摘要: 经典的地形测绘一般是测绘平面图，地形起伏部分采用等高线表达。随着数字化时代的到 来，我国勘测设计工作已全面进入 CAD。由于测绘技术的进步，设计人员必然越来越多地提出了 三维立体图的测绘需求。本文以建筑工程测量为例，实现数据的批量展点并生成三维建筑立体图的 AutoCAD 二次开发 技术路线和实现方法。在汶川县映秀镇漩口中学 5. 12 地震文物遗址的三维立体图测绘中得到了较 好的应用。
关键词: 三维立体图测绘; AutoCAD 二次开发; 建筑结构节点建模
引言
二维地图在应用方面存在许多不足，首先是难 以进行三维的量算与分析，空间物体在二维地图上 只能是其投影的反映。对三维空间的表示也不是很 直观，对工程设计与规划都会有一定困难。数字地 图的发展解决了纸制地图的部分问题，而三维数字 地形图的发展则在二维数字地形图的基础上进一步 的完善。
1三维数字地形图的地物与地形表达
1.1地物表达
地物表达包括了两个方面，符号系统与数据描 述。二维数字地图在表达方面主要是通过物体投影 到地表的轮廓线形状及位置，将其分为点、线、面状 三种类型，并用与之对应的三种符号进行表达。三维数字地形图在二维地形图的基础上，增加了对地 表突出物的高度表达。与二维地形图的不同之处就 在于地物特征的水平点包括了水平方向的拐点，同 时也包括了垂直方向的拐点。而在地表物与突出物 的顶部特征进行区别时，将其分为两个部分，高度点 与地表点。前者主要是指突出地表物体顶部特征 点，既是反映物体高度的特征点也是反映立体形状 的特征点。后者则主要是指与地面紧贴物体的特征 与地表突出物的底部特征点。 点状物体通常是作为单独实体而独立存在的， 可分为有高度与无高度的点状实体，前者如电灯，路 灯，后者如井盖与控制点。在符号表示方面，前者主 要由体积符号进行表示，空间位置需要由三维点来 确定。相应的后者则是用点状符号来进行表示，位 置与特征点的位置相同，通常只需要一个三维点就 可以确定其位置。 线状实体的特征线实际上是空间曲线，构成曲 线的各特征点在高程方面是不同的，也可以分为有 高度的实体与无高度的实体。 面状实体在表达方面通常是将符号与外在轮廓 线结合在一起，而轮廓特征线表示则可以用空间直 线段。 体状实体主要是指突出地表同时又有立体形状 的各类实体，比如建筑物。在数字地图中，其表示符 号主要是立体符号，其特征线可以分为顶部特征线 与底部范围线。
1.2地形表达
在地形与地貌表达方面，三维数字地形图主要 是采用三维网格线，并且用高程注记点作为辅助，采 用该方式不会影响到符号表达地物。网格大小主要 由两个方面来决定，其一是地形图分辨率，比例尺越 大，对地形与地物的表达就会越精细，网格就会越 小。其二同是制图区地形情况，地形越是复杂，在表 达时，为了保证其准确性，避免信息失真，网格就会 越小。结合到实际情况，对于同一制图区内，地形可 能会存在的简单与复杂情况，此时在用网格来进行 表达时，可以采用四叉树结构，简单地形用大网格进 行表示，而复杂的地形则用小网格进行表示。
2三维数据获取
大量细致的数据是三维数字地形图表达的基 础。对于大量的数据获取方法主要有以下几种： 数字摄影测量。该方法适用的区域较大，通过摄影方法来建立立体模型，数字模型的建立通过高 程数字的密集量取来实现。 全站仪测量。该方法主要是对数字地形图的地 物与地形图特征进行采集，是一种较为理想的手段。 主要适用于小范围，大比例并且对精度有较高要求的 地形图。获取的数据精度较高，但是费时费力。 GPS RTK技术。该技术与全站测量仪都适用于 大比例的地形图的数据采集。该技术存在的不足之 处在于可能会出现信息不足情况，在对地物高度值 获取时存在一定难度。 最后一种方法是以地图为数据源的获取方法， 采用该方法制作的地形图精度较差。
3 三维地形与地物的绘制建议
常见的数字地形表达方式有三种：等高线模型， 规则与不规则网模型。第一种是利用等高线上的点 直接生成的，无法很好的对地表地物进行表达。不 规则的格网模型主要是不规则的分布点生成三角形 从而来倒逼地形真实表面，由于网格没有规则，对表 面分析的能力也相对较差。而规则格网模型在表达 方面则可以更加的真实与准确，在特殊地形的表达 方面也更加具有优势。
三维地形图能够就二维地形 图难以表达的特殊地形很好的表达，符号表达的不 直观性与复杂性被省略掉了，可视化的效果相应的 就会更加精细与直观。 三维地物绘制。二维地图在对地物进行表达 时，采用的是二维符号，在同一平面上，地物高程为 零，对过高程点与等高线对高程与高度进行判断。 二维地图在对空间立体形状进行表达时有一定难 度，线状地物在对其空间立体形状进行表达时，既要 考虑到水平方向的拐点也要考虑到垂直方向的拐 点，拐点在表达时，采用的是特定的二维符号。
4技术实现
对建筑物进行三维测绘和建模，从测绘技术角 度来看有多种手段可以实现，激光三维扫描、全数 字近 景 摄 影 测 量、 免棱镜激光测距全站仪测绘 等。前两者 的 优 点 是 信 息 量 大、自 动 化 程 度 高、 直接建立建筑物外廓模型。但缺点也突出，仪器设 备成本高、利 用 率 相 对 较 低; 测绘建筑物的盲区、 死角较多，更不能伸进建筑物内部和结构内部; 成 图质量 依 赖 仪 器 设 备 的 功 能，自 定 义 定 制 功 能 困 难，工程应用的灵活性较差。对于大多数建筑结构 的三维测绘，先建立三维测量控制网，控制点的点 位和数量可以考虑满足测绘所有建筑特征点的需要，再利用免棱镜激光测距全站仪进行非接触式数 据采 集， 正好可以克服上述 方法的缺点， 通 过 AutoCAD 二次开发，使之具有更加灵活、便捷、高 效和适用的优点。
4.1 技术实现路线
对于房屋建筑物来说，其节点数量较多，由此 产生的碎部点与节点之间的关系和节点与节点之间 的关系将会非常的复杂，人工作业其工作量将会非 常的大，并且发生错误的概率也会大大增加。本文 通过运用 C#编程实现自动读取碎部点坐标并根据 上面所推导出的节点计算模型计算出碎部点坐标所对应的节点坐标，并根据节点之间的拓扑关系生成 AutoCAD 的脚本文件，将脚本文件在 AutoCAD 环境 下运行即可得到三维图。技术实现路线图如图 3 所 示。
4.2 数据的组织与处理
在内业数据处理阶段，数据组织的好坏直接影 响到数据处理的效率和最后结果的数据质量。本文 根据节点计算 的 需 要 和 拓 扑 关 系 的 内 容 在 C#实 现程序运行过程中所有数据、参数都保存在文件 中。不需要在软件界面上输入数据，所有数据都在 数据文件中读 取。包 括 测 站 点、后 视 点、仪 器 高、 零方向、控制点 文 件、原 始 文 件、连 接 文 件 等 等。 程序 执 行 实 现 “一 键 式”，软 件 操 作 实 现 “傻 瓜 化”。
4.3 AutoCAD 脚本文件
在 AutoCAD 绘图系统中，绘图命令通过在命令 行中输入相应的文本被系统执行。如果将多个连续 的操作用文本表示，这样的文本文件就称之为脚本 文 件， 脚 本 文 件 的 文 件 类 型 为 “. scr”， 是 一 种 ASC 码文本文件，调用脚本文件，可按指定顺序执 行这些命令，完成设计计算、数据处理、图形绘制 等问题的综合处理［3］。脚本文件生成成功以后就可 以在 AutoCAD 界 面， 调 用 【script】 命 令， 打 开 【SelectScriptFile (选 择 脚 本 文 件)】 对 话 框，打 开 文件 【CLOCK_ draw. scr】，就可 以 运 行 脚 本 文 件， 让 CAD 自动画出图形［4］。
结束语
三维数字地图将传统地图从平面拓展到了三维空间，从空间结构角度去表达与理解客观世界及存 在的结构关系。在城市规划与设计工作中都有较为 广泛的应用，具有精细、直观、完整等优点。本文的方法仅需要免棱镜测距功能的全站 仪，对硬件依赖性较少，实现了摄影测量法、激光 三维扫描法等难以实现的功能.
参考文献：
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