浅析等高线在数字测图各环节的技术处理

张文选

摘要：等高线作为现阶段地貌信息表达的主要手段，随着测绘数字技术的不断发展，其数据精度和生成效率都有了不断地提升，但是对于山区复杂地形地貌的细部特征和地性表述仍面临许多问题。为进一步提升等高线绘制的技术处理能力，本文从外业数据采集、内业综合成图等两个环节概况地阐述了不同阶段等高线在数字测图中的技术处理方法，并建立了等高线与地形地貌要素的关系。通过分析等高线在数字测图各环节的技术处理的方法，能进一步提高数字测图中等高线的图面合理性和数学精度。

关键词： 数字测图；地貌；等高线；技术处理

1、引言

建立高精度、多尺度的地面数字模型（DTM）是进行数字地形分析和应用的基础，随着数字信息化技术在测绘领域的快速发展和广泛应用，目前大比例尺数字化测图比较普遍采用全站仪或RTK采集数据应用内外业一体化成图，地物和地貌的测量数据精度和生成效率都有了很大的提升。作为地貌特征表达最理想、最直观、最普遍且具有科学依据的等高线在线状要素中占比很大，因此等高线在野外数据采集和室内成图过程中各环节的技术处理对成图质量至关重要。本文结合山区地形的特点，对实践中等高线的外业数据采集和南方CASS内业软件自动化成图过程中容易出现的问题进行技术处理分析。

2、外业数据采集技术处理

由于山区复杂的地形条件等因素的影响，山区大比例尺数字化测图常出现局部关键点的漏测或者是点位不太均匀的现象。因此，在外业数据的采集环节中要建立区域地貌特征点反应真实等高线的数据信息必须做到：

（1）在野外作业前，按照设计和规范要求，进行技术交底，并布设测量方案。

（2）对于重要的地貌特征点必须采集，如坎顶、坎底、坡顶以及坡底的拐点，山谷、山脊、山顶、山脚以及变坡点，独立地物是必需要数据采集；对于坡度均匀的地段需按规范间距要求进行均匀地加密采集。

（3）对于地形特别破碎的区块，需要现场编绘地形草图，同时用手机做好影像资料备用，在必要的坡坎点测量注记高差。

3、内业综合成图技术处理

3.1 高程点的预处理

在野外的采集过程时，由于棱镜高频繁变化或者RTK信号接收问题影响，往往会出现一些测量数据明显错误的高程点，这时需要进行预处理。

（1）删除一些错误的高程点。将所有采集点数据直接生成等高线，然后查找异常的等高线的具体点号，并直接删除这些错误点的高程和点的名称。

（2） 增补一些高程点。在外业漏测的一些高程点或者通过对照草图注记的破碎点，需要对这些高程点进行增补。

（3）特殊位置上特殊高程值的处理

山体鞍部点或者制高点的高程值正好是等高距的整倍数，常造成等高线在此处相交或点线不符，处理时一般在鞍部点的高程值上加上或减去一个不影响该点高线，以避免点线不符和等高线相交的情况。

在遇到处理湖泊、水库、池塘等水面时，由于测量误差和立尺点位置原因，就会出现等高线穿过水面的现象。处理时，在不影响图面高程精度的前提下，根据实际情况修改大于或小于等高线值的髙程点的高程值，使该水涯线上所有点的高程值低或髙于该等高线高程值，使等高线高于水面的陆地上绘出即可。

3.2地性线绘制

开始绘制地性线的工作之前，须进行CAD对象捕捉设置，设置选项当中主要有节点和圆心，然后再用多段线把一些坎底的高程点、斜坡顶部的高程点以及斜坡底部的高程点来分别的进行连线，并绘制实际的山谷线和山脊线，这些多段的线再连同所有的陡坎就组成了所需要的地性线。在建立DTM时为了更加方便手选地性线，则须要用编组的命令，把所有的地性线都进行统一的编组，并将编组设置成开的状态。

3.3 DTM的建立与修改

地性线是地貌形态的骨架线，是描述地貌形态时的控制线，它主要包括山脊线和山谷线。

在建立DTM时，首先以地性线为骨架线的基础上进行三角网的扩展后，计算高程等值点并自动追踪等高线，从而保证所绘制的等高线能真实地描述实际的地形地貌。

在连接地性线时一种方法是给每一个地性线高程点编码，然后进行自动连接；另一种方法是根据高程点的标记手工连接，确保同一条山脊或山谷的地性线连通，最后在地性线的基础上构建三角网。

3.4等高线绘制

不同的地势要选择不同的方法，并尽量考虑多方面的因素综合确定，以保证能够绘制出真实反映地貌形态的等高线效果。

在较为平坦的丘陵地区，一般选择SPLINE的拟合方法进行等高线拟合；在山区一般选择三次样进行拟合方；高山区则主要选择张力样条拟合。

3.5 等高线的后处理

等高线在自动绘制完成后，有时会出现一些高程点点位过密、高程点注记遭到了遮盖、等高线直接穿越了地物、陡坎、河流等问题，以及等高线的局部不光滑等各种现象，这时需要应用局部替换的功能来进行处理，一般是采用新画线的方法来进行替换。注意的是在处理全封闭的等高线替换的问题时，一定要按照顺时针的方向绘制具体的复合线，不然就会出现替换错误。

4、等高线与地形地貌要素的关系

（1）当出现等高线直穿陡坎现象时，主要原因是坎下点未采集，需要进行内业在坎下加点后处理。

（2）在没有河坎的较宽双线河上，等高线应对称绘出，并保持垂直关系；在有路堤和路堑的区域则按等高线与陡坎的关系处理。

（3）在遇到湖泊、水库、池塘等水面时，等高线要从高于或低于水面的陆地通过，以避免等高线从水面的中间通过的现象。

5、结 语

随着工程建设对测绘技术的要求不断提高，测绘和地理信息也必将向着高精度、严标准的方向发展。特别是山区城市规划建设需要测绘服务的质量提升和技术革新，优化地形地貌等高线的大数据采集、成图的技术，提高科技含量，为数字城市、智慧城市的建设提供更好平台，建议行业科研人员加强野外数据采集无人机航测应用和多要素协同的等高线自动综合技术的研究和推广，减少数字成图中需要专业人员二次技术处理的环节，全面提高测绘和地理信息数字成图的质量和效率。

参考文献

[1]潘正凤，杨正光，数字测图原理[M].武汉大学出版社，2002.

[2]夏广岭.数字测图[M].北京：测绘出版社，2012.

[3]杨晓明.数字测图[M].北京：测绘出版社，2008.endprint