1、煤炭集运中心复杂地形的等高线绘制方法的对比摘要：介绍测绘数字化地形图过程生成等高线绘制的方法。等高线是用来表示地形的起伏、高低、走势。但在复杂地形实现等高线的绘制比较困难。用两种软件（Cass 与 Arcmap）进行数学精度、工作效率及可视化的对比。 关键字：等高线；软件；三角网；Tin 中图分类号：F407.21 文献标识码：A 文章编号： 0引言 随着国力的增强测绘技术的大发展,数字化在测绘行业中的应用越来越广泛。数字化软件在绘制地形图、施工图、断面图、设计图和数据建库等工作中应用广泛。同时利用软件进行土方量的计算、公路设计、面积量算、场地选址、勘测定界等工作。数字化成图系统直接与 GIS
2、 进行数据无缝接口的先进技术，简化数字化地形图绘制工作。绘制地形图所使用的软件以提高工作效率、降低作业的劳动强度,提高成图精度,给地形图绘制工作带来了极大的便利,从而使经济效益和社会效益得到显著提高。 在数字化地形图中用等高线法显示地形地貌，通过高程点迅速判定等高线的等高值，等高线越密，地形越陡峭；等高线越稀疏，坡度越舒缓。地形的走势图在图纸设计、总图规划、土方量计算与等高线密不可分。软件中生成地形图的方法，绘制集运中心的等高线图对铁路的站位选择、公路的运距、选煤厂的整合、洗煤厂的位置选择提供重要依据。等高线的绘制精度在生产过程中具有极高的应用价值，等高线数据具有广泛的应用潜力。 1等高线构网
3、基本原理 主要有规则格网法、不规则三角网法和 TIN 法。 规则格网法是根据给定的纵(横)方向和间距对研究区域进行划分,利用已知离散高程点内插出网格点的高程数据,形成一组规则的矩形网格数据点,用四棱柱的方法计算。 不规则三角网是数字高程模型的表现形式之一,直接利用实测数据进行三角构网,对计算区域按三棱柱法计算。 TIN 法以边长灵活的空间三角形去逼近实际地形,真实反映地形地貌并精确计算。TIN 三角面的形状和大小取决于不规则分布测点的位置和密度, DEM 能够避免地形平坦时的数据冗余,又能按地形特征点表示数字高程特征。 以上方法为测绘软件绘制等高线（内部核心计算）所采用。 等高线是地面上高程值
4、相同的相近或相邻点所连接而成的闭合曲线。用等高线表示地貌在地面的起伏状态，显示地面的坡度和地面点的高程关系。 2数据准备 利用全站仪、GPS-RTK 等测绘仪器进行野外实际地形、地物和地貌位置碎步点的采集和存储，将测区内采集的碎步点数据通过数据传输软件导入计算机中。编辑数据文件格式如下: 2.1 南方 CASS9.1 地形地籍成图软件系统文件格式为*.dat： 点号 ,编码 ,x ,y ,z 1,gcd,8645.3420,50750.7160,45.161 2.2 arcgis 地理信息制图系统开发的软件文件格式为：(重命名*.dat 为*.csv,删除点号、编码即可) 2.3 或者将 ca
5、d 地形图通过转换为*.shp 格式文件添加到ArcMap10.0。 3等高线建网对比 此次对比数据是煤炭集运中心地形图面积为 4.15 平方公里，高差约有 120 多米，地形地貌破碎，地物分部零散。内业数据处理工作量增大。采用南方 CASS9.1 地形地籍成图软件系统和 arcgis 地理信息制图系统开发的软件分别对建网数据进行计算，得出的数学精度、工作效率及可视化的对比。 3.1 南方 CASS9.1 地形地籍成图软件系统 3.1.1 南方 CASS9.1 按照野外测绘碎步点绘制的三角网后建立（DTM） 。三角网生成中会有不合理的连接，因此，对三角网进行必要的修改。建立 DTM.通过*.d
6、at 数据或图面高程点文件自动连接三角网，生成三角网数据图，创建*.sjw 文件。 3.1.2 重组三角形或加入地形线修改三角网后，对房屋、建筑物、构筑物、道路、水堤、坑穴、土笼、斜坡、陡坎、双线的沟渠、池塘以等均应中断，在每处地貌、地物属性连线修改保存。绘制等高线（输入等高距，选择拟合方式） ，查看绘制等高线是否合理。不合理处继续手工绘制与修改其三角网。 3.1.3 绘制等高线成果。以其达到合理、真实地反应地表信息。 但是在地物不多地貌不复杂的情况实用,绘制的速度很快,测区范围不大时准确度很高,局部需要手工进行修改后，等高线才与实际地形地貌相吻合。采用手工绘制等高线的方法适用于测区很大，高差
7、明显，地貌破碎的地形,须采用手工绘制的方法。在测区范围大的地形图绘制等高线工作中应用极少。 3.2 arcgis 地理信息制图系统开发的软件 3.2.1 arcgis 软件把*.csv 文件通过添加数据至 ArcMap10.0，右键*.csv 显示 XY 数据，指定 X、Y 和 Z 坐标字段，选择 Z 字段（Z）: 3.2.2 用 ArcToolbox 工具 TIN 管理创建 TIN,建立 TIN 数据集。输入要素类（对房屋、建筑物、构筑物、道路、水堤、坑穴、土笼、斜坡、陡坎、双线的沟渠、池塘等）进行 TIN 构建。通过地貌、地物线性自动建网后自动断开。并合理的连接，避让不必要的三角网的生成，
8、避免了网间错乱交叉。在属性内选择符号系统，添加渲染器“具有相同符号的等值线”设置等值线间距（I） 。高程栏内设置色带及分类。按颜色区分地形高低。显示地形、地貌的总体趋势。对 TIN 数据的判断起到关键作用。 3.2.3 TIN 编辑变换边或连接 TIN 结点，按照地面地貌，地物的特性线、特征点连接或保存实时显示（复杂地形特别直观）等高线走势图。 3.2.4 利用工具 3D Analyst 工具转换 TIN 三角形为 sjw.Shp 文件，转换工具将 sjw.Shp 转为 cad（*.DWG） 。在 Cass9.1 打开*.DWG，输入等高距绘制等高线。 在大的测区范围内地物多地貌复杂的情况下应
9、用 arcgis 软件绘制的等高线时不需要手工进行修改，等高线与实际地形地貌相互吻合。避免了手工绘制等高线的方法。 4.结语 当前在大比例尺数字化地形测量过程中，准确绘制等高线一直是比较繁琐的问题。绘制等高线时，简单的地貌主要是手绘，而对于复杂的地貌，一般使用软件生成。通过对煤炭集运中心实际地形、地貌应用以上两种软件进行等高线绘制的对比得出如下结论： 4.1软件是基于 autocad 平台技术的数字化测绘数据采集系统。软件的功能比较齐全，应用也比较广泛，在地理信息系统建库以及大比例尺测量中，该软件应用于地形测绘、工程测量及应用等领域。南方 CASS 软件是国内绘制地形图较为普遍的软件，其计算结
10、果的准确；操作过程简单，但可视化程度不高，修改三角网数据比较复杂，数据量过大易死机，工作效率大大的降低。 4.2 ArcGIS 是基于集成地理信息制图系统开发的软件。它支持多类型数据和多种数据库,具有强大空间分析、统计分析功能，附带扩展模块。ArcGIS 是一款二维、三维图的优秀软件，如绘制等高线、向量图、3表面图等；该软件在生成等高线、地形图数据入库像等方面的质量比较高、且生成快速，易于修改等特点，数据分析统计精确，工具使用方便，步骤精细，可视化性清晰，无死机现象，效率显著提高。在等高线绘制中具有其他软件不可比拟的优势。 参考文献： 赵夫来、郝向阳.根据地性线绘制等高线的研究 :测绘学报，2009 谢刚生.数字化地形地籍成图系统 CASS9.1 参考手册：广州南方测绘仪器有限公司，2010 汤国安，杨昕 ArcGIS 地理信息系统空间分析实验教程：科学出版社，2012
