cass绘制等高线.docx

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cass绘制等高线

cass绘制等高线

在测绘领域中通常采用等高线来表示地貌。

所谓等高线是指地面上高程相同的相邻点所集合而成的闭合曲线。

用等高线表示地貌，不仅能明显表示出地面的起伏状态，而且能表示出地面的坡度和地面点的高程，便于在图上进行工程的规划设计.

首先了解几个概念:

地性线:

地貌结构线在数字化成图软件中统称地性线。

地性线包括:

山脊线、山谷线、变坡线.

山脊线:

山体两侧坡面的交线,沿山体方向沿伸至最高结合部山顶至鞍部的连线,也称分水线或分水岭.

山谷线:

山体两侧坡面从山脊向下沿伸至最低结合部的连线,也称汇水线；两个倾斜度不同的坡面点为变坡点，变坡点与变坡点之间的连线为变坡线。

地形测量中也把这几种线称为地貌结构的骨架线.

外业的数据采集采用RTK，内业绘制等高线用南方CASS6.1成图软件

一、外业数据采集

为了让成图软件生成准确合理的等高线，在用RTK采集数据时，除了在地貌变向点和坡度变换点都要打点外，对于陡坎，只要不是接近90度的，一般应该在坎上和坎下立打点.对于陡坎形状变化的地方要打点，对于很直的陡坎要每隔15--20米打一点.区分陡砍和斜坡，陡砍是砍上和砍下的图面投影宽度小于1MM（即实际1M），反之图面投影大于1MM的要画为斜坡。

对1:

1000图而言.

在测量居民区时，都要在房顶上打点，此类不能代表当地高程的碎部点，应使其高程为零，即让内业建地面高程模型（DTM）时不予考虑该点.外业跑尺员的测量经验和碎部点的合理性直接影响内业等高线的生成质量，所以立镜人一般由搞测量多年的老工程师担当。

但用工程师立棱镜的做法有点夸张,成本过高.结合私人外业测量节约成本的考虑其实只要测站选的合理,完全可以只用普通小工,甚至是没有任何经验的,只需通过对讲机指挥其跑尺即可.

二、等高线的生成

在地形图中，等高线是表示地貌起伏的一种重要手段。

常规的平板测图，等高线是由手工描绘的，等高线可以描绘得比较圆滑但精度稍低。

在数字化自动成图系统中，等高线是由计算机自动勾绘，生成的等高线精度相当高。

CASS7.0在绘制等高线时，充分考虑到等高线通过地性线和断裂线的处理，如陡坎、陡涯等。

CASS57.0能自动切除通过地物、注记、陡坎的等高线。

由于采用了轻量线来生成等高线，CASS7.0在生成等高线后，文件大小比其它软件小了很多。

在绘等高线之前，必须先将野外测的高程点建立数字地面模型（DTM），然后在数字地面模型上勾绘出等高线。

建立数字地面模型（构建三角网）

数字地面模型（DTM），是在一定区域范围内规则格网点或三角网点的平面坐标（x，y）和其地物性质的数据集合，如果此地物性质是该点的高程Z，则此数字地面模型又称为数字高程模型（DEM）。

这个数据集合从微分角度三维地描述了该区域地形地貌的空间分布。

DTM作为新兴的一种数字产品，与传统的矢量数据相辅相成，各领风骚，在空间分析和决策方面发挥越来越大的作用。

借助计算机和地理信息软件，DTM数据可以用于建立各种各样的模型解决一些实际问题，主要的应用有：

按用户设定的等高距生成等高线图、透视图、坡度图、断面图、渲染图、与数字正射影象DOM复合生成景观图，或者计算特定物体对象的体积、表面覆盖面积等，还可用于空间复合、可达性分析、表面分析、扩散分析等方面。

我们在使用CASS7.0自动生成等高线时，也要先建立数字地面模型。

在这之前，可以先“定显示区”及“展点”，定显示区的作用是根据输入坐标数据文件的数据大小定义屏幕显示区域的大小，以保证所有点可见。

注记高程点的距离（米）:

根据规范要求输入高程点注记距离（即注记高程点的密度），回车默认为注记全部高程点的高程。

这时，所有高程点和控制点的高程均自动展绘到图上。

说明：

此处提问在建立三角网时是否要考虑坎高因素。

如果要考虑坎高因素，则在建立DTM前系统自动沿着坎毛的方向插入坎底点（坎底点的高程等于坎顶线上已知点的高程减去坎高），这样新建坎底的点便参与三角网组网的计算。

因此在建立DTM之前必须要先将野外的点位展出来，再用捕捉最近点方式将陡坎绘出来，然后还要赋予陡坎各点坎高。

请选择地性线:

（地性线应过已测点，若画了地性线则选择.若没画可不选.如不选则直接回车）

说明：

地性线是过已知点的复合线，如山脊线、山谷线。

如有地性线，可用鼠标逐个点取地性线，如地性线很多，可专门新建一个图层放置，提示选择地性线时选定测区所有实体，再输入图层名将地性线挑出来。

请选择:

1.显示三角网2.不显示三角网<1>:

回车（默认选1）。

说明：

显示三角网是将建立的三角网在屏幕编辑区显示出来。

如选1，建完DTM后所有三角形同时显示出来，如果不想修改三角网，可以选2。

如果建三角网时考虑坎高或地性线，系统在建三角网时速度会减慢。

命令区提示生成的三角形个数

修改数字地面模型（修改三角网）

一般情况下，由于地形条件的限制在外业采集的碎部点很难一次性生成理想的等高线，如楼顶上控制点。

另外还因现实地貌的多样性和复杂性，自动构成的数字地面模型与实际地貌不太一致，这时可以通过修改三角网来修改这些局部不合理的地方。

1.删除三角形

如果在某局部内没有等高线通过的，则可将其局部内相关的三角形删除。

删除三角形的操作方法是：

先将要删除三角形的地方局部放大，再选择“等高线”下拉菜单的“删除三角形”项，命令区提示Selectobjects:

，这时便可选择要删除的三角形，如果误删，可用“U”命令将误删的三角形恢复。

2.过滤三角形

可根据用户需要输入符合三角形中最小角的度数或三角形中最大边长最多大于最小边长的倍数等条件的三角形。

如果出现CASS7.0在建立三角网后点无法绘制等高线，可过滤掉部分形状特殊的三角形。

另外，如果生成的等高线不光滑，也可以用此功能将不符合要求的三角形过滤掉再生成等高线。

3.增加三角形

如果要增加三角形时，可选择“等高线”菜单中的“增加三角形”项，依照屏幕的提示在要增加三角形的地方用鼠标点取，如果点取的地方没有高程点，系统会提示输入高程。

4.三角形内插点

选择此命令后，可根据提示输入要插入的点:

在三角形中指定点（可输入坐标或用鼠标直接点取），提示高程（米）=时，输入此点高程。

通过此功能可将此点与相邻的三角形顶点相连构成三角形，同时原三角形会自动被删除。

5.删三角形顶点

用此功能可将所有由该点生成的三角形删除。

因为一个点会与周围很多点构成三角形，如果手工删除三角形，不仅工作量较大而且容易出错。

这个功能常用在发现某一点坐标错误时，要将它从三角网中剔除的情况下。

6.重组三角形

指定两相邻三角形的公共边，系统自动将两三角形删除，并将两三角形的另两点连接起来构成两个新的三角形，这样做可以改变不合理的三角形连接。

如果因两三角形的形状特殊无法重组，会有出错提示。

7.删三角网

生成等高线后就不再需要三角网了，这时如果要对等高线进行处理，三角网比较碍事，可以用此功能将整个三角网全部删除。

8.修改结果存盘

通过以上命令修改了三角网后，选择“等高线”菜单中的“修改结果存盘”项，把修改后的数字地面模型存盘。

这样，绘制的等高线不会内插到修改前的三角形内。

注意：

修改了三角网后一定要进行此步操作，否则修改无效！

当命令区显示:

存盘结束！

时，表明操作成功。

绘制等高线

完成第一、二步操作后，便可绘制等高线了。

等高线的绘制可以在绘平面图的基础上叠加，也可以在“新建图形”的状态下绘制。

如在“新建图形”状态下绘制等高线，系统会提示您输入绘图比例尺。

用鼠标选择“等高线”下拉菜单的“绘制等高线”项，命令区提示：

最小高程为490.400米，最大高程为500.230米

请输入等高距〈单位:

米〉：

根据比例尺，按图式规范的要求输入等高距，例如输入1，回车。

请选择:

1.不光滑2.张力样条拟合3.三次B样条拟合4.SPLINE<1>:

选择等高线绘制的方式，例如输入3，回车。

如果选1，绘制出来的等高线是折线，是分析三角网得来的最原始图形，在此基础上进行拟合就可得到更光滑的等高线。

因此选2就是把折线进行张力样条拟合，这时的等高线最忠实于地形，也比折线美观。

三次B样条是最优的等高线生成方式，用这种方式生成的等高线最光滑，外观最好，但是会有少许失真。

因此，如果你用三次样条生成等高线后，发现等高线没有过整数高程点，就是原因了。

等高线的修饰

1.注记等高线

选择需注记的等高（深）线：

移动鼠标至要注记高程的等高线位置，依法线方向指定相邻一条等高（深）线

等高线的高程值即自动注记在A处，且字头朝B处。

在等高线上注记高程

2.切除穿陡坎等高线

按照制图规范，等高线不应穿过陡坎，在分析DTM绘出等高线后，应对穿过了陡坎的等高线进行处理，CASS7.0提供了自动切除所有等高线穿过指定陡坎的功能。

运行此功能，系统提示如下：

请选择：

1.选择陡坎？

2.全部陡坎<1>默认选择1，如果直接回车下一步就是选择陡坎，如果选2，系统会自动在图中寻找所有陡坎，无需手工逐个选取。

再次回车，系统将会开始处理，自动将所有等高线与陡坎的重叠部分切除。

3.切除穿围墙等高线

程序自动切除所有等高线穿过指定围墙的部分，要注意用鼠标点取围墙时应选围墙骨架线。

即白色的线条。

4.切除指定二线间等高线

命令区提示：

选择第一条线:

用鼠标指定一条线，例如选择公路的一边。

选择第二条线:

用鼠标指定第二条线，例如选择公路的另一边。

程序将自动切除等高线穿过此二线间的部分。

5.切除穿高程注记等高线

程序自动切除所有等高线穿过高程注记的部分。

在注记了高程后，可用此功能将等高线进行处理。

6．切除指定区域内等高线

选择一封闭复合线，系统将该复合线内所有等高线切除。

注意，封闭区域的边界一定要是复合线，如果不是，系统将无法处理。

7．等值线滤波

此功能可在很大程度上给绘好等高线的图形文件减肥。

一般的等高线都是用样条拟合的，这时虽然从图上看出来的节点数很少，但事实却并非如此。

选中等高线，你会发现图上出现了一些夹持点，千万不要认为这些点就是这条等高线上实际的点。

这些只是样条的锚点。

要还原它的真面目，请做下面的操作：

用“等高线”菜单下的“切除穿高程注记等高线”，这时，在等高线上出现了密布的夹持点，这些点才是这条等高线真正的特征点，所以如果你看到一个很简单的图在生成了等高线后变得非常大，原因就在这里。

如果你想将这幅图的尺寸变小，用“等值线滤波”功能就可以了。

执行此功能后，系统提示如下：

请输入滤波阀值：

<0.5米>这个值越大，精简的程度就越大，但是会导致等高线失真（即变形），因此，用户可根据实际需要选择合适的值。

一般选系统默认的值就可以了。

大比例尺全野外数字测图等高线的绘制

作者：

董向忠文章来源：

本站原创点击数：

更新时间：

2009-12-15

[摘要]利用计算机进行等高线的自动生成具有速度快的优点，然而等高线的生成受原始资料数据和测图软件的影响，往往无法达到令人满意的效果。

在使用CASS数字测图软件过程中，如何选择地形特征点，针对各种地貌的特点构建三角网，生成数字地面模型，是本文讨论的问题。

[关键词]CASS数字测图软件等高线地面高程模型计算机1概述

随着地面数字测图软件的日臻完善，全站仪及计算机的广泛运用，大比例尺全野外数字测图手段迅猛发展，已经取代了常规白纸测图。

我公司自应用南方CASS测图软件以来，完成了大量的各种比例尺、各种地形地貌的数字地形图测绘工作，取得良好的社会效益和经济效益，也积累了一定的实践经验，现将数字测图中等高线的绘制方法和经验介绍如下，供大家参考。

等高线是地形图表示地形最常用的方法，利用计算机进行等高线的自动生成具有速度快、弹性大等优点，然而等高线的生成受原始资料数据、和测图软件的影响，往往无法达到令人满意的效果。

现在根据地形特征点和地性线绘制等高线是测绘大比例尺地形图等高线的主要方法，如何正确地选择地形特征点，如何利用地性线构建三角网是是绘制等高线的关键。

2地形特征点的选择

全站仪采集数据时，外业司镜员的测量经验和碎部点选择的合理性直接影响内业等高线的生成质量。

绘图员必须指挥司镜员选择地物、地貌点，并跟随司镜员一起观察地貌，描绘地性线，对于局部特殊的地貌应在草图上开窗详细描绘。

在进行地貌采点时，可以用多镜测量，一般在地性线上要采集足够密度的点，尽量多观测特征点。

例如在沟底测了一排点，也应该在沟边再测一排点，地貌变向点和坡度变换点都要立镜，山脊、山谷、鞍部等的宽度要测出，困难地区可采用丈量的方法并在草图上表示，斜坡坎、陡崖，应该在坎上边缘、崖上边缘和坎下边缘、崖下边缘分别立镜测量，并记录坎、崖的走向，测量陡坎时，最好坎上坎下同时测点，也可以在坎上边缘立尺，量出坎下点的比高。

这样生成的等高线才能真实的反映实际地貌。

在其它地形变化不大的地方，可以适当放宽采点密度。

测量数据传入计算机后，应先对照草图和实地情况对数据进行查错，剔除错误的高程点，对不参加构建数字地面高程模型的点要标识，如在测量居民区时，有时难免要在房顶上立镜，此类不能代表当地高程的碎部点，应使其高程为零，即让内业建地面高程模型时不予考虑这些点。

3组成三角网建立地面高程模型

采用三角网法构成地面高程模型，若只考虑几何条件构网，最大的问题是在某些区域可能出现与实际地形不相符的情况。

如在山脊线处出现三角形穿入地下；山谷线处出现三角形悬空；也有可能出现三角形的边跨越断裂向的情况。

这些情况下勾绘的等高线必然是错误的。

要想得到高精度的地面高程模型，具体的做法如下：

（1）首先在建立地面高程模型之前，应剔除明显高出地面不能代表当地高程的碎部点，把其高程改为零即可。

使用CASS软件的“选择地性线”功能，使三角网边经过地性线，一般要将山脊线、山谷线、坡度变化线、地貌变向线、坡顶线和坡底线等用复合线绘出，在自动构网时首先检索出地性线并组成控制边，在此基础上构成三角网。

（2）陡坎在地形图上是用图式符号表示，在外业采集数据时，一般都是在陡坎上边缘或下边缘采集特征点高程，然后量出相应的比高。

在建立地面高程模型前系统自动沿着坎毛的方向插入坎底点（坎底点的高程等于坎顶线上已知点的高程减去坎高），这样新建坎底的点便参与三角网组网的计算。

因此在构网之前必须要先将野外的点位展出来，再用捕捉最近点方式将陡坎绘出来，然后还要赋予陡坎各点坎高。

只有这样才能在陡坎处构成合理的三角网，保证等高线不穿过陡坎符号。

（3）斜坡坎和陡崖在外业采集数据时，直接获取了上、下两边

缘线上的特征点的坐标和高程，在建地面高程模型时，斜坡坎和陡崖上、下的点应分别构成三角网，而让中间形成一个断裂带，使等高线不能直接穿过。

（4）在地形图上，有一定的区域范围，等高线不可进入该区域内，比如湖泊、河流、双线道路和房屋等。

对于这些地物，外业采集数据时，边界点应详细实测出高程，内业构网时将其边界作为三角网的边，边界上的特征点参与等高线的内插计算，当等高线追踪到这些地物的边界时就不再往前追踪，保证等高线不会穿过地物内部。

4等高线的修改、修饰

一般情况下，由于地形条件的限制，在外业采集的碎部点很难一次性生成理想的等高线，如楼顶上控制点。

另外还因现实地貌的多样性和复杂性，自动构成的数字地面模型与实际地貌不太一致，这时可以通过修改三角网来修改这些局部不合理的地方。

修改时可以利用软件的“增加三角形”、“删除三角形”、“过滤三角形”等功能。

修改三角网的工作要反复进行，直到满足要求为止，并保存最终的三角网。

然后进行等高线的修饰，等高线在遇到房屋及其它建筑物、双线道路、路堤、坑穴、陡坎、斜坡、湖泊、双线河、双线渠、水库、池塘以及注记等均应中断。

在CASS成图软件中提供了自动切除穿陡坎、穿围墙、穿二线间、穿高程注记、穿指定区域内的等高线等功能，应用这些功能完全可以满足等高线的修剪。

当等高线的坡向不能判别时，还应加绘示坡线。

5手工绘制等高线

在地物复杂、田坎密集和平原地区，一般不采用自动生成等高线的方法，而是采用手工绘制等高线的方法。

使用CASS软件手工绘制等高线时，等高线会自动拟合，线体形成有很多节点，修改时非常麻烦。

为了解决这个问题，在绘制等高线时不要直接使用绘制等高线工具，而使用复合线工具来绘制等高线，因为复合线非常容易拉动修改。

在等高线绘制完后可以批量拟合复合线，然后把拟合后的复合线加注等高线属性即可，采用这种方法画出的等高线套合的非常好，非常圆滑、美观。

6等高线的接边

对于较大的测区，一般由几个作业小组共同完成，在数字测图中一般以线状地物来划分各作业组的测量范围，如路、河流、水沟、山脊等，然后拼接在一起。

接边时不能直接将等高线连接起来，这样容易造成局部地貌的变形，而应该对三角网进行连接，先在接边处掏出一定的范围，将该范围的三角网进行连接、修改，要注意两测的高程是否基本一致，是否满足接边的要求，是否有错误的高程，确认无误后，重新生成等高线。

然后再将掏出的部分与原范围拼接在一起，并将每根等高线连接起来，形成一根根完整的等高线。

7等高线和高程点的注记

等高线的注记一般只注记计曲线，注记的字头应指向山顶或高地，但字头不应指向图纸的下方，地貌复杂的地方，应注意配置，保持地貌的完整。

以用图者能方便地判读高程为原则。

高程点的注记一般选在明显地物点和地形点上，依据地形类别及地物点和地形点的多少，其密度为图上每100cm2内5～10个。

在CASS软件中提供了方便快捷的等高线注记和高程点过滤功能。

采用按一定间距自动过滤高程点后，还应手工选择一次高程注记点，保证在明显地物点和高程特征点上有注记高程。

8外业巡视

采用CASS软件“测记法”测绘数字地形图，等高线全部在室内绘制，有别于大平板测图，大平板测图可以做到当站现场绘制等高线，做到“站站清、幅幅清”，有问题能够及时发现，及时修改。

所以在室内绘制好等高线后，绘图员应进行野外巡视，特别是在地物复杂、地貌零乱、破碎的地方应重点巡视，对在等高线绘制过程中有疑问的地方要现场核实。

9结论

对于数字测图中等高线的绘制，任何一种数字测图软件都不能做到十全十美，要想绘制出准确、逼真的等高线，测量人员对地貌的理解、工作经验、工作责任心非常重要。

本文仅叙述了在使用南方CASS软件中积累的几点经验，还有很多的应用需要我们进一步去探讨和实践。