CASS成图系统在数字化测图中的应用(论文).doc

CASS成图系统在数字化测图中的应用学 生 姓 名： 赵栋林 学 号： 08301089 专 业 班 级：工程测量与监理384403班指 导 教 师： 谢媛媛 西安铁路职业技术学院毕业设计（论文）摘 要通过利用南方CASS地籍成图软件进行地形图测绘,浅谈CASS成图系统在数字化测图中的应用,以及CASS软件的一些快捷命令,对生产实际具有指导意义。 本文以地形图数字化测绘为主线，介绍了采用全站仪等先进的野外测量设备和南方CASS制图软件，实现地图信息的采集、传输、识别、处理、绘制、编辑和存储，阐述了数字化测图的基本原理、方法、优点，概述了CASS成图软件对数字化测图的发展影响。关键词：南方CASS；地形图测绘：数字化成图- I -目 录摘 要I前 言11 数字化测图概述21.1 数字化测图概念21.2数字化测图的基本思想21.3数字化测图的特点32野外碎部测量方法52.1 草图法52.2 编码法52.3 点号法53 内业数字化成图73.1 数据传输及展点73.2 数字化成图作业步骤113.2.1工作草图阅读113.2.2数字化作业113.3 各类底物绘制要求123.3.1测量控制点123.3.2居民地及附属物123.3.3交通及附属设施123.3.4水系及附属设施123.3.5植被的绘制133.3.6 地貌绘制133.3.7 管线设施133.3.8注记134 地形图图幅的整饰155 CASS软件中的快捷键16结 论17致 谢18参考文献19- III -西安铁路职业技术学院毕业设计（论文）前 言随着计算机技术和测量仪器的发展，数字化测图得到迅猛的发展，作为以现代测绘技术为基础的数字测图技术也呈现出日新月异的变化。目前，以现代测绘设备和计算机应用软件为主体的数字测图技术已广泛应用于各领域测绘生产，外业数字化测图以精度高，成图周期短，工作效率和经济效益高等特点，逐步取代了常规的图解法测图。南方CASS地形测绘软件是在Auto CAD软件基础上开发的测量专用绘图软件。此软件增加了许多专用符号和工具，以及许多快捷命令，为数字化绘图带来了很大的方便。为地形测绘工程挺高了更高的效率，使得测绘更好的发展。在此，我结合我的实践经验以及课外的搜索、前辈的们的指导，探讨外业测量方法，内业成图中，如何运用南方CASS数字化成图软件处理如何来绘制地形图。1 数字化测图概述数字化测图是近几年随着计算机、地面测量仪器、数字化测图软件的应用而迅速发展起来的全新内容，广泛用于测绘生产、水利水电工程、土地管理、城市规划、环境保护和军事工程等部门.数字化测图作为一种全解析机助测图技术，与模拟测图相比具有显著优势和发展前景，是测绘发展的技术前言.目前许多测绘部门已经形成了数字图的规模生产.作为反映测绘技术现代化水平的标志之一，数字测图技术将逐步取代人工模拟测图，成为地形测图的主流。数字测图技术的应用发展，极大的促进了测绘行业的自动化和现代化进程.使测量的成果不仅有绘在纸上的地形图，还有方便传输、处理、共享的基础信息，即数字地图.是GIS的子系统.它将为信息时代地理信息的应用发展提供最可靠的保障。1.1 数字化测图概念数字化测图是以计算机为核心，在外连输入输出设备硬件、软件的条件下，通过计算机对地形空间数据进行处理得到数字地图，需要时也可用数控绘图仪绘制所需的地形图或各种专题地图广义的数字化测图又称为计算机成图主要包括：地面数字测图、地图数字化成图、航测数字测图、计算机地图制图.在实际工作中，大比例尺数字化测图主要指野外实地测量即地面数字测图，也称野外数字化测图。数字测图系统主要由数据输入、数据处理和数据输出三部分组成流程如下：地形图采集 数据处理与采集 成果与图形输出1.2数字化测图的基本思想数字化测图就是将采集的各种有关的地物和地貌信息转化为数字形式，通过数据接口传输给计算机进行处理，得到内容丰富的电子地图，需要时由电子计算机的图形输出设备（如显示器、绘图仪）绘出地形图或各种专题地图。数字化测图的基本过程如图1.1所示：数据采集点位信息 特征信息数据传输 绘草图屏幕编辑地物模型 地貌模型数据处理绘图文件存盘地图图1.1 数字化测图的运行示意图1.3数字化测图的特点（1）点位精度高传统的经纬仪配合平板、量角器的图解测图方法，其地物点的平面位置误差主要受展绘误差和测定误差；测定地物点的视距误差和方向误差；地形图上地物点的刺点误差等影响.实际的图上误差可达0.47.经纬仪视距法测定地形点高程时，即使在较平坦地区（06）视距为150米，地形点高程测定误差也达0.06米而且随着倾斜角的增大高程测定误差会急剧增加。（2）改进了作业方式传统的方式主要是通过手工操作，外业人工记录、人工绘制地形图；并且在图上人工量算坐标、距离和面积等。数字测图则使野外测量达到自动记录、自动解算处理、自动成图，并且提供了方便使用的数字地图软盘。数字测图自动化的程度高，出错（读错、记错、展错）的概率小，能自动提取坐标、距离、方位和面积等.绘图的地形图精确、规范、美观。（3）便于图件的更新城镇的发展加速了城镇建筑物和结构的变化，采用地面数字测图能克服大比例尺白纸测图连续更新的困实地房屋的改建扩建、变更地籍或房产时，只须输入有关的信息，经过数据处理就能方便地做到更新和修改，始终保持图面整体的可靠性和现势性。（4）加了地图的表现力计算机与显示器、打印机联机，可以显示或打印各种资料信息；与绘图机联机时，可以绘制各种比例尺的地形也可以分层输出各类专题地图，满足不同的用户的需要。（5）方便成果的深加工利用数字化测图的成果是分层存放，不受图面负载量的限制，从而便于成果的加工利用.比如EPSW软件定义11层（用户还可以根据需要定义新层），房屋、电力线、铁路、道路、水系地貌等存于不同的层中，通过打开或关闭不同的层得到所需的各类专题图，如管线图、水系图、道路图、房屋图等。（6）可作为GIS的重要信息源地理信息系统具有方便的信息查询功能、空间分析功能、以及辅助决策功能，在国民经济、办公自动化及人们日常生活中都有广泛的应用.数字化测图作为GIS的信息源，能及时地提供各类基础数据更新GIS的数据库。2野外碎部测量方法在外业测量中，常有的方法草图法、编码法 、点号法。这三种方法的共同点都是在作业开始前都要做好控制网。不同等级，不同的比例，对控制的精度也不相同。要根据测量的精度要求以及业主的要求进行控制测量。下来，就我的理解介绍这三种方法。2.1 草图法“草图法”包括点号定位法，坐标定位法，编码引导法三种。再现场绘制草图，室内用编码引导文件或测点定位法进行成图。草图的绘制要遵循清晰，易读，相对位置准确，比例一致的原则。此种方法能提高外业测量工作的效率，操作起来也比较容易，但内业成图的工作量会加大。因此，绘制草图的人员一定要保持头脑清晰，使其测点点号与观测点号保持一致，不用在电子手簿或全站仪里输入地物编码，故又称为“无码方式”。草图绘制时，各碎部点之间的相对位置要把握好，不一定要追求好看，但一定要清晰。这种方法在测量中比较普遍。适合在地物比较复杂的情况下使用。我认为比较成熟的方法是草图法，其特点是工作效率高，而且外业工作也便捷了很多。这种方法适合比例尺为1:500、1:1000地形图的测绘工作。2.2 编码法观测员在现场给每一个碎部点赋予一个自定义的编码，如公路可编为“GL”或“L”,砖房可编为“ZF”,木房可编为“MF”等。其他的编码也有一定的随便性，一般情况下，地物的编码用该地物名称的第一个字母代替;有时候取用编码也因人而异，可以根据自己的习惯而取定地物的编码。编码引导法在外业工作也需要绘制草图，在内业通过编辑编码引导文件，将编码引导文件与无编码坐标文件合成带有编码的坐标数据文件，其操作等效于“编码法”。在内业用编码识别自动绘图，再借助外业草图补充调绘，使其详细成图，在其成图的基础上之后进行反复的外爷巡查，形成最终的成果。这种成图方法使外业工作量加大，操作起来也不太方便容易，容易形成重复工作，但却减轻了内业成图的工作量，成图也比较轻松，使地物地貌表示详尽。这种方法适合在地物比较规整的情况下采用。适合比例尺为1:2000、1:5000等地形图的测绘。2.3 点号法一般在外业工作中，绘制草图由跑杆者来完成，遵循着“边跑杆，边标点号”的原则。跑杆者一定要随时报持头脑清晰每打一个点，都要在草图上相应的位置标上改点的点号。完成一个作业后，草图上的点位一定要和仪器中的点位保持一致，这样才能在内业绘图更高的提升工作效率，否则会造成事倍功半。这种成图方法室外也和内业工作量基本平衡，基本上都是一气呵成，但是对外业工作中的跑杆人员要求特别高，不仅要冷静认真，更要认真的选好每一个点位，尽可能的一点多用。比如说道路和坎子同一个方向上时，只需打出坎子或道路的位置，另一者则可以很快的描绘出来。这种方法对地物的规整程度没有要求，可以根据实地的具体情况选取采用。适合比例尺为1:500地形图测绘。3 内业数字化成图数字化成图采用南方CASS成图系统，一般用上面的几种方法进行成图。即把野外采集到在电子手簿或全站仪中的数据点传输到计算机内，对照草图完成各种绘制编辑工作，最后完成符合要求的地形图。3.1 数据传输及展点内业数据的处理，一般要把数据记录设备中的数据按照一定的格式传输到计算机中，形成一个供内业处理时的文件。该文件用来存放从电子手簿或全站仪传过来的坐标数据，即称其为“坐标数据文件”，坐标数据文件用户可按需要自行命名，但后缀应为“DAT”格式。 该数据文件为： 总点数N 点号1，编码1，X1，Y1，H1 点号2，编码2，X2，Y2，H2 点号n，编码n，Xn，Yn，Hn然后在CASS软件中执行。执行下拉菜单“数据/读取全站仪数据”命令，在“全站仪内存数据转换”对话框中的“全站仪内存文件”文本框中，输入需要转换的数据文件名和路径，在“CASS坐标文件”文本框中输入转换后保存的数据文件名和路径。这两个数据文件名和路径均可以单击“选择文件”，在弹出的标准文件对话框中输入。此外在数据传输时，计算机与电子手簿或全站仪双方通讯都要预置成相同的通讯参数（波特率、校检位、数据位和终止符等）这样才能保证正常的数据通讯。最后单击“转换”并即完成数据文件格式转换。附全站仪传输的步骤：打开CASS软件后选择数据读取全站仪数据全站仪内存数据转换，如图3.1、3.2、3.3所示：图3.1 读取全站仪数据图3.2 全站仪内存转换 图3.3 保存文件路径当设定文件名后储存在计算机后就可以使用了！当打开坐标数据文件将会看到这样的数字成果：E1,KZD,10000.000,10000.000,100.000E2,KZD,10000.000,20000.000,100.000001,L,9997.0220,10005.9820,99.2630002,L,9991.5420,10006.5240,98.4160003,L,9985.3510,10007.6440,97.3720004,L,9982.7340,10014.3350,96.7970005,#,9984.0140,10006.8070,96.9860006,K,9985.9380,10003.4790,99.0290007,K,9983.3500,10002.2410,99.0770008,K,10006.7900,10005.1580,99.6430009,K,10011.5470,10004.0680,99.8110010,K,10012.9450,10003.2820,99.5960011,F,10010.0920,10002.3850,100.0690012,F,10005.7860,9999.0550,100.2600013,F,10004.8880,9998.0910,100.2490014,F,10006.7170,9995.6680,100.1270015,B,10005.2300,9992.7690,100.1850016,B,10003.5020,9989.5960,100.3020017,F,10001.8100,9990.1480,100.6920018,F,9998.7850,9987.2170,100.5310019,F,9997.5890,9985.0590,100.5630020,F,10016.5380,9986.8980,100.0800 . 接着再执行下拉菜单“绘图处理/定显示区”确定绘图区域；执行下拉菜单“绘图处理/展野外测点点位”，如图3.4所示： 图3.4 野外数据站点即得到在绘图区得到展绘好的碎部点点位并确定测图比例尺，结合野外绘制的草图绘制地物；再依次执行下拉菜单“绘图处理/展野外点点号”“绘图处理/展野外测点代码”如图3.5所示：图3.5 屏幕编辑经过对所测地形图进行了屏幕显示，在人机交互方式下进行绘图处理、图形编辑、修改、整饰，最后形成数字地图的图形文件。3.2 数字化成图作业步骤3.2.1工作草图阅读内业作业员首先对野外绘制的工作草图进行充分阅读，了解图内个元素之间的来龙去脉、相互关系；各类控制点分布情况；乡村路与大车路的区分；电杆的走向、联系；地类界封闭情况；对图内有疑问的地方应及时到野外调绘或向外业作业人员提出，予以解决。3.2.2数字化作业采用分层、分色的要求表示地物、地貌。将同类地物放在同一层次，分色统一，代码到位，尽量使用成图系统的菜单绘制图形，便于合并、缩放、接边、数据提起等再处理工作。数字化作业时捕捉解析编辑细部点，若数据与勘丈草图不符，应及时向检查员提出，问题解决后在进行作业。数字化成图一定的顺序进行，对明显的具有分块作用的地物先输入，例如河流，道路等。然后以元素的分块进行作业。一块图全部输入后即做自查校对，清理差、错、漏。各块图全部输入后再做通篇阅读。对规则的地物，如住宅楼等矩形房屋，必须保证图形符合其投影规律，必要时可用辅助线方法得到正确的图形。3.3 各类底物绘制要求3.3.1测量控制点各等级的平面和高程高程控制点分别以图式规定的控制点符号表示，控制点的测点位置即为符号的几何中心，控制点必须精确表示，根据测量成果直接展绘。3.3.2居民地及附属物居民地是地形图上主要的地物元素，数字化图要准确反映实地各个房屋外围轮廓和建筑特征。除个别情况外，一般处理为矩形，凹凸部分要直角拐弯，房屋线要闭合。房屋的阳台线在折角处要实交。街区与道路的衔接处应留0.2mm间隔，建筑在陡坎和斜坡上的建筑物按实际位置绘制出，陡坎无法绘制时，可位移表示，间隔0.2mm，建筑物与加固石坎共线表示。悬空或在水上的房屋与水涯线重合时，房屋照常表示，间断水涯线。围墙不区分结构性质，用依比例尺符号表示。直线段较短的围墙，符号无法表示出其短横线的，要用手工补绘，门墩要与围墙相垂直。各类的垣栅如栅栏、栏杆、篱笆、铁丝网等，均用相应的符号表示。符号一侧有短线的，短线向里绘制。3.3.3交通及附属设施道路是连接居民点的纽带，是地面交通运输的重要动脉，各等级的道路用图式规定的相应符号表示，绘制时注意线性和线宽。双线道路与房屋、围墙、桥梁等高出地面的建筑物边线重合时，可用建筑物边线表示道路边线，道路边线与建筑物连接处应间隔0.2mm。乡村小路、内部道路等用到虚线线性符号的，线性应拟合表示，保证线性的连续性、美观性。3.3.4水系及附属设施水系是江、河、湖、海、井、泉、池塘、水库、沟渠等自然和人工水体的总称，水系绘制时应区分人工河流和自然河流。自然河流的边线应圆滑，与桥梁、水坝、水闸等建筑物应中断，有名称的水系要明确注记。水涯线与陡坎重合时，可用陡坎边线代替水涯线，水涯线与斜坡脚重合时，在坡脚将水涯线绘出。3.3.5植被的绘制植被的绘制，应按其经济价值和面积大小适当取舍，并应符合下列规定：（1）.农业用地的测绘按稻田、旱地、菜地、经济作物地等进行区分，并配置相应符号。（2）.地类界与现状地物重合时，只绘制现状底物符号。3.3.6 地貌绘制地貌宜用等高线表示。崩塌残蚀地貌、坡、坎和其它地貌，可用相应符号表示。山顶、鞍部、凹地、山脊、谷底及倾斜变换处，应测注高程点。露石、独立石、土堆、陡坎等，应注记高程或比高。3.3.7 管线设施管线转角部分，均应实测。线路密集部分或居民区的低压电力线和通讯线，可选择主干线测绘；当管线直线部分的支架、线杆和附属设施密集时，可适当取舍；当多种线路在同一杆柱上，应择其主要表示。3.3.8注记文字注记要使所表示的地物能明确判读，字头朝北，道路、河流名称可随线状弯曲的方向排列，应垂直或平行于线状物体；文字间隔的最小尺寸应为0.5mm；最大字的间隔不宜超过字大的8位。注记时应避免遮断主要地物和地形特征部分。各类注记均放置在“ZJ”层。地形图上各种名称的注记，应采取现有的法定名称。附：地物点平面位置精度限制表：表3.1 地物点平面位置精度限制地区分类比例尺点位中误差邻近地物点间距中差困难地区隐蔽地区1:5000.23(0.40)0.18(0.30)1:10000.45(0.80)0.36(0.60)1:20000.90(1.60)0.72(1.20)绘制过程中的地形图如图3.6所示： 图3.6 地形图编辑4 地形图图幅的整饰在进行一些较大的地形图测绘完成之后，要进行地形图的图幅接拼。图幅编辑完之后，要根据各部分的成果进行图幅的接拼，目的是将其拼成一幅完整的地形图，相邻图幅应自然接边，图上的线要素与面要素既要进行几何位置接边，又要进行属性接边，直线地物要素在接边时应保持其直线性。另外，无论是母线数据，还是制图数据，相邻图幅同一地物要素的分类代码、颜色和有向方向要保持一致。地物要素符号应保持完整性，连续性。然后运用南方CASS进行图形分幅，分幅前要做好分幅的准备工作，应先了解图形数据文件中的最小坐标和最大坐标。这里要注意的是，在CASS中，信息栏显示的数学坐标和测量坐标是相反的，即CASS系统中前面的数为Y坐标（东方向），后面的数为X坐标（北方向），不要把方向弄反了。CASS里面有一个批量分幅/建立方格网的命令，按照提示操作下去，就会在所设的目录下生成各个分幅图，它自动以各个分幅图的左下角的东坐标和北坐标结合起来命名，如“30.0042.50”，“30.0045.00”等。可是在批量分幅中，会存在制图人员没有关闭对象捕捉和全屏显示就可以解决问题还有CASS软件平台Auto CAD本身存在的问题，存在一些不完整的地方。另外，图幅边上的字体、块属于不可分割的部分，在图幅边缘有不可分割的字体、块等元素，造成分幅后有的图形元素缺少。因此，分幅前应把分幅线做好，调整好字体、块的位置，然后进行分幅。在选择了“绘图处理/批量分幅/批量输出”命令后，会弹出输出图幅的储存目录名，点击确认即可。分幅完成后，要对图幅进行整饰。在CASS中，先要在文件中“加入CASS环境”这项。然后在标准图幅（5050cm）这项功能里，有图幅的名字、邻近图名、测量员、制图员、审核员，还有“删除图框外实体”按照要求做下去就可以了，这样就完成对图幅的整饰。5 CASS软件中的快捷键在我们用CASS作业中，总结以下快捷操作命令：DD 通用绘图命令 A 画弧(ARC)V 查看实体属性 C 画圆(CIRCLE)S 加入实体属性 CP 拷贝(COPY)F 图形复制 E 删除(ERASE)RR 符号重新生成 L 画直线(LINE)H 线型换向 PL 画复合(PLINE)KK 查询坎高LA 设置图层(LAYER)X 多功能复合线 LT 设置线型(LINETYPE)B 自由连接 M 移动(MOVE)AA 给实体加地物名 P 屏幕移动(PAN)T 注记文字 Z 屏幕缩放(ZOOMFF 绘制多点房屋 R 屏幕重画(REDRAW)SS 绘制四点房屋 PE 复合线编辑(PEDIT)W 绘制围墙K 绘制陡坎XP 绘制自然斜坡G 绘制高程点D 绘制电力线I 绘制道路N 批量拟合复合线O 批量修改复合线高WW 批量改变复合线宽Y 复合线上加点J 复合线连接Q 直角纠正这些命令在菜单栏中都能找到，但是用这些快捷键，可以进一步提高绘图的速度，提高工作效率。结 论本文结合CASS成图软件在数字化测图的工作实践，对数字化测图在外业数据采集、内业数据处理、图形编辑和数字化测图的优点等方面进行了分析，对数字化测图工作具有重要的指导意义。随着科学技术的不断发展，全野外数字测图技术必将会在包括数据采集、数据传输、硬件设备以及软件系统方面得到。通过以上介绍和图例可知:该软件对于编辑数字化地籍图提供了方便,做出来的成果直接、美观,极大地提高了工作效率。可以更好地减轻测量人员的内业劳动强度,更好地提高测量作业效率和作业精度。更重要的是,应用此方法即更重要的是,应用此方法即可以简化步骤,大大减少工作量。从而大幅度降低人员的劳动强度,提高了工作速度,在很大程度上提高了工作效率。也在一定意义上提高了质量,提高了经济效益。此方法在水利水电行业中具有推广应用意义。致 谢经过一年在重庆根创勘测规划咨询有限公司工作，懂得许多在书本上学不到的东西，那就是经验。作为西安铁路职业技术学院土木工程系的一名学生，毕业的日子距我们越来越近。本次毕业设计已经接近尾声，作为我的的毕业设计，由于经验匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有老师的督促指导，以及一起工作的同事们的支持，想要完成这个设计是非常困难的。 在这里首先要感谢母校对我这短短三年的栽培，让我在这里学到了很多的知识。其次要感谢我的任课老师，是他们手把手的教我们知识，以及对我们的关怀。再次，感谢谢媛媛老师对我们不仅有课堂上授我们知识而且还指导了我们的毕业设计。谢老师平日里工作繁多，但在我写毕业论文的每个阶段，从外出实习到查阅资料，设计草案的确定和修改，中期检查，后期详细设计，装配草图等整个过程中都给予了我悉心的指导。时间过得如此之快，短短的三年西铁职院生活就要结束了，从此我们就要为自己人生道路拼搏奋斗。忠心的祝愿老师们工作顺心，祝同学们心想事成。参考文献1 王洪章，工程测量，人民交通出版社，2008.2 徐宇飞，数字测图技术，黄河水利出版社，2005.3 潘正风，杨正尧，数字测图原理与方法，武汉大学出版社，20024 潘正风，大比例尺数字测图，北京测绘出版社，20005 郝正阳，赵夫来，数字测图原理与方法，解放军出版社，20016 杨晓明，王德军，时东玉，数字测图（内外业一体化），测绘出版社，20017 中华人民共和国国家标准，1:500、1:1000、1:2000地形图数字化规范（GB/T171601997），中国标准出版社，19988 中华人民共和国国家标准，1:500、1:1000、1:2000地形图图式（GB79291995），测绘出版社，19989 中华人民共和国国家标准，国家基本比例尺地形图分幅和编号（GB/T1398992），测绘出版社，199310 张正禄，工程测量学，武汉大学出版社200211 杨德麟，大比例尺数字测图原理方法与应用，清华大学出版社200412 高井祥，肖本林，付培义，数字化测图原理与方法，中国矿业大学出版社，200113 覃辉，土木工程测量，同济大学出版社，200414 徐宇飞，数字测图技术，黄河水利出版社，2005- 19 -