数字测图-公路曲线计算和设计要素表

4.4.1 公路曲线设计

1. 单个交点处理

操作过程如下:

用鼠标点取“工程应用/公路曲线设计/单个交点”命令。

屏幕上弹出“公路曲线计算”对话框，输入起点、交点和各曲线要素，如图4.29所示。

屏幕上会显示公路曲线和平曲线要素表，如图4.30所示。

2. 多个交点处理

1) 曲线要素文件录入

鼠标选取“工程应用/公路曲线设计/要素文件录入”命令，命令行提示:

(1) 偏角定位 (2) 坐标定位: ＜1＞，选偏角定位，则弹出“公路曲线要素录入”对话框，如图4.31所示。

图4.29 “公路曲线计算”对话框

图4.30 公路曲线和平曲线要素表

(1) 偏角定位法。起点需要输入的数据有: 起点坐标、起点里程、起点看下一个交点的方位角、起点到下一个交点的直线距离。

各个交点所输入的数据有: 点名、偏角、半径 (若半径是0，则为小偏角，即只是折线，不设曲线)、缓和曲线长 (若缓和曲线长为0，则为圆曲线)、到下一个交点的距离(如果是最后一个交点，则输入到终点的距离)。

图4.31 偏角法曲线要素录入

通过起点的坐标、到下一个交点的方位角和到第一交点的距离可以推算出〈第一个交点的坐标〉。

再根据到下一个交点的方位角和第一个交点的偏角可以推算出第一个交点到第二个交点的方位角，再根据第一个交点到第二个交点的方位角、到第二个交点的距离和第一个交点的坐标可以推出第二个交点的坐标。

依此类推，直到终点。

选坐标定位，则弹出“公路曲线要素录入”对话框，如图4.32所示。

图4.32 坐标法曲线要素录入

(2) 坐标定位法。起点需要输入的数据有: 起点坐标、起点里程。

各交点需输入的数据有: 点名、半径 (若半径是0，则为小偏角，即只是折线，不设曲线)、缓和曲线长 (若缓和曲线长为0，则为圆曲线)、交点坐标 (若是最后一点则为终点坐标)

由起点坐标、第一交点坐标、第二交点坐标可以反算出起点至第一交点，第一交点至第二交点的方位角，由这两个方位角可以计算出第一曲线的偏角，由偏角半径和交点坐标可以计算其他曲线要素。

依此类推，直至终点。

2) 要素文件处理

鼠标选取“工程应用/公路曲线设计/曲线要素处理”命令，弹出如图4.33所示对话框。

图4.33 要素文件处理

在要素文件名栏中输入事先录入的要素文件路径，再输入采样间隔、绘图采样间隔。“输出采样点坐标文件”为可选。点“确定”后，在屏幕指定平曲线要素表位置后，即绘出曲线及要素表，如图4.34所示。

图4.34 公路曲线设计要素表

4.4.2 图数转换

1. 数据文件

1) 指定点生成数据文件

用鼠标点取“工程应用/指定点生成数据文件”命令。

屏幕上弹出需要“输入坐标数据文件名”对话框，来保存数据文件，如图4.35所示。

图4.35 “输入坐标数据文件名”对话框

提示: 指定点: 用鼠标点需要生成数据的指定点。

地物代码: 输入地物代码，如房屋为F0等。

高程: 输入指定点的高程。

测量坐标系: X=31.121m，Y=53.211m，Z=0.000m; Code: 111111，此提示为系统自动给出。

请输入点号: ＜9＞，默认的点号可由系统自动追加，也可以自己输入。

是否删除点位注记? (Y/N)，＜N＞默认不删除点位注记。

至此，一个点的数据文件已生成。

2) 高程点生成数据文件

用鼠标点取“工程应用/高程点生成数据文件/有编码高程点 (无编码高程点、无编码水深点、海图水深注记)”命令，如图4.36所示。

屏幕上弹出“输入坐标数据文件名”的对话框，来保存数据文件。

提示: 请选择: (1) 选取区域边界 (2) 直接选取高程点或控制点＜1＞: 选择获得高程点的方法，系统的默认设置为选取区域边界。

选择 (1)，提示:

请选取建模区域边界: 用鼠标点取区域的边界。

OK!(www.xing528.com)

选择 (2)，提示:

图4.36 “高程点生成数据文件”菜单项

选择对象: ﹙选择物体﹚用鼠标点取要选取的点。

如果选择无编码高程点生成数据文件，则首先要保证高程点和高程注记必须各自在同一层中 (高程点和注记可以在同一层)，执行该命令后，命令行提示:

请输入高程点所在层: 输入高程点所在的层名。

请输入高程注记所在层: ＜直接回车取高程点实体Z值＞，输入高程注记所在的层名。

共读入×个高程点: 有此提示时表示成功生成了数据文件。

如果选择无编码水深点生成数据文件，则首先要保证水深高程点和高程注记必须各自在同一层中 (水深高程点和注记可以在同一层)，执行该命令后，命令行提示:

请输入水深点所在图层: 输入高程点所在的层名。

共读入×个水深点: 有该提示时表示成功生成了数据文件。

3) 控制点生成数据文件

用鼠标点取“工程应用/控制点生成数据文件”命令。

屏幕上弹出“输入坐标数据文件名”对话框，来保存数据文件。

提示: 共读入×××个控制点。

4) 等高线生成数据文件

用鼠标点取“工程应用/等高线生成数据文件”命令。

屏幕上弹出“输入坐标数据文件名”对话框，来保存数据文件。

提示: (1) 处理全部等高线结点，(2) 处理滤波后等高线结点＜1＞: 等高线滤波后结点数会少很多，这样可以缩小生成数据文件的大小。

执行完后，系统自动分析图上绘出的等高线，将所在结点的坐标记入第一步给定的文件中。

2. 交换文件

CASS为用户提供了多种文件形式的数字地图，除Auto CAD的dwg文件外，还提供了CASS本身定义的数据交换文件 (后缀为cas)，这为用户的各种应用带来了极大的方便。dwg文件一般方便于用户制作各种规划设计和图库管理，cas文件方便于用户将数字地图导入GIS。由于cas文件是全信息的，因此在经过一定的处理后，便可以将数字地图的所有信息毫无遗漏地导入GIS。由于CAS文件的数据格式是公开的，用户很容易根据自己的GIS平台的文件格式开发出相应的转换程序。CASS的数据交换文件也为用户的其他数字化测绘成果进入CASS系统打开了方便之门。CASS的数据交换文件与图形的转换是双向的，它的操作菜单中提供了这种双向转换的功能，即“生成交换文件”和“读入交换文件”，这就是说，不论用户的数字化测绘成果是以何种方法、何种软件、何种工具得到的，只要能转换为 (生成) CASS系统的数据交换文件，就可以将它导入CASS系统，就可以为数字化测图工作利用。另外，CASS系统本身的“简码识别”功能就是把从电子手簿传过来的简码坐标数据文件转换成CAS交换文件，然后用“绘平面图”功能读出该文件而实现自动成图的。

1) 生成交换文件

用鼠标点取“数据处理/生成交换文件”命令，如图4.37所示。

图4.37 “生成交换文件”菜单项

屏幕上弹出“输入数据文件名”的对话框，来选择数据文件。

提示: 绘图比例尺1: 输入比例尺，回车。

可用“编辑/编辑文本”命令查看生成的交换文件。

2) 读入交换文件

用鼠标点取“数据处理/读入交换文件”。

屏幕上弹出“输入CASS交换文件名”对话框，选择数据文件。如当前图形还没有设定比例尺，系统会提示用户输入比例尺。

系统根据交换文件的坐标设定图形显示范围，这样，交换文件中的所有内容都可以包含在屏幕显示区中了。

系统逐行读出交换文件的各图层、各实体的各项空间或非空间信息，并将其画出来，同时，各实体的属性代码也被加入。

读入交换文件将在当前图形中插入交换文件中的实体，因此，如不想破坏当前图形，应在此之前打开一幅新图。

4.4.3 绘制地面模型透视图

根据数字高程模型DEM绘制透视立体图，是DEM的一个重要应用。利用数字高程模型DEM可以绘制透视立体图。透视立体图能更好地反映地形的立体形态，非常直观。与采用等高线表示地形形态相比，有其自身独特的优点，更接近人们的直观感觉，特别是随着计算机图形处理能力的增强以及屏幕显示系统的发展，使立体图的制作具有更大的灵活性，人们可以根据不同的需要，对于同一个地形形态进行各种不同的立体显示，例如局部放大，改变放大倍率以夸大立体形态，改变视点的位置，以便从不同的角度进行观察，甚至可以使立体图形转动，使人们更好地研究地形的空间形态。

三维物体在其投影视像给定后，沿投影线观察图形时，由于物体 (图形) 中表面的遮盖，使某些线段成为不可见线段，这些不可见线段称为隐藏线。要使三维图形显示具有立体图形的效果，必须对三维图形特有的隐藏线、隐藏面进行处理; 否则，三维图形将失去立体感，显示的线条将杂乱模糊，容易产生二义性或多义性，使人误解。为消除二义性和多义性，增强立体感，在显示过程中应该消除实体中被遮盖的部分，这样的处理称为消隐。

消隐处理曾经是计算机三维图形绘制中重点研究的难题。对于三维图形的可见部分显示，有多种方法，要避免画出隐藏线、面，需要有一种区分线段可见与不可见的算法。现已有多种高效的消隐算法，有关消隐处理的内容请参阅计算机图形学相关知识。

DEM三维图形显示是通过三维到二维的坐标变换，隐藏线处理，把三维空间数据投影到二维屏幕上。从一个空间三维的立体的数字高程模型到一个平面的二维透视图，其本质就是一个透视变换。DEM三维图形显示一般采用二点透视投影变换，如图4.38所示为DEM二点透视立体图。

图4.38 DEM地面模型透视图

4.4.4 绘制三维模型

数字地形图建立了DTM之后，就可以生成三维模型，观察立体效果了。

移动鼠标至“等高线”项，按左键，出现下拉菜单。然后移动鼠标至“绘制三维模型”项，按左键，命令区提示:

输入高程乘系数＜1.0＞: 输入“5”。

如果用默认值，将地形的起伏状态放大。因本图坡度变化不大，输入高程乘系数将其夸张显示。

是否拟合? (1) 是 (2) 否＜1＞: 回车，默认选 (1)，拟合。

这时将显示此数据文件的三维模型，如图4.39所示。

另外，利用“低级着色方式”、“高级着色方式”功能还可对三维模型进行渲染等操作，利用“显示/三维静态显示”的功能可以转换角度、视点、坐标轴，利用“显示/三维动态显示”功能可以绘出更高级的三维效果。

图4.39 三维动态效果图