数字简码自动成图法在地形图测绘中的应用

王 战

（广东工贸职业技术学院，广东 广州 510510）

0.引言

随着无人机摄影测量法和三维激光扫描测量法技术的成熟，它们已经成为地形图测绘中主要运用的方法，在乡村地区的大面积地形图测绘中，优势明显。但由于受到空域申请、密集居民区精度难以保证、飞行安全、大数据处理对硬件要求等因素影响，在密集居民区、小面积区域地形图测绘中(例如，城市测量中的商品房小区验收地形图测绘)，无人机摄影测量法和三维激光扫描测量法优势并不明显，各测绘单位仍然采用传统的“RTK+全站仪”人工测绘方法。

草图简码法是目前很多生产单位地形图测绘的主要方法。外业数据采集时，记录测点的坐标和表示该点属性的简码，同时绘制草图，记录各测点的连接关系；内业成图时，根据测点的属性和草图，在绘图软件上人工成图[3]。这种方法外业需要花较多时间绘制草图，内业需要对照草图简码逐点绘图，作业效率较低。部分测绘单位利用绘图软件的简码识别的功能,开发出适合本单位的字母简码自动成图法,减少了外业绘制草图的时间，也实现了部分地物自动成图,提高了作业效率[2]。但该种方法只是实现简单测量环境的自动成图，在地物复杂的环境中，很多地物不能实现自动成图，仍然需要花费大量的时间人工绘图。

本文以某款测绘单位普遍使用的绘图软件为平台，探索出一种简单、实用、高效的成图方法——数字简码自动成图法。该方法简码简单，外业上大幅减少绘制草图的时间，内业上很大部分可以实现自动成图，极大提高外业和内业的效率。

1.简码自动成图的原理

某绘图软件中，每一种地物属性，都对应着唯一的一个数据编码，而每一个数据编码，都可以用一个简单的字符对应表示，称为简码，如，数据编码141111表示砼房屋，对应的野外操作简码是F2[4]。在外业数据采集中，对各种采集的地物数据赋予相应的操作简码，即可在内业数据成图中通过简码识别功能，使相同地物连线和赋予属性，实现自动成图，从而节省人工绘图的时间。实现自动成图的关键是，外业数据文件的简码要与软件的简码文件的简码完全一致，微小的不一致都不能使该测点实现自动成图。

2.字母简码自动成图法的简码设计和存在问题

2.1 字母简码自动成图法的简码设计

该款成图软件有初始设计简码文件“JCODE.DEF”记录各种地物地形的简码。初始设计的简码较多且没有一定的规律，不方便记忆，不可直接利用，但简码文件“JCODE.DEF”可供测量人员根据实际需要进行个性化编辑，把“JCODE.DEF”文件初始的简码改成简单、方便记忆的简码。如，砼房屋初始的简码是F2，可以改成“TF”，路灯对应的简码可改为“LD”等；连续观测某一地物时，简码为“+”或“-”，其中“+”号表示连线依测点顺序进行，“-”号表示连线依测点顺序相反的方向进行，除了有符号方向的坎类，其他线性地物（如，房屋、道路）“+”和“-”效果相同；交叉观测不同地物时，简码为“n+”或“n-”，其中“+”“-”号的意义同上，n表示该点与n个点前面的点相连（n=当前点号-连接点号-1，即跳点数）[1]（如图1所示）：

图1 简码操作规则图

2.2 字母简码存在的问题

采用简单的字母简码，一般只能表示地物的单一属性，不能表示地物的多重属性，如，砼房屋采用简码“TF”只能表示该房屋的属性，不能表示层数；如果某测量点既是砼2的角点，也是围墙的端点，仅采用简码“TF”则无法全部表达该点的属性。在此情况下，可以通过草图的方式记录点的多重属性和连接关系，但将使外业的效率降低，内业也只能实现少部分自动成图，效率不够高。

为减少绘制草图的时间，可以通过复杂的简码表示其测点的多重属性和连接关系，如上述测点可采用简码“TF2WQ”表示。但大部分全站仪的按键中，一个按键除表示一个数字外，还代表3个字母，需要通过切换键进行数字和字母的切换，要输入类似于“TF2WQ”的复杂简码，需要耗费大量的外业时间。因此，采用字母式复杂简码只适用于具有26个字母键的RTK手簿测量，并且采用复杂简码，与简码文件“JCODE.DEF”设定的简码不一致，内业不能实现自动成图。

3.数字简码自动成图法的实现

3.1 数字简码自动成图法的简码构成

不同品牌的全站仪，其按键一般只有10多个，0～9数字都对应唯一按键，每个按键一般对应3个字母。如果输入1个字母，可能要按3次键才能输入，而输入1个数字只需要按1次即可。因此，采用数字简码代替字母简码，将可以大幅提高外业简码的输入效率。地形图测绘中，常见的地物不超过100种，不同类别的地物，采用不同的图层和线性、颜色表示。因此，可采用2位数字表示地物的属性，其中第1位表示地物所属的大类，第2位表示具体地物，如，用简码“10”表示属于居民地大类的砼房屋。为方便记忆，可把不同的地物进行分类，本文根据成图软件的分类模块，把不同的地物分为9大类（如表1所示）：

表1 地物分类表

在大类的基础上再进行进一步细分，把常见的地物排序在最前面，用简码的第2位表示具体的地物，如，居民地及附属设施的部分地物的简码（如表2所示）：

表2 居民地及附属设施的部分地物简码表

当测点表示地物多重属性和连接关系时，可通过多数字表示，如，3层砼房用“103”表示，“10”表示砼房属性，“3”表示层数；如果某测点既是连接上一测点，又是围墙的端点，可用“+23”表示，“+”表示连接上一测点，“23”表示围墙；在无法直接测量而需要丈量的角点，如，某测点先连接上一点，再左进4米，后加5米，则可用“±4-5”。如此一来，各测点的属性和连接关系就可以通过简单的简码表达出来，省去了繁琐的画草图的时间。

在农田测量中，各田埂四通相连，一个测点经常与其他几个方向的点相连，为准确表达各点的走向，可用“前、后、左、右”表示各点的连接方向，分别以“1、2、3、4”对应表示，如，某点四向连接的田埂测点，可用简码“611234”表示，“61”表示田埂属性，“1”表示左连，“2”表示右连，“3”表示前连，“4”表示后连。在往后的测点中，往往是既连接上一点，又有另外的连接方向（一般不多于3个方向），此时可采用“-”加“方向数字”表示，此时的简码一般不多于4个字符。

居民地的多重属性和连接关系中，如，某点既是砼房的结束点，又是砖房的起点，可用简码“+11”或“-11”表示。但在成图中，砼房与砖房的交界点需要2个坐标相同但属性不同的重合点进行表示，才能使不同属性的点自动连线，也就是要把该点分为两个点，一个点表示连接上点的砼房点，另一个点表示砖房的起点，坐标相同，简码分别为“+”“-”或“11”，为方便区别居民地和其他地物，统一用“+”表示居民地的多重属性和连接关系，用“-”表示其他地物的多重属性和连接关系。

3.2 简码提取

当测点简码是表示多重属性和连接关系时，简码比较比较复杂，与简码文件“JCODE.DEF”的设定简码不吻合，不能实现简码自动成图。因此要实现简码自动成图，必须把表示属性和连接关系的数字、“+”、“-”从外业简码中分离出来，组成与简码文件“JCODE.DEF”设定简码完全吻合的简码。本研究采用VB软件编写一款编码文件转换程序，把原先由“测点序号、外业简码、Y、X、H”组成的观测文件，转换成“简码+序号、设定简码、Y、X、H”的文件，该文件既可实现自动成图，也可以显示多重属性和连接信息，便于后续图形处理。简码转换前后对照表（如表3所示）：

表3 简码转换前后对照表

具体的简码转换要点如下：

（1）转换后的简码与“JCODE.DEF”的设定简码完全吻合并符合操作码规则，实现自动成图；

（2）转换后的点号由转换前的简码与点号合并而成，通过新的点号可清晰表示测点的全部信息以及测点的顺序，方便进行后期的人工处理，如，“103”可知该点为3层的砼房，即可对房屋的注记进行修改；

（3）在表3测点号1中，如果简码前2位是数字，则新简码为前2位，这代表大部分测点属性；

（4）在表3测点号2中，如果简码第一个字符是数字，并且第2个字符是“+”或“-”，则简码为前2个字符。实际生产中，一般不会跳过9个点，因此以“第一个字符是数字为判别”是可以满足跳点连线的；

（5）在表3测点号3、4中，如果简码第一个字符是“-”，则简码为该字符“-”，这表示该测点连接上一个测点，该测点还可能包含其他信息，如测点4，除连接上一测点，还是固坎的连接点；

（6）在表3测点号5中，如果简码第一个字符是“+”，且第2个字符为“1”或“2”，第3个字符为“0～9”的数字，则该点变成两个坐标、高程一样的点，第一个点的简码是第1个字符，第2个点的简码是第2、3个字符，两个点点号都相同。这是针对居民地类别地物的设置，在居民地，特别是房屋测量中，同一个测点往往具有双重以上的属性，如，某测点既是连接上一测点的砼房点，也是砖房的起始点，这就需要把该点分解成坐标相同、简码不同的两个点，以方便不同属性的测点自动连线。为区别于点号4的情况，以“+”专门作为具有多重含义的居民地测点而设，不采用“-”符号。

3.3 内业成图处理

经过简码转换的文件，通过绘图软件的“展点号”功能，把点号展到图上，此时图上的点号包括属性、连接关系、测量顺序。通过“简码识别”功能，把能够自动成图的主要地物自动成图（如图2所示）：

对无法实现自动成图的，图2中房屋的层数注记、配电杆之间的连线、部分田埂的连线、植被符号的填充、坎线和道路的圆滑等处理，通过简单的人工处理，即可得到成果图，不需要逐点进行人工绘制，极大提高了效率（如图3所示）：

图2 自动成图效果

图3 最终成果图

4.结束语

数字简码自动化成图法，通过数字表达地物的属性和连接关系，外业上能够最大程度地减少画草图的时间；在内业成图过程中，主要的地物都已经实现自动成图，对不能实现完全自动成图的少数地物，也能清晰地显示各测点的属性和连接关系，测图人员只需要进行适当地加工处理，即可较快地实现成图处理，大幅减少人工识别测点简码属性和连接关系的时间，极大提高成图效率。

不同行业测绘单位可以根据测量任务要求和测区的环境对地物简码进行灵活改变，制定适合本单位的简码，提高外业数据采集和内业成图处理的效率。

本方法研制成功后，在城市规划、国土、水利等不同行业测绘单位进行推广，得到测绘单位的一致好评。