浅谈大比例尺数字地形图的缩编方法

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陈世梅王海英
（南宁市勘测院广西南宁 530021）

【摘　要】　为了更好的满足城市规划和建设的需要，利用现有的大比例尺数字地形图缩编成所需比例尺的数字地形图，这一作业项目势在必行。本文简要叙述了本院将1：500和1：1000数字地形图缩编成1：2000数字地形图的操作过程及方法。
【关键词】　大比例尺数字地形图缩编综合

　　1 前言
　　随着南宁市城区范围的扩大，城市规划和建设部门对基础测绘工作提出了新的要求，为了进一步满足城市规划和建设的需要，我院于2005年年底开始实施1：500、1：1000——1：2000数字地形图缩编工作，缩编工作建立在civil 3d软件平台上，并在此基础上作了大量的二次开发工作，使得整个缩编过程实现半自动化，大大提高了工作效率。经过几个月的努力，缩编工作已经取得了阶段性成效，上交的缩编成果已经通过上级部门验收并获得了好评。本文将简要描述本次地形图缩编的技术方法，与大家共同交流探讨，希望大家多提宝贵意见，以便我们在今后的实践工作中扬长避短，积累经验，争取更大进步。
　　2 基本资料情况分析
　　南宁市现有的数字地形图由二种比例尺构成：1：500数字地形图和1：1000数字地形图。其中，内环道以内市区为1：500数字地形图，于2004年及以后全新实测；内环道以外区域为1：1000数字地形图，一部分为2004年以后新测，另一部分为上世纪80年代平板仪测绘，后经过扫描数字化存储。所有数字地形图的数学基础统一为：1954年北京坐标系、3°带高斯-克吕格投影、 108°中央子午线、1956年黄海高程系，并且采用相同的分幅方式（50cm×50cm）和统一的图幅命名原则，以及相同的数据存储格式。尤其是2004年及以后生产的地形图都是全野外数字测图，图形制作统一按照GB/7929-1995《1：500 1：1000 1：2000地形图图式》的要求进行，地物编码采用国标编码；上世纪80年代平板仪测绘的地形图，经过扫描矢量化后以autocad图形格式存储，但由于当时没有形成一个标准的成图规范，因此该图形数据分层较凌乱，线型破碎，符号编码也不合规范，而且使用了多种自定义线型、自定义图块等问题，与缩编图的技术规定不一致，给缩编图带来一定困难。
　　3 主要技术要求
　　3.1 坐标系和高程系
　　保持1954年北京坐标系，1956年黄海高程系。
　　3.2 分幅原则
　　1：2000数字地形图按1000m×1000m的实地范围分幅，取整公里坐标线为分幅线。
　　3.3 图名的命名原则
　　采用图幅内一个具有区域代表意义的地理名称命名图幅，并编制图幅结合表作为图幅命名依据。
　　3.4 图幅编号
　　取1：2000地形图图幅的西南角坐标元素，以纵横坐标的十位和个位公里数的组合进行命名。例：地形图的西南角坐标的x ：2530000.000，y：528000.000，则图幅编号为：30-28
　　3.5 图层的命名原则
　　按地形图要素属性定义有地貌土质、管线、建筑、交通、控制点、水系、植被等7个图层名。
　　3.6 线型、符号库
　　1：2000数字地形图图式统一使用NNDWGIS.SHX及NNDWGIS.LIN文件中定义的点线符号。
　　3.7 数据文件命名原则
　　为了便于数据管理，采用统一的图号命名原则命名图形数据文件。例：地形图西南角的坐标为x = 2530000.000，y =528000.000，则图文件名为：528000-2530000-1000-1000.dwg
　　4 缩编方法及作业过程
　　4.1 数据修正
　　由于前面提到作业区内有一部份数字地形图由薄膜图扫描数字化而成，这部分地形图的成图技术标准与缩编图所要求的不一致。因此，缩编前应对其数据进行修正，重新定义其图层、线型符号、形符号及文字注记等，这样不仅统一了数字地形图的技术标准，为缩编带来方便，另外也生成了一个新版本的1：1000地形图资料。
　　4.1.1 线型符号的处理
　　由于原地形图的线型符号非常破碎，找不到相同的特征进行批处理，因此这一环节基本是依赖手工完成。比如坎齿线和坎脊线分离，建筑线不闭合等情况，编辑的方法是按规定线型重新连线生成，没有自动转换程序。
　　4.1.2 形符号的转换
　　原地形图上的独立物符号和高程注记都由图块构成，要转换成缩编图所要求的形符号，依赖手工完成工作量太大，为了减轻操作负担，由开发人员编写小程序，实现块转形的自动转换。
　　4.1.3 图层归类
　　通过线型符号和形符号的修正，图层将实现自动归类。
　　4.2 工作底图的准备及图廓的形成
　　根据1：2000新编图的分幅原则，把基本图形资料按整公里数拼接（1：500为16幅拼接，1：1000为4幅拼接），获得编绘原图。图廓生成应用本院已开发的程序自动生成。
　　4.3 图元参数编辑
　　编绘原图的图形数据比较简单：包括点状地物、线状地物、面状地物、形符号和文字注记，其地物编码按照《南宁市测量项目技术要求》中所规定的标准执行，这与目的比例尺地形图的技术要求保持一致，因此要将地形图比例尺改变成1：2000，只需将原图上的线型比例、形符号、文字注记等图形元素的尺寸大小进行改变。编辑时的方法充分利用了civil 3d软件中的“特性”功能，将具有相同特征的图形元素进行批量选择，改变其特性参数。线型比例可用“change”命令选择所有线状地物进行全自动按比例修改，1：2000地形图线型比例为2.0；形符号大小和文字注记高度，通过“快速选择”菜单命令选择所有的形符号集或文字符号集后打开图形特性窗口，修改里面相应的特性值，1：2000地形图形符号大小为2，字高为4。
　　4.4 图元综合过程
　　1：500、1：1000—1：2000数字地形图缩编过程实际上就是图元的比例扩大及综合的过程，综合的基本方法为：选取和概括。经过图元参数编辑过的1：2000地形图图面负荷很大，为了让1：2000地形图既满足精度要求，又能清晰可读，须将原有的1：500、1：1000地形图的图形元素进行综合。图元综合以去粗取精、舍次求本为原则，对图中地物进行删除、合并、夸大、移位、选取、简化等操作，使其编辑后的图形保持与比例尺相应的地图内容的详细程度。综合的过程中有很多细节没有硬性的规范要求，此时只能凭借作业经验和根据用图单位的要求进行。因此本次缩编作业分两个环节进行：自动化批处理操作环节和交互式的手工操作环节。
　　4.4.1 利用程序批处理环节
　　4.4.1.1 删除次要地物
　　对于1：2000地形图，原图上部分地物不需表示，如阳台、飘檐、室外楼梯、门牌注记、路面材料注记、乡村小道、楼层注记“1F”、图根控制点、检修井、低压电杆、路灯、小型广告牌、宣传栏、电话亭、邮筒等，要实施删除处理。查找出这些地物的符号编码，通过删除编码的方式进行批处理。
　　4.4.1.2 等高线的抽稀
　　1：500和1：1000地形图上的等高线特征点很多，导致的图形的字节量很大，通过程序对等高线统一进行抽稀，可以很大程度地减少图形容量。
　　4.4.1.3 符号替换
　　1：2000地形图中部分地物符号的表示方法与1：500和1：1000图不一致，如线型符号有铁路、围墙等，点状地物有亭、雕像、水塔等。这样需要制作新的线型和形符号，应用新符号替换旧符号。
　　4.4.2 手工编辑环节
　　4.4.2.1 符号抽稀
　　符号抽稀主要针对高程注记和植被填充。高程标注优先保留特征点高程值，其他区域本着丘陵地区高程标注点的间距为50M，居民地可适当放宽间距的规范要求进行抽稀；植被填充符号，对于大面积地区所种的植被为同一种品种时，先删除其中所有植被符号，利用植被填充程序按合适间隔比例重新种植，对于小面积植被按照规范要求进行手工抽稀。
　　4.4.2.2 地物取舍过程
　　1：500和1：1000地形图符号扩大压缩至1：2000地形图后，图形要素信息量很大，需要作大量的取舍。如删除小于0.6mm的骑楼、廊房；删除不成规模，零散的棚房；删除零散的篱笆、围墙；删除非工业区的小水池；删除建筑区内零散的陡坎线、等高线和高差小于1米的陡坎线；水涯线与陡坎线在图上投影距离小于1mm时，以陡坎线符号表示；删除居民区的小块绿化地、小树符号、荒草地、临时种植地；电杆、电缆标示符号，在走向的转折处予以保留，直线段中间位置予以删除。
　　4.4.2.3 地物合并过程
　　合并是指合并同类地物的碎部，以反映地物的主要结构特征。如相连接的或相互之间间隔小于0.3mm的同层同类建筑物合并，并删除多余的楼层注记；当房屋拐角小于0.4mm时，可遵循外扩的原则进行综合；露天看台不作中间等分线描绘；有一定规模且分布密集生产性棚房或牲口房进行合并，绘出其外轮廓线并加以标注；坟墓密集时，应绘出范围线，保留2~3个符号，并注明个数；不同品种种植的相邻旱地合并，并种植面积较大的植被符号等。操作过程要求保持各要素特征点的位置不变、反映各形状对比、图形关系协调一致。
　　4.4.2.4 移位编辑
　　由于比例尺的改变，符号和注记的尺寸相应放大，图形元素会出现相互压盖、重叠、相交、关系混乱等情况。如文字注记压盖其他地物，独立物符号伸进房屋，坎齿线与等高线或房屋线相交等，此时可依据各符号间的距离不应小于0.6个图形单位的间隔关系，将次要地物进行移位处理。
　　4.4.2.5 文字编辑
　　1：2000地形图的文字注记，字体规定为HZ，字高规定为4，但单位名称字高应适当扩大，规定为6，城市主要街道公路及主要河道名称注记采用雁行字列注记，字高为20。
　　4.5 质量检查
　　为确保缩编图的质量，我院执行了严格的检查程序，每一次检查，检查者都会将不合格项在图上标出并反馈给缩编作业员进行修改，修改合格后再进行下一步检查程序。经过3个环节的检查，成果再交上级部门验收。
　　4.5.1 电子图的自查、互查阶段
　　这一环节由作业员本人或其他作业员内部执行，本次检查是通过二次开发的检查程序，由计算机一次性全自动对所要检查的地形图文件的相关硬性指标进行检查（如图层分类，线型编码、线型比例，字体样式等等），检查结果报告以表格的形式输出如下表，以方便查阅。

　　4.5.2 过程检查
　　对照底图进行检查，检查关键高程点的选择是否正确；建筑物的合并是否完整；植被填充是否完整；地物密度是否适中；综合取舍是否合理，是否存在缺漏等。
　　4.5.3 最终检查
　　检查图面是否清晰，各地物间的关系是否明确，是否符合相应比例尺的疏密要求等。
　　4.6 编绘工艺流程
　　为了提高效率，保证质量，缩编图工作的作业流程如下：

　　4.7 样例
　　综合以上方法，缩编后的地形图，不仅要求图形元素能满足1：2000数字地形图的精度要求，并且图面清晰易读，取一幅1：500地形图为例，该位置地处“桃源路”与“双拥路”交叉北侧，该处地物比较齐全，以此为例反映缩编的图面效果：

缩编前1：500地形图

缩编后1：2000地形图

　　5 结束语
　　基于civil 3d工作平台，在全院各部门的支持和帮助下我们内业组分期完成了500多平方公里的1：2000数字地形图缩编工作。通过这一次的生产实践，我们摸索出了一套半自动的缩编实施方法，积累了一定的生产经验，为以后中小比例尺的缩编工作打下良好的基础。

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