數字簡碼自動成圖法在地形圖測繪中的應用

王 戰

（廣東工貿職業技術學院，廣東 廣州 510510）

0.引言

隨著無人機攝影測量法和三維激光掃描測量法技術的成熟，它們已經成為地形圖測繪中主要運用的方法，在鄉村地區的大面積地形圖測繪中，優勢明顯。但由于受到空域申請、密集居民區精度難以保證、飛行安全、大數據處理對硬件要求等因素影響，在密集居民區、小面積區域地形圖測繪中(例如，城市測量中的商品房小區驗收地形圖測繪)，無人機攝影測量法和三維激光掃描測量法優勢并不明顯，各測繪單位仍然采用傳統的“RTK+全站儀”人工測繪方法。

草圖簡碼法是目前很多生產單位地形圖測繪的主要方法。外業數據采集時，記錄測點的坐標和表示該點屬性的簡碼，同時繪制草圖，記錄各測點的連接關系；內業成圖時，根據測點的屬性和草圖，在繪圖軟件上人工成圖[3]。這種方法外業需要花較多時間繪制草圖，內業需要對照草圖簡碼逐點繪圖，作業效率較低。部分測繪單位利用繪圖軟件的簡碼識別的功能,開發出適合本單位的字母簡碼自動成圖法,減少了外業繪制草圖的時間，也實現了部分地物自動成圖,提高了作業效率[2]。但該種方法只是實現簡單測量環境的自動成圖，在地物復雜的環境中，很多地物不能實現自動成圖，仍然需要花費大量的時間人工繪圖。

本文以某款測繪單位普遍使用的繪圖軟件為平臺，探索出一種簡單、實用、高效的成圖方法——數字簡碼自動成圖法。該方法簡碼簡單，外業上大幅減少繪制草圖的時間，內業上很大部分可以實現自動成圖，極大提高外業和內業的效率。

1.簡碼自動成圖的原理

某繪圖軟件中，每一種地物屬性，都對應著唯一的一個數據編碼，而每一個數據編碼，都可以用一個簡單的字符對應表示，稱為簡碼，如，數據編碼141111表示砼房屋，對應的野外操作簡碼是F2[4]。在外業數據采集中，對各種采集的地物數據賦予相應的操作簡碼，即可在內業數據成圖中通過簡碼識別功能，使相同地物連線和賦予屬性，實現自動成圖，從而節省人工繪圖的時間。實現自動成圖的關鍵是，外業數據文件的簡碼要與軟件的簡碼文件的簡碼完全一致，微小的不一致都不能使該測點實現自動成圖。

2.字母簡碼自動成圖法的簡碼設計和存在問題

2.1 字母簡碼自動成圖法的簡碼設計

該款成圖軟件有初始設計簡碼文件“JCODE.DEF”記錄各種地物地形的簡碼。初始設計的簡碼較多且沒有一定的規律，不方便記憶，不可直接利用，但簡碼文件“JCODE.DEF”可供測量人員根據實際需要進行個性化編輯，把“JCODE.DEF”文件初始的簡碼改成簡單、方便記憶的簡碼。如，砼房屋初始的簡碼是F2，可以改成“TF”，路燈對應的簡碼可改為“LD”等；連續觀測某一地物時，簡碼為“+”或“-”，其中“+”號表示連線依測點順序進行，“-”號表示連線依測點順序相反的方向進行，除了有符號方向的坎類，其他線性地物（如，房屋、道路）“+”和“-”效果相同；交叉觀測不同地物時，簡碼為“n+”或“n-”，其中“+”“-”號的意義同上，n表示該點與n個點前面的點相連（n=當前點號-連接點號-1，即跳點數）[1]（如圖1所示）：

圖1 簡碼操作規則圖

2.2 字母簡碼存在的問題

采用簡單的字母簡碼，一般只能表示地物的單一屬性，不能表示地物的多重屬性，如，砼房屋采用簡碼“TF”只能表示該房屋的屬性，不能表示層數；如果某測量點既是砼2的角點，也是圍墻的端點，僅采用簡碼“TF”則無法全部表達該點的屬性。在此情況下，可以通過草圖的方式記錄點的多重屬性和連接關系，但將使外業的效率降低，內業也只能實現少部分自動成圖，效率不夠高。

為減少繪制草圖的時間，可以通過復雜的簡碼表示其測點的多重屬性和連接關系，如上述測點可采用簡碼“TF2WQ”表示。但大部分全站儀的按鍵中，一個按鍵除表示一個數字外，還代表3個字母，需要通過切換鍵進行數字和字母的切換，要輸入類似于“TF2WQ”的復雜簡碼，需要耗費大量的外業時間。因此，采用字母式復雜簡碼只適用于具有26個字母鍵的RTK手簿測量，并且采用復雜簡碼，與簡碼文件“JCODE.DEF”設定的簡碼不一致，內業不能實現自動成圖。

3.數字簡碼自動成圖法的實現

3.1 數字簡碼自動成圖法的簡碼構成

不同品牌的全站儀，其按鍵一般只有10多個，0～9數字都對應唯一按鍵，每個按鍵一般對應3個字母。如果輸入1個字母，可能要按3次鍵才能輸入，而輸入1個數字只需要按1次即可。因此，采用數字簡碼代替字母簡碼，將可以大幅提高外業簡碼的輸入效率。地形圖測繪中，常見的地物不超過100種，不同類別的地物，采用不同的圖層和線性、顏色表示。因此，可采用2位數字表示地物的屬性，其中第1位表示地物所屬的大類，第2位表示具體地物，如，用簡碼“10”表示屬于居民地大類的砼房屋。為方便記憶，可把不同的地物進行分類，本文根據成圖軟件的分類模塊，把不同的地物分為9大類（如表1所示）：

表1 地物分類表

在大類的基礎上再進行進一步細分，把常見的地物排序在最前面，用簡碼的第2位表示具體的地物，如，居民地及附屬設施的部分地物的簡碼（如表2所示）：

表2 居民地及附屬設施的部分地物簡碼表

當測點表示地物多重屬性和連接關系時，可通過多數字表示，如，3層砼房用“103”表示，“10”表示砼房屬性，“3”表示層數；如果某測點既是連接上一測點，又是圍墻的端點，可用“+23”表示，“+”表示連接上一測點，“23”表示圍墻；在無法直接測量而需要丈量的角點，如，某測點先連接上一點，再左進4米，后加5米，則可用“±4-5”。如此一來，各測點的屬性和連接關系就可以通過簡單的簡碼表達出來，省去了繁瑣的畫草圖的時間。

在農田測量中，各田埂四通相連，一個測點經常與其他幾個方向的點相連，為準確表達各點的走向，可用“前、后、左、右”表示各點的連接方向，分別以“1、2、3、4”對應表示，如，某點四向連接的田埂測點，可用簡碼“611234”表示，“61”表示田埂屬性，“1”表示左連，“2”表示右連，“3”表示前連，“4”表示后連。在往后的測點中，往往是既連接上一點，又有另外的連接方向（一般不多于3個方向），此時可采用“-”加“方向數字”表示，此時的簡碼一般不多于4個字符。

居民地的多重屬性和連接關系中，如，某點既是砼房的結束點，又是磚房的起點，可用簡碼“+11”或“-11”表示。但在成圖中，砼房與磚房的交界點需要2個坐標相同但屬性不同的重合點進行表示，才能使不同屬性的點自動連線，也就是要把該點分為兩個點，一個點表示連接上點的砼房點，另一個點表示磚房的起點，坐標相同，簡碼分別為“+”“-”或“11”，為方便區別居民地和其他地物，統一用“+”表示居民地的多重屬性和連接關系，用“-”表示其他地物的多重屬性和連接關系。

3.2 簡碼提取

當測點簡碼是表示多重屬性和連接關系時，簡碼比較比較復雜，與簡碼文件“JCODE.DEF”的設定簡碼不吻合，不能實現簡碼自動成圖。因此要實現簡碼自動成圖，必須把表示屬性和連接關系的數字、“+”、“-”從外業簡碼中分離出來，組成與簡碼文件“JCODE.DEF”設定簡碼完全吻合的簡碼。本研究采用VB軟件編寫一款編碼文件轉換程序，把原先由“測點序號、外業簡碼、Y、X、H”組成的觀測文件，轉換成“簡碼+序號、設定簡碼、Y、X、H”的文件，該文件既可實現自動成圖，也可以顯示多重屬性和連接信息，便于后續圖形處理。簡碼轉換前后對照表（如表3所示）：

表3 簡碼轉換前后對照表

具體的簡碼轉換要點如下：

（1）轉換后的簡碼與“JCODE.DEF”的設定簡碼完全吻合并符合操作碼規則，實現自動成圖；

（2）轉換后的點號由轉換前的簡碼與點號合并而成，通過新的點號可清晰表示測點的全部信息以及測點的順序，方便進行后期的人工處理，如，“103”可知該點為3層的砼房，即可對房屋的注記進行修改；

（3）在表3測點號1中，如果簡碼前2位是數字，則新簡碼為前2位，這代表大部分測點屬性；

（4）在表3測點號2中，如果簡碼第一個字符是數字，并且第2個字符是“+”或“-”，則簡碼為前2個字符。實際生產中，一般不會跳過9個點，因此以“第一個字符是數字為判別”是可以滿足跳點連線的；

（5）在表3測點號3、4中，如果簡碼第一個字符是“-”，則簡碼為該字符“-”，這表示該測點連接上一個測點，該測點還可能包含其他信息，如測點4，除連接上一測點，還是固坎的連接點；

（6）在表3測點號5中，如果簡碼第一個字符是“+”，且第2個字符為“1”或“2”，第3個字符為“0～9”的數字，則該點變成兩個坐標、高程一樣的點，第一個點的簡碼是第1個字符，第2個點的簡碼是第2、3個字符，兩個點點號都相同。這是針對居民地類別地物的設置，在居民地，特別是房屋測量中，同一個測點往往具有雙重以上的屬性，如，某測點既是連接上一測點的砼房點，也是磚房的起始點，這就需要把該點分解成坐標相同、簡碼不同的兩個點，以方便不同屬性的測點自動連線。為區別于點號4的情況，以“+”專門作為具有多重含義的居民地測點而設，不采用“-”符號。

3.3 內業成圖處理

經過簡碼轉換的文件，通過繪圖軟件的“展點號”功能，把點號展到圖上，此時圖上的點號包括屬性、連接關系、測量順序。通過“簡碼識別”功能，把能夠自動成圖的主要地物自動成圖（如圖2所示）：

對無法實現自動成圖的，圖2中房屋的層數注記、配電桿之間的連線、部分田埂的連線、植被符號的填充、坎線和道路的圓滑等處理，通過簡單的人工處理，即可得到成果圖，不需要逐點進行人工繪制，極大提高了效率（如圖3所示）：

圖2 自動成圖效果

圖3 最終成果圖

4.結束語

數字簡碼自動化成圖法，通過數字表達地物的屬性和連接關系，外業上能夠最大程度地減少畫草圖的時間；在內業成圖過程中，主要的地物都已經實現自動成圖，對不能實現完全自動成圖的少數地物，也能清晰地顯示各測點的屬性和連接關系，測圖人員只需要進行適當地加工處理，即可較快地實現成圖處理，大幅減少人工識別測點簡碼屬性和連接關系的時間，極大提高成圖效率。

不同行業測繪單位可以根據測量任務要求和測區的環境對地物簡碼進行靈活改變，制定適合本單位的簡碼，提高外業數據采集和內業成圖處理的效率。

本方法研制成功后，在城市規劃、國土、水利等不同行業測繪單位進行推廣，得到測繪單位的一致好評。