全数字编码法结合EPSW在工程测量竞赛中的应用
时间：2023-04-10 08:25:05 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
董恒棣，张 奎，罗 娇
(徐州市勘察测绘研究院有限公司，江苏 徐州 221000)
测绘技术发展日新月异，作为工作在一线的测绘人员来说，只有不断加强技术的学习，才可以适应时代发展的要求。两年一度的地理信息行业职业技能竞赛提供了一个公平公正的竞争舞台，大大推动了测绘技术的进步。其中，工程测量竞赛采取理论考试和技能操作相结合的方式，且后者占总成绩的70%[1]，考核内容为1∶500数字化测图。因此，制定比赛方案时首要考虑的问题是如何在保证准确率的前提下提高内外业速度。
传统的大比例尺数字测图一般采用草图法和编码法[2-5]。其中，草图法虽然直观简单，但绘制草图时容易错记和漏记点号，符号过多时，各种符号混杂在一起，影响制图员内业成图时判读；
而目前主要的编码方法则有全要素编码、块结构编码、简编码、二维编码和简拼编码。这些既有的编码方式有的偏重地物特征的描述以方便内业制图，但野外操作码就会相当复杂、难以记忆；
有的地物编码方法输入简单、操作方便，但是对于野外草图的绘制要求严格。综合以上测图和编码方案的优势和不足，我院选手针对比赛特点和仪器设备情况选择采用编码法代替草图绘制，并专门研究了一套全数字编码，其编码原理简单、操作方便，对野外草图绘制要求也很低。一方面能提高编码输入速度；
另一方面，在清华山维地理信息工作站中通过编写相应的脚本程序，将含有地物属性信息和连接信息的原始坐标数据直接导入，进行自动展绘、处理，实现全部点状地物、部分线状地物和面状地物的自动成图，大幅度提高外业采集和内业成图效率。通过不断地测试与调整，最终形成了一套相对较完整的编码方案，已充分应用于行业技能竞赛中，并先后取得了第五届工程测量项目省赛个人第一、三名，团体一等奖，全国比赛个人第一、四名，团体一等奖的成绩。
1.1 采用全数字编码的必要性
采用全数字编码的目的是在外业测量过程中输入尽可能简洁的编码。全站仪的数字键盘上除了0～9这10个数字以外，一般还有“.”和“-”。全部编码只有围绕这12个字符来制定，才能使按键的次数达到最少。
另一个方面，比赛现场是多组人员一同进行，不允许使用蓝牙耳机、对讲机之类的通信工具。各组人员在测图过程中频繁地交流喊话时会相互影响。采用全数字编码，可以在立镜同时在镜头的附近用手势报出编码，观测员瞄准的时候可以顺便核实编码的正确性。
1.2 编码对照表
我们原本制定的日常测量工作中使用的常用编码有50个左右。工程测量比赛现场的地物种类相对较少。所以结合使用习惯，针对比赛对编码稍作了调整，把出现频率最多的要素集中在前9个一位数字编码中，如表1所示。
表1 编码对照表
1.3 连接信息表
点状地物采用“编码”形式直接输入即可，线状、面状地物采用“编码-连接信息”形式表示。如“3”表示该点是道路，“3-1”表示该点是道路，并且与上一点用内部道路符号连线，“1-7”则表示，以前两个点连线为边，以该点至前两个点连线的垂距为宽，用房屋符号绘制矩形。共有10个信息识别码，各信息码含义如表2所示。
表2 连接信息识别码表
1.4 使用规则介绍
使用上述编码规则测量后的成果经全站仪导出后，不需进行任何处理，直接即可被清华山维数字化成图软件的脚本调用(图1)。
图1 原始坐标文件
1.4.1 点状地物的实现
根据自定义编码和软件内部地物码相匹配。同时根据不同的地物点判断其是否需要注记，如控制点、高程等需要注记，而路灯、电杆等则不需要注记。编码“12”则需要在该点坐标上绘制给水符号并且同时绘制高程点符号。
1.4.2 直线、曲线、圆弧的线连接实现
直接按照作图的要求，按直线、曲线或圆弧依次连接指定的几个坐标点。线连接是各种线段链接方式中最基本和最简单的功能。
1.4.3 与前点延长后直角连
如图2所示，把第一个点与第二个点相连，第三个点作垂线，垂直于1、2点连线，思路是先求出垂线交点，再将1号点、交点、3号点依次连接。这样可以得到不方便直接测出的拐点坐标。
图2 与前点隔点直角连接示意图
1.4.4 与前点隔点直角连接
如图3所示，把第一个点与第二个点相连，在第二个点处作垂线，3号点再垂直于该垂线，求出交点后，再将1号点、2号点、交点、3号点依次连接。
图3 与前点延长后直角连示意图
1.4.5 矩形的自动绘制
如图4所示，测量一个矩形地物，只需先测一条边，第三个点任意一个标齐宽度的点上测量即可。
1.4.6 单点绘制矩形。
如图5所示，测量第三个点时，使用编码“2-7”。这时程序记录下线段12的方位角及三点绘制的矩形的长和宽。当测量第四个点时，使用编码“2-8”，则按照之前记录的信息直接绘制出矩形。该方案用于多个相同的花坛、树穴等地形。
图4 矩形3点绘制示意图
图5 单点绘制矩形示意图
1.5 EPSW自动成图脚本的编写
EPS地理信息工作站是北京清华山维新技术开发有限公司研发的面向测绘、基础地理信息生产的软件系统。EPS脚本语言遵循VBScript和JScript语言标准，支持用户二次开发，主要实现EPS平台数据整理，数据转换等处理[6]。
针对比赛特点专门制定了数据导入和成果输出两个脚本。数据导入脚本直接读取txt坐标文件后，按测量顺序逐点分析编码中的属性信息和线连接信息，计算辅助点，进行相应的连线。最后逐类对指定地物分析，根据比赛要求进行部分调整，如控制点点名更换、高程注记等。部分脚本代码如图6所示。
图6 数据导入脚本部分代码
经过精心的准备和训练，我院参赛人员先后在第五届地理信息行业职业技能竞赛江苏省比赛和全国比赛的工程测量项目中采用了该方法。其中，江苏省竞赛于2017年5月16日在南京紫东国际创业园中举行。场地大小约为100 m×200 m。场地内包含建筑屋2栋，地下室入口、台阶、道路、树穴、花坛、路灯、消防刷、上水井等地物，左下脚一片坡地用作生成等高线。区域范围如图7所示。
图7 比赛场地
通过脚本调入坐标文件，直接生成的初步图形如图8所示。所有的点状地物，部分现状地物已经自动生成。路口、房角可以对整个测区进行准确的定位。凭借初步生成的图形，选手基本不会出现连错线的情况。
图8 数据导入后自动生成图
作图时显示的点名采用7-18、3-19的形式。点名的前半部分为地物种类，后半部分是坐标点的流水号。流水号作为跑点的顺序也可帮助选手回忆出测图的内容。
将测区内的地物连结完整，经过填充植被、等高线绘制、添加注记、图面整式等步骤。运行输出脚本程序，自动将不需要的辅助点线删除后，导出比赛要求的dwg格式图形文件。最终成果的图形文件如图9所示。
图9 最终提交成果
经过本届工程测量竞赛的实践表明，全数字编码结合EPS地理信息工作站内业成图的方法在竞赛中发挥了优势。在保证准确率的前提下大大提高了内外业的效率，节省了比赛时间，为取得良好的竞赛成绩奠定了基础。
该套方法通过“.”和“-”后加1位连接信息的方式，可以表达20种不同的连接方式，本次竞赛只用到了10种，在今后的方案中还可以继续优化、扩展，有很大的发挥空间。
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