浅谈基于南方CASS制图软件的大比例尺数字化测图

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摘   要：本文以大比例尺数字化测图为主线，介绍了采用全站仪等先进的野外测量设备和南方CASS制图软件，实现地图信息的采集、传输、识别、处理、绘制、编辑和存储，阐述了数字化测图的基本原理、方法、优点，概述了数字化测图对GIS的发展影响。
　　关键词：数字化测图；数据采集；图形绘制；数字化优点；GIS
　　一、概述 　　
　　随着计算机技术和测量仪器的发展，数字化测图得到迅猛的发展，作为以现代测绘技术为基础的数字测图技术也呈现出日新月异的变化。目前，以现代测绘设备和计算机应用软件为主体的数字测图技术已广泛应用于各领域测绘生产，外业数字化测图以精度高，成图周期短，工作效率和经济效益高等特点，逐步取代了常规的图解法测图。
　　传统的图解法测图主要有大平板仪测图法、小平板仪测图法及经纬仪与小平板仪联合测图法等，它主要采用解析法和极坐标法测图，但由于其成图周期长、精度低、劳动强度大等局限逐渐被淘汰。全野外数字化测图是以计算机为核心，在外接输入输出设备(软、硬件)的支持下，对地形空间数据进行采集、输入、成图、绘图和管理的测绘系统。随着测绘仪器的更新换代和测图软件的逐步完善，利用先进的测量仪器（如GPS接收机、全站仪等，本文着重以全站仪为例说明）和自动化成图软件（如南方CASS制图软件）逐渐取代了原来的图解法测图作业模式，并以它的成图精度高、作业效率快以及劳动强度小等突出特点，使大比例尺地形图的生产技术发生了巨大的变化，测绘成果真正成为了数字化产品。目前大比例尺数字化测图主要使用全站仪或GPS采集数据，计算机辅助制图的方法完成，整个工作分为三个阶段：即数据采集（控制测量和碎部测量）；内业绘图处理（数据传输、图形绘制和编辑）；图纸输出，外业检查。
　　二、野外数据采集包括两个阶段，即图根控制测量和地形特征点（碎部点）采集
　　2.1  图根控制测量
　　图根控制测量的目的是在高等级控制测量的基础上再加密一些直接供测图使用的图根控制点，以满足用于测绘地物地貌的测站点的需要。
　　图根控制点的布设，除要满足测量规范要求，且一幅图内至少有三个埋石点互相通视，以供后期工程测量的需要。布设时选择通视条件好的地方，图根点可稀疏些；地物密集、通视困难的地方，图根点可密些。线形布设主要使用附合导线，用经检验后的2秒或6秒全站仪观测，观测值严格按测量规范计录，采用平差软件进行平差计算，各项限差应在允许范围之内，如有不符合要求的情况，应进行补测或重测。
　　2.2  碎部点采集
　　目前，在全野外数字测图的实际作业当中，用作数据采集的绝大多数是各种类型的全站仪，按照数据记录方式的不同可分为以下3种作业模式：
　　2.2.1 电子平板(或PDA)作业模式
　　该模式是将电子平板(笔记本电脑)或PDA手簿通过专用电缆与全站仪的数据传输口连接，观测数据直接进入电子平板或PDA手簿，在南方CASS制图软件的支持下，现场连线成图。
　　从理论上讲“电子平板法”成图方式是最理想的成图方式，由于实现了所测即所得，因此能保证成图质量，但是受野外测绘环境条件所限，该方法存在以下不足，一是笔记本电池难以维持野外长时间工作，二是风吹日晒，笔记本损坏太快，造成测绘成本增高，三是在地形复杂和建筑物密集区，设站频繁，而“电子平板法”迁站不方便，这就使得“电子平板法”在测绘生产过程中不能得到广泛应用。
　　2.2.2 绘制观测草图作业模式
　　该方法是在全站仪采集数据的同时，绘制观测草图，记录所测地物的形状并注记测点顺序号，内业将观测数据传输至计算机，在南方CASS制图软件的支持下，对照观测草图进行测点连线及图形编辑。
　　由于外业是边测量边画草图，成图时的差，错，漏较少，这是此方法的特点。其缺点是：
　　(1)由于外业测图时需要有专人画草图，而绘草图并不是一项简单的工作，就是说按这种模式作业，每组至少要增加一名技术人员。
　　(2)草图所记点号与仪器中的点号要求严格一致，如果点号一错，所测地物点之间的对应关系也就错了。
　　2.2.3 碎部点编码作业模式
　　该方法是全站仪加电子手簿测量，即通过在电子手簿中编程，按照一定的规则给每一个所测碎部点一个编码，碎部点采集自动或手动输入电子手簿，一栋建筑可输入一个编码，即一个编码对应一组坐标值 (X,Y,H)，内业将数据传输至计算机，在南方CASS制图软件的支持下，由计算机进行编码识别，并自动完成测点连线，之后进行人机交互绘制图形。
　　它的优点是根据简码自动绘图，其设计思路是好的，它的缺点是外业打点最好是按顺序立镜，记忆工作量大。若地物复杂地区，多个地物相互交叉观测时，容易出错。根据笔者多年的工作实践，推荐选择碎部点编码作业模式，因为该模式只需两个人为一组即可完成测图工作，节省人力成本，但对立镜作业人员的记忆要求较高。
　　在野外数据采集中，若用全站仪测定所有的碎部点，不仅工作量大，而且根据实际地形无法直接测定，因而，必须灵活运用“测算法”相结合，测定碎部点的坐标。比如一栋建筑是四方形的，如果条作允许，只测三个角点即可，第四点内业就可在图纸上做出来。等高线的自动生成要求在测地形时，除了测量特征点外，还应尽量多测一些加密点，在人工地物和地貌测绘交会地区，测碎部点密度要更大，以满足计算机建模的需要，勾绘出的等高线也就能更加详尽地反映出地貌。
　　三、内业绘图处理
　　数字测图系统的内业工作主要是计算机操作，一般采用人机交互图形编辑技术，本文以使用南方测绘仪器公司的CASS制图软件进行阐述。
　　3.1  数据传输、处理和图形编辑
　　3.1.1 碎部点编码作业模式数据处理
　　将外业采集来的数据按事先编好的程序传输至计算机内，并将数据格式转换成软件所要求的格式，即生成内部码，然后进行绘图处理（定显示区、展高程点、展野外测点点位、简码识别），经过数据处理后，未经整饰的地形图即可显示在计算机屏幕上。
　　3.1.2 图形绘制和编辑
　　用南方CASS制图软件绘制图形，要求作业人员熟练操作软件，对数据处理后生成的草图进行修改、整理。此阶段要观测与跑镜人员相互沟能，共同完成草图的绘制，有连线不清楚的先不绘，待以后调绘时再去丈量确认。等高线的绘制，首先要完成一个区域（比如一座山）的数据采集（X,Y,H），再利用南方CASS制图软件绘制等高线功能，建立三维数字模型（DTM）等一系列命令操作，由软件自动完成等高线的绘制，由于等高线在绘制时会自动拟合线体，形成的节点很多，修改时非常麻烦。
　　解决方法如下：在生成等高线时选择不拟合线，所形成的线体节点容易拉动，使等高线的修改变得非常简单，编辑完等高线后再选择批量拟合，这样绘出的等高线比较合理、美观。
　　四、 图纸输出，外业检查
　　要想得到一幅规范的地形图，除要对数据处理后生成的草图进行修改、整理外，还需要加上注记，并填充各种面状地物符号等，利用绘图仪将图打印出来，野外对地形图进行全面巡视检查、丈量直至补测，并设站抽检，统计精度，符合要求后再进行图幅的接边和图廓整饰处理，最后生成dwg格式文件，最终向用户提供纸质图和dwg格式的数字地形图。
　　五、 数字化测图的优点
　　5.1 自动化程度高。野外观测数据自动传输，制图软件自动展点，自动化程度高，减少了人工干预，消除了人为误差的影响，成图精度高，也降低了作业人员的劳动强度，外业工效大大提高。
　　5.2 测站覆盖范围大。数字化测图采用全站仪或GPS，能自动地同时测定角度和边长，所以一般用“极坐标法”测定地形碎部点。由于全站仪或GPS具有很高的测距精度，因此在通视良好、定向边较长的情况下，可以放宽测站点到碎部点间的距离，扩大测站点的覆盖范围。
　　5.3 成图周期短。数字化测图在内业工作中充分利用现代技术手段，利用计算机和地形图成图软件对野外测量采集的数据与地形信息进行处理，绘制出的图形统一、整齐、规范，并且提高了内业成图的速度，缩短了成图周期，降低了生产成本。
　　5.4 用途广范。数字化测图可以一测多用，避免了重复测绘造成的浪费。最值得一提的是比例尺的变换，有了大比例尺数字化地形图，用南方CASS制图软件可任意制作不同中小比例尺的地形图，灵活、方便、快捷。
　　六、数字化测图是建立地理信息系统(GIS)的基础
　　随着地理信息系统的不断发展，GIS的空间功能应用将不断增强和完善，作为GIS的前端数据采集系统----数字化测图，必须更好地满足GIS对基础地理信息的要求。地形图不再是简单的点、线、面的组合，而应是空间数据与属性数据的集合。野外数据采集时，不仅仅是采集空间数据，同时还必须采集相应的属性数据，南方CASS数字化测图软件，基本能满足构建GIS系统的要求，但对于整个测绘行业而言，统一规范化的数字测图系统(包括科学的编码体系、标准的数据格式、统一的分层标准和完善的数据转换、交换功能) 应受到测绘行业的普遍重视。
　　七、结束语
　　本文结合数字化测图的工作实践，对数字化测图在外业数据采集、内业数据处理、图形编辑和数字化测图的优点等方面进行了分析，对数字化测图工作具有重要的指导意义。随着科学技术的不断发展，全野外数字测图技术必将会在包括数据采集、数据传输、硬件设备以及软件系统方面得到进一步的发展和完善，而数字化测图技术进步，也必将推动GIS的更快发展.                  

幸福一生

下载学习，谢谢楼主。。。。

淡淡的--云

也必将推动GIS的更快发展

一笑二哥

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