規(guī)范以及地物的編碼等必須符合國家正在實行的標準。

4) 應包含多種作業(yè)模式，如“電子平板”模式、“測記法”模式、“編碼成圖法”模式等。

5) 應能識別主要儀器設備( 全站儀，GPS) 的數(shù)據(jù)格式，能直接與這些設備進行通信，并提供這些儀器設備的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口，以便與其它軟件進行數(shù)據(jù)交換。

6) 成果的輸出應標準、美觀并符合規(guī)范要求。

數(shù)字化成圖，就是指采用常規(guī)測量的方式、攝影測量方式或數(shù)字化儀方式，將采集的數(shù)據(jù)用自動化成圖軟件以數(shù)字形式表示地圖住處的測量工作，它是以傳統(tǒng)的白紙測圖原理為基礎，采用數(shù)據(jù)庫技術(shù)和圖形及數(shù)字處理方法實現(xiàn)地圖住處的獲取、變換、傳輸、識別、存儲、處理、顯示、編輯、修改和繪圖。數(shù)字化成圖軟件應用目的就是將采集的各種有關(guān)的地物和地貌信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字形式，通過數(shù)據(jù)接口傳輸給計算機進行處理，得到內(nèi)容豐富的電子地圖，需要時由電子計算機的圖形輸出設備( 如顯示器、繪圖儀) 繪出地形圖或各種專題地圖［3］。

2 數(shù)字化成圖軟件在工程測繪中的應用

傳統(tǒng)的測繪方式是用儀器在野外測量角度、距離、高差，以此來獲取地形地物的空間坐標數(shù)據(jù)，做出平面圖。現(xiàn)在，隨著信息科技化的發(fā)展，測繪技術(shù)也發(fā)生了巨大的變化，現(xiàn)在已經(jīng)不是單純的獲取一些做表數(shù)據(jù)及平面圖，而是更加精確的數(shù)據(jù)庫信息［4］。

數(shù)字化測圖是近幾年隨著計算機、地面測量儀器、數(shù)字化測圖軟件的應用而迅速發(fā)展起來的全新內(nèi)容，廣泛用于測繪生產(chǎn)、水利工程、土地管理、環(huán)境保護和軍事工程等部門。數(shù)字化成圖作為一種全解析機助測圖技術(shù)，與模擬測圖相比具有顯著優(yōu)勢和發(fā)展前景，是測繪發(fā)展的技術(shù)前沿，目前許多測繪部門已經(jīng)形成了數(shù)字圖的規(guī)模生產(chǎn)。作為反映測繪技術(shù)現(xiàn)代化水平的標志之一，數(shù)字成圖技術(shù)將逐步取代人工模擬測圖，成為地形測圖的主流。數(shù)字成圖軟件的應用發(fā)展，極大地促進了測繪行業(yè)的自動化和現(xiàn)代化進程，使測量的成果不僅有繪在紙上的地形圖，還有方便傳輸、處理、共享的基礎信息，即數(shù)字地圖。是GIS 的子系統(tǒng)，它將為信息時代地理信息的應用發(fā)展提供最可靠的保障。數(shù)字化成圖軟件主要以計算機為核心，外加輸入、輸出設備，通過數(shù)據(jù)接口將采集的地物、地貌信息傳輸給計算機進行處理，轉(zhuǎn)化為數(shù)字形式，得到內(nèi)容豐富的電子圖形。主要包含3 部分:數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)處理及成果與圖形輸出。主要流程見圖1。

圖1 數(shù)字成圖主要流程圖

數(shù)字成圖軟件的選擇: 實現(xiàn)內(nèi)外業(yè)一體化數(shù)字測圖的關(guān)鍵是要選擇一種成熟的、技術(shù)先進的數(shù)字成圖軟件。目前，市場上比較成熟的數(shù)字成圖軟件主要有下列4 種:

1) 廣州南方測繪公司開發(fā)的CASS 數(shù)字化地形地籍成圖系統(tǒng)。

2) 北京威遠儀器公司開發(fā)的CitoMap 地理信息采集系統(tǒng)。

3) 北京清華山維公司開發(fā)的EPSW 電子平板測圖系統(tǒng)。

4) 廣州開思測繪軟件公司開發(fā)的SCS G 系列多用途數(shù)字測繪與管理系統(tǒng)。

這些數(shù)字化測圖軟件一般都是應用了數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)并具有GIS 前端數(shù)據(jù)采集功能，其生成的數(shù)字地圖可以多種格式文件輸出并可供GIS 軟件讀取。它們都是在AutoCAD 平臺上開發(fā)的，其優(yōu)點是可充分利用AutoCAD 強大的圖形編輯和計算功能。

下面就以南方測繪公司的CASS6.1 為例對數(shù)字化成圖軟件做簡單地介紹:

CASS6.1 的運用要考慮硬件環(huán)境和軟件環(huán)境。它的操作界面與AutoCAD2005 的界面及操作方法基本相似。

1) 打開傳輸軟件，設置與全站儀一致的通訊參數(shù)，包括“通訊口”、“波特率”、“數(shù)據(jù)位”和“校驗位”。

2) 將采集到的數(shù)據(jù)導入計算機，并轉(zhuǎn)換為擴展名為dat 的數(shù)據(jù)文件。

3) 進行繪圖處理，主要分3 步: 定顯示區(qū)、展野外測點點號和展高程點。定顯示區(qū)的作用是根據(jù)要輸入的CASS 坐標數(shù)據(jù)文件中的坐標值定義繪圖區(qū)域的大小，以保證所有點都可見。展野外測點點號是將CASS 坐標數(shù)據(jù)文件中點的三維坐標展繪在繪圖區(qū)，并在點位的右邊注記點號，以方便用戶結(jié)合野外繪制的草圖繪制地物。

4) 修改數(shù)字地面模型、繪制等高線三維模型。

5) 編輯與圖幅整飾，主要包括改變比例尺、線型換向、圖形分幅和整飾。

3 數(shù)字化成圖軟件的優(yōu)勢

使用數(shù)字成圖軟件可以將地物和地貌的位置在圖上準確地表示出來，數(shù)字化成圖軟件的特點: ①數(shù)據(jù)量大，處理一幅地形圖所需要的存貯空間要2 －4 M;②算法復雜一般圖形軟件有線性和符號生成、幾何變換、圖形裁剪等基本功能，實現(xiàn)這些功能算法是很復雜的;③涉及外設較多，要涉及到數(shù)字化儀、繪圖儀等非標準外設;④圖形交互，數(shù)字化成圖軟件能夠在圖形界面內(nèi)，對圖形實體進行操作; ⑤圖形與信息，地圖上的每一個符號、每一條線都有它自己特殊的含義。

數(shù)字化成圖軟件工作與常規(guī)方法相比有以下幾點優(yōu)點:①點位的精確度高; ②作業(yè)的方式便捷高效;③圖件的更新便捷、具有可靠性和現(xiàn)勢性; ④圖件的實用性和應用性強大; ⑤圖件的深加工和利用方便快捷;⑥是GIS 的重要信息資源。

總之，數(shù)字化成圖軟件的研發(fā)使測量成果在利用、存儲、管理、更新、顯示以及傳輸有了革命性的改變，它們具有實用性強、開放性好、兼容性和可移植性高等特點。采用數(shù)字化成圖軟件可降低測繪成本，提高作業(yè)效率，擺脫落后作業(yè)模式，提高測繪精度，具有良好的推廣應用價值，它將為信息時代的地理信息應用提供最可靠的保障。

4 結(jié) 語

數(shù)字化測圖軟件都是在AutoCAD 平臺上開發(fā)的，但它們的圖形數(shù)據(jù)和地形編碼一般互不兼容。對于一個測繪生產(chǎn)單位而言，選擇適合本單位使用的繪圖軟件是很必要的。數(shù)字化測繪成圖技術(shù)的應用研究同時解決了與之配套的相關(guān)設備、技術(shù)等問題，使之在諸多領(lǐng)域的實際應用越來越廣、越來越成熟。在當今信息時代追求效率、講求速度、節(jié)約經(jīng)費開支的情況下，大力研發(fā)數(shù)字化成圖軟件將是必然趨勢。

［1］黃江. 數(shù)字化成圖軟件應用淺談［J］. 甘肅農(nóng)業(yè)，2001，(11) :53.

［2］田雪冬. 數(shù)字化測圖系統(tǒng)的應用［M］. 人民長江，1998，(11) :27 －28.

［3］楊曉明. 數(shù)字化成圖:內(nèi)外業(yè)一體化［M］. 武漢:武漢測繪出版社，2001.

［4］張燕龍. 現(xiàn)代數(shù)字化地圖測繪技術(shù)的應用［J］國土資源導刊，2004，01(05) :46 －48.