等高线遇地物自动编辑技术研究

吴 昊

(铁道第三勘察设计院集团有限公司，天津 300251)



等高线遇地物自动编辑技术研究

吴 昊

(铁道第三勘察设计院集团有限公司，天津 300251)

等高线遇其他地物时打断、延伸等编辑是地形图编辑中耗时较长的一道工序。通过分析编辑工序中常见情形处理方式，制定了一套基于计算机程序的自动处理流程，并基于AutoCAD2006绘图平台，在ObjectARX环境下，运用Visual Studio 2002开发工具实现了该方案。生产应用表明，该程序可有效减少工序作业量，提高作业效率。

铁路制图 ObjectARX 地图编辑 延伸相交处理

受制于采集软件及作业人员习惯等因素，原始采集的等高线经常会遇到无法很好地与地物结合的情形，需要在地形图编辑阶段进行逐一处理编辑。原始采集的地形图文件经过大量打断、裁剪、延伸、相交的编辑工作后，才能满足地形图制作规范要求，此处将该部分工作统称为“等高线遇地物编辑工序”。在单幅普通地形图中，等高线遇地物编辑对象可达数百个，人工逐个编辑的准确度和效率都极为低下，极易出现漏掉、出错等情况，从而影响地形图的整体质量(如图1)。

图1 原始采集地形图常见等高线遇地物情形

1 等高线遇地物自动编辑方案分析

1.1 问题分析

在原始采集阶段，由于缺乏调绘资料支撑，图层区分较为概略。原始采集的地形图在调绘资料辅助下进行编辑，图层得到进一步细化，最终形成地形图成品。基于对原始采集地形图采集特性和地形图成品的分析可知，原始采集地形图遇等高线的地物编辑工作量相对较小，具备利用程序实现自动化处理的可行性。通过对原始采集地形图的分析，等高线遇地物编辑主要涉及河流、道路、地物及其相关的辅助图层。对于这些图层的处理需要实现以下几类功能：(1)实现等高线与地物自动延伸的相交功能；(2)实现等高线与地物自动裁剪的相交功能；(3)实现等高线与有宽度地物的自动延伸裁剪功能；(4)实现等高线遇地物类地物的自动延伸裁剪功能。1.2 等高线遇地物自动编辑方案分析

实现等高线与地物自动编辑功能应遵循先通用再特殊的原则，即先实现通用的延伸、裁剪等功能，再对特殊的有宽度地物、地物类地物进行处理。

(1)等高线遇地物自动编辑对象集合的建立

等高线遇地物编辑的实现首先需建立正确的参与编辑等高线对象端点集合和参与编辑的地物对象集合。确定参与编辑的等高线主要依据两大原则：其一，决定等高线编辑的图层名称，不同的图层名称对应的等高线编辑处理方式；其二，地物与等高线对象起止端点的最小距离阈值。同时还需要排除相邻的等高线对象，即当两个等高线对象首尾完全连接时(或小于连接距离阈值)，其连接处的端点将不再参与等高线遇地物处理(如图2)。

图2 剔除相连接的等高线端点

对于参与编辑的地物集合，则由上述的相关图层对象构成。

(2)通用延伸相交情形的编辑处理

对等高线对象集合中的每个对象，将其与地物集合逐个对象进行位置关系判断。

①相交情形判断：相交情形处理的关键在于确定相交点位置以及裁剪的段落。首先求取与等高线相交的所有地物对象和交点坐标值，获取交点距端点的距离值集合，裁剪的段落则通过经验距离指标来确定，即当距离值中的极小值小于相交距离经验阈值时，可对等高线与极小值对应的地物对象进行相交后的裁剪处理(如图3)。

图3 相交情形处理

②延伸情形判断：基于最优化编辑方案流程的原则，在相交情形处理完毕后再进行延伸情形判断更为合理。延伸情形需要考虑的因素不能仅限于简单的单交点情形，对于复杂的、形状不规则的地物而言，延伸后相交出现多交点是常见情形，其基本思路为：以等高线对象端点所在的直线段为基准作延伸线，求取与延伸线相交的所有地物对象，并计算端点与相交点之间的距离，取出对应的最短距离集合中的极小值，极小值小于延伸距离经验阈值时即可进行编辑处理(如图4)。

图4 延伸情形下的处理

(3)特殊情形处理

特殊情形的出现主要与作业人员的作业习惯以及作业软件的操作等因素有关，通过调研分析，主要集中为夹角相关、提勾、遇斜坡类地物以及双线道路等五类情形。

①夹角相交：等高线在经过房屋等封闭地物时，采集人员很容易误将等高线穿过其中，此时需要对等高线对象进行截取，求取等高线与该地物的两个交点坐标，删除两交点之间的部分，使得该等高线与地物相接，完成该操作后，等高线对象一分为二，待编辑等高线集合需更新(如图5)。

图5 夹角相交情形下的处理

②提勾情形：采集人员绘制等高线时，通常遇到不能穿行的地物时会终止采集，由于采集所用手轮脚盘转动过于灵活，导致等高线停止采集时会出现大量带勾的现象，称之为“提勾”。对于延伸情形处理，提勾现象会导致延伸线无法与地物相交，因交点缺乏使延伸处理出错。

首先需基于斜率变化值来确定提勾现象存在，即从等高线邻近地物的端点开始，基于一定数量的相邻节点往后递推进行逐斜率比较，以找到提勾现象的分界点。剔除分界点之后的所有节点后，余下处理即与通用的延伸情形处理一致(如图6)。

图6 提勾情形下的处理

③遇斜坡类地物情形：在采集过程中，斜坡线前进方向的左侧为斜坡坎，在后期编辑时需添加斜坡坎符号，当等高线从斜坡坎方向来时，必须保证与斜坡坎相接。当延伸或相交情形面向斜坡坎线所在方向时，将原始斜坡线沿法线方向复制，偏移一定距离后形成新的斜坡对象，后以该对象为基准对等高线执行通用的延伸相交操作即可；当延伸或相交情形背向斜坡坎线所在方向时，其处理流程与通用的延伸相交操作处理一致(如图7)。

图7 面向斜坡坎处理过程及处理结果

④遇有宽度的大车路情形：依据地形图规范要求，等高线遇有宽度的大车路、时令河等图层时需要严格接边，而在采集工序与编图工序分开的现状下，采集工序对大车路通常只描绘中心线，并沿中心线垂线方向表明路面的宽度，且等高线直接穿过中线，待编辑工序恢复大车路双线，并进行等高线编辑处理。

对大车路情形的处理需要从所有大车路集合中获取两两相交对象，并确定中心线对象和宽度线，然后生成大车路的两边线并求取边线与等高线的交点坐标，基于交点进行裁剪来完成处理(如图8)。

图8 等高线与大车路情形处理

2 等高线遇地物自动编辑方案实现

综合上述分析，等高线遇地物自动编辑流程如图9所示。

图9 等高线遇地物编辑流程

通过对上述流程的剖析，依据由易到难、由通用到特殊的原则，基于objectARX2006+Vs2002开发环境逐步实现上述功能，以ARX脚本形式直接运行在CAD2006下，并在多个铁路生产项目中进行了生产应用，通过与传统手工作业模式进行比较分析，其生产效率和地形图编辑质量均有较大的提高，应用效果良好。

3 结论

利用ObjectARX+VS.net实现了等高线遇地物的自动编辑方法，开发的等高线遇地物自动编辑程序改变了当前地形图编辑中该工序完全依靠人工逐条作业的现状，大大减轻了编辑人员处理等高线的效率，提高效率60%以上。另外，通过程序自动批量处理，减少了错漏等质量问题的发生，进一步提高了地形图编辑的质量。地形图编辑过程中等高线遇地物的特殊情形较多，本文所述的方案难免有考虑不周之处，在下一步的研究中，将结合具体生产应用情形进一步丰富和完善方案，提高工序作业效率。

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Analysis ForAutomatic Editing To Contour Coming Across Object

WU hao

2016-06-17

吴 昊(1985—)，男，2007年毕业于北京建筑工程学院地理信息系统专业，工程师。

1672-7479(2016)05-0030-04

P231.5

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