测绘内业中等高线批量自动连接处理

测绘内业中关于等高线批量自动连接处理的探讨
【摘要】等高线的测量与绘制是困扰测绘行业从业人员的难题之一。

随着电子技术的进步，智能化测绘技术的发展，等高线的批量自动连接处理逐步得以实现。

【关键词】测绘技术；等高线；自动连接；断线；cad
在测绘行业内中，等高线的测量与绘制一直是困扰测绘人员的难题。

尤其对对于一些年轻、资历浅的测绘人员来说，等高线的测量和绘制成为其工作中绊脚石。

所谓的“等高线”指的是，用一组不同高程的水平面连续“截取”地表所得的曲线组合，并以此曲线组合代替连续的地形表面，其最突出的特点即连续及处处等高值。

等高线不仅仅是高程相同、距离相近的断点之间的简单连接，更是以成组的方式表现地貌特征和地理形态。

在地形测绘中，常用的等高线连接方式主要分为人工连接和自动连接。

一、等高线的特点
第一，等高线是反应区域地貌的基础数据，测绘地图中，等高线的分布错综复杂，数据标注量较大，是地理测绘的关键环节。

第二，地理测绘中，难免会出现等高线的断裂和粘连。

对等高线断裂和粘连的处理，是正确处理等高线空间关系和实现等高线结构优化的的前提。

第三，对等高线的数据按比例进行压缩，可以避免后续运算中的数据过大，降低运算的难度和复杂性。

二、等高线的数据压缩原理
在一定程度上，等高线的矢量数据运算（矢量化）可能出现冗余的数据，所以在比例尺地图中，等高线的压缩要尽可能的减少按比压缩带来的误差，尽可能地描述原始地物，并将误差控制在允许范围内，真实再现地貌特征和地理形态。

常用的等高线数据压缩可以采取间隔位置取点—偏角运算—douglas-peucker法。

在等高线测量和绘制中，虽然矢量运算并不复杂，但间隔位置取点会导致受等高线影响的曲线特征变形。

douglas-peucker法的应用，可以确保压缩后的等高线还能够保持原曲线的比例。

douglas-peucker法可以反复应用与复杂等高线的首末端连线的测定，其测量并绘制等高线的基本原理是：（1）首先确定一个取值区间，区间的最大值或最小值为等高线曲线的首尾两点间，并在此两点之间进行散距离填充。

（2）若等高线曲线的最大距离超出取值范围，该点即为等高线的保留点，所有的保留点均应标注并存档。

（3）在相邻连线的取值区间内，将已获得的保留点即为首尾连线点。

（4）在等高线的弧度不同的情况下，可以引入修改参数，对连线进行确认。

三、等高线的断线处理
等高线的测量和绘制是测绘内业工作的首要任务。

理想的等高线是完整闭合的曲线，但是在实际操作中，不可避免的会产生断裂。

所以，为了得到完整闭合的等高线，就必须将这些断裂连接起来，对断裂等高线的连接处理是测绘内业的一项基础工作。

等高线反应区域地理的地貌特征和地理形态，测绘过程中，无论是对地理信息的识别，还是提取均需要连续完整的等高线。

等高线的获得多是通过数字手工采集、自动化或半自动化的矢量扫描等方式。

这些获得图示或多或少的会导致所得的等高线出现的断裂或者粘连。

这是目前等高线测量和绘制中仍待解决的问题。

当今，测绘行业针对等高线断裂或粘连的处理方法主要分为两种，一是基于矢量数据的等高线断线处理方法，另外一种是基于栅格图像的等高线断线处理方法。

前者的主要方法有顾及拓扑关系的连接方法、基于知识的等高线断点连接方法、利用搜索算法原理进行等高线接边法等。

后者涉及的主要算法有费曼码的断线连接法、最小点对法、形态变换的断线连接法、地图代数的自动生长法、.最大集团图搜索法等。

测绘行业内关于等高线断线处理的研究已经有近30年的历史，已获得了丰硕的成果。

但是由于等高线测量和绘制的难度比较大，断线情况复杂，所以时至今日，关于等高线断线的自动连接处理仍没有很好的解决方案。

现有的等高线断线处理方案存在以下问题：第一，断点与匹配点之间的选择正确率较低。

主要原因为匹配点在选择上过度依赖搜索范阂值参数，但该参数值的确定又依赖于人为的干预，时常出现一个断点对应多喝匹配点或零个匹配点的现场。

另外，由于图形特征对地貌特征的约束不具备唯一性，这也使得断点与匹配点之间的选择正确率较低。

第二，现有等高线断线连接处理结果在追求精确度、保持形态和空间关系方面较差。

这多由测绘
人员对被测绘的区域的地貌特征和等高线之间的空间关系考虑不足所致。

第三，效率较低。

在等高线的断线处理过程中，约束条件越多，测绘结果中的错误就会越少，而断线处理所需用的时间就会越长。

所以，测绘人员要平衡断线处理的正确性和时间的关系，提高等高线断线处理的效率。

处理等高线的断线连接的关键在于：（1）正确处理断点间的逻辑连接，（2）正确实现等高线内插算法。

正确处理等高线断点间的逻辑连接需要通过建立标准等的高线组，调整等高线的存储方向，选取辅助线，逻辑闭合等高线断线，然后循环重复，直至所有等高线循环完毕。

实现等高线内内插算法的方法主要由网格法和三角网法。

但在具体操作过程中要满足以下条件：第一应充分考虑等高线不是断点之间的简单连接，而是以成组方的式描述地貌形态和地形特性。

等高线组内的各等高线具有一定的相似性，合理利用这一原理，保证等高线内插算法的正确性。

第二在处理诸如马鞍地形在内的各种特殊地形时，应考虑并利用测绘等高线经验知识。

四、cad条件下等高线自动连接的处理
cad是测绘行业最常用的软件之一，其自身并无自动连接功能。

但是在以cad作为开发的专业测绘软件或数据管理系统，对实现等高线自动连接有重要的现实意义。

在 cad条件，采用端点趋势和最短距离相结合的方式，通过距离判断、趋势比较、矩形框缓冲等途径，实现等高线的批量自动连接，速度快、准确率高。

当前，测绘行业内以cad为基础开发的软件或系统有很多，基于
visual lisp、vba 和objectarx的二次开发库，功能强大，能够对autocad 的所有任务进行针对性的、完整的设计和开发，并且具备速度更快、准确性强、效率高、应用范围广泛等优点。

objectarx是基于vc平台建立的，对acdblongtransaction类、acdblongtransactionreactor类、acdblongtransworksetiterator 类以及acdblongtransactionmanager类的“长事务”均具备支持功能。

长事务来源于三大数据库，即同一图内的普通块数据库、图的外部引用数据可、具有无关性的磁盘数据库。

应用程序从数据库中检索拟编辑的实体，编辑后再将其放回原来的位置，并以编辑后的对象替换原对象。

五、总结
对等高线的断裂连接处理是测绘内业的基础工作之一。

当前，对于等高线断点的处理方法很多，对于不同条件下的断裂，测绘人员应采取不同的方式对其进行连接。

cad软件利用其处理长事务的能力，可以在autocad环境下实现等高线批量自动连接，且具备速度快、效率高、效果好等优点。

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