郭舜強(qiáng)

（寧夏回族自治區(qū)水文環(huán)境地質(zhì)勘察院，銀川750011）

1 引言

傳統(tǒng)的DLG在國家建設(shè)、工程施工中起到了舉足輕重的作用，作為機(jī)助制圖的產(chǎn)物，DLG雖然具有便于使用、儲(chǔ)存和繪制等優(yōu)點(diǎn)，但是由于沿襲了紙質(zhì)線劃地形圖表示地形和地貌的方法，地圖仍然是二維的。為了彌補(bǔ)二維線劃地形圖在空間量算和分析方面的不足，人們又提出了數(shù)字地面（或高程）模型（DTM或DEM），但由于其缺乏地物的位置及其高程和高度等信息，依然不能完全彌補(bǔ)二維線劃地形圖的不足。本文以傳統(tǒng)二維DLG為基礎(chǔ)，借助VBA設(shè)計(jì)語言，開發(fā)了一套在CAD環(huán)境下的三維線狀矢量符號庫，它不僅具有精確的三維坐標(biāo)，還具有可量測的功能，是一種新型的三維矢量符號庫[1-3]。

2 三維線狀符號的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

通過對三維線狀符號的定義，便可對各線狀符號進(jìn)行設(shè)計(jì)，具有高度的線狀符號將被賦予高度屬性，形成三維地物符號。這里我們將線狀符號具體分為兩種，分別是無高度的線狀符號與帶有高度的線狀符號[4-5]。

2.1 無高度的線狀符號

輸電線隨處可見，電力線本身并無高度，只是它連接在具有高度的點(diǎn)狀電桿之上。設(shè)計(jì)輸電線路需要考慮各方面的因素，就空間位置關(guān)系方面，它需要進(jìn)行實(shí)地勘察。例如，根據(jù)高壓線的高低來斷定其兩旁的安全間距，高架鐵塔的位置關(guān)系，在地形起伏較大的地方，特別要考慮輸電線與地形、地物的高度關(guān)系，此外，還需要采集線路兩側(cè)地物類型等。所以在繪制類似輸電線的三維多段線中，可以利用3DPOLY和Spline方法進(jìn)行精確繪制。

圖1 輸電線符號

2.2 帶有高度的線狀符號

有高度的線狀符號在符號本身上又附加了一個(gè)高度值，這也是作為線狀符號在三維數(shù)字線劃地形圖中的代表符號，主要體現(xiàn)在像柵欄、圍墻這些地物實(shí)體上。這些符號在確定了其在地表面上的關(guān)鍵點(diǎn)位置的同時(shí)，僅添加了它的高度值，至于它們的厚度，我們沒有給予太大的關(guān)注，若給出厚度，則成為依比例尺的三維線狀符號，但在討論線狀符號的內(nèi)容中，這并不是主要闡述的對象。下面就柵欄和圍墻這兩個(gè)經(jīng)常遇見的符號給出其表達(dá)算法：

①柵欄

我們可以把柵欄簡化成類似圖2中的模型。在確定柵欄兩端點(diǎn)的精確位置后，將其空間距離而非平面距離等分成n份，最后內(nèi)插出等距離的欄桿，將空間直線段串連起來，直線段是由兩個(gè)高度點(diǎn)（x1，y1，H1，h1（或H1'）），（x2，y2，H2，h2（或H2'））來描述。需要注意的是，該符號是由若干個(gè)直線組合而成，并非是一個(gè)獨(dú)立完整的三維符號，所以在繪圖時(shí)應(yīng)將其放在一個(gè)獨(dú)立的圖層上。

圖2 柵欄與交通護(hù)欄三維符號

②圍墻

圍墻在傳統(tǒng)二維數(shù)字線劃圖中是一種較為典型的線狀符號，并且是以依比例尺的線狀符號存在的，其在居民地圖層中使用頻率較高。因此，在三維數(shù)字線劃圖中，我們以圍墻為例，制作了三維圍墻的表達(dá)形式與表達(dá)方法。如圖3、圖4所示，墻體不但有長度、有厚度，還有高度信息，因此，它是一種典型的3D線狀符號。在制圖空間中，只需要給定圍墻外圍拐點(diǎn)坐標(biāo)、圍墻厚度，以及圍墻高度值，便可完整地表達(dá)出3D墻體符號。不同于二維制圖的是，在繪制帶有厚度、高度的線狀符號時(shí)，是用拉伸命令來實(shí)現(xiàn)的，這需要首先給出墻體起點(diǎn)橫截面，根據(jù)路徑進(jìn)行拉伸，實(shí)現(xiàn)三維墻體的表達(dá)。該方法繪制出的三維墻體是真三維的、帶有高度的線狀符號實(shí)體，直觀，且具有可量測性，其精度能夠達(dá)到1：500傳統(tǒng)DLG的制圖精度。

圖3 圍墻路徑

圖4 依比例圍墻三維線狀符號

3 結(jié)語

為了彌補(bǔ)二維線劃地形圖在空間量算和分析方面的不足，以及傾斜攝影測量、三維實(shí)景建模在數(shù)據(jù)格式、存儲(chǔ)與空間分析上的局限性，本文以傳統(tǒng)二維DLG及《1：500 1：1000：2000大比例尺地形圖圖式》為基礎(chǔ)，開發(fā)了一套在CAD環(huán)境下的三維線狀矢量符號庫，并給出具有代表性的三維線狀符號的繪制及表達(dá)形式，它不僅具有三維坐標(biāo)信息，還具有可量測功能，是一種新型的三維矢量符號庫。后期我們會(huì)對該三維線狀符號庫進(jìn)行整合與集成，即可應(yīng)用于三維DLG的制作，并在工程測量項(xiàng)目中應(yīng)用。