论文部分内容阅读
【摘要】本文主要围绕着AutoCAD绘图软件，分析了AutoCAD的主要功能和优点，并具体论述了AutoCAD绘图软件的使用技巧，在此基础上，进一步结合实例，分析了AutoCAD地形图的三维可视化制作过程。
【关键词】AutoCAD；地形图；三维
中图分类号：TU74文献标识码： A
一、前言
在地质勘探报告中，地形图的绘制一般都是采用AutoCAD软件或者以AutoCAD软件为基础，配合其他的软件进行地形图的绘制工作。随着我国科技的进步，地形图的等高线绘制已经越来越趋向于自动化的方向发展，本文结合Surfer软件和AutoCAD软件，分析了具体的地形图三维可视化的制作过程。
二、AutoCAD概述
AutoCAD具有强大的绘图功能，在地质勘探报告的制图系统中，大多是利用AutoCAD作为软件的开发平台。目前，我国大多数城市的地形图数据以AutoCAD的数据格式(*·dwg)存储。为充分利用已有的数据资源，必须有一个切实可行的处理方法，将已有的AutoCAD数字地形图数据转换为适用的GIS数据，以便更高效地建立城市基础地理信息数据库。近年来研究提出基于Geoway实现CAD数据到GIS数据的转换，鉴于AutoCAD地形图数据不规范(如编码不规范、地物拓扑关系错误等)，转换结果不理想。由于生产模式和数据规范不断完善，导致数据标准不一致，同时由于内业制图不严谨，需要对数据进行统一整理与加工。
三、AutoCAD的应用技巧
1、AutoCAD的绘图比例
一般建议用户在使用AutoCAD进行地形图绘制时，使用一比一千的绘图比例。当然在比例调整这一方面，AutoCAD软件的运用是很灵活的，可以自由输出绘图比例的。比如用户输出“1000单位=绘制1单位”，那么软件就会自动按一比一千的比例输出图形。其实，在AutoCAD軟件中使用一比一比例制图是有很多优点的。比如说：首先，由于实际绘图和输出图形是完全一致的，所以很容易发现制图过程中的错误。发现图纸尺寸设置的不合理时，极易修改。其次，由于是一比一的比例，所以标注尺寸也很准确。再次，在多种图纸设计时需要复制或者使用块时，由于是一比一的比例，所以操作时不用比例换算，也方便制图。最后，用一比一的比例制图，不用频繁地改变比例，一方面可以提高制图效率，另外还可以避免换算过程中出现的错误。
2、图层的建立和利用
AutoCAD软件可以合理地创建很多图层，从而降低工作强度，比如说用户在制图过程中要对某一类数据进行修改，可以将其他图层关闭，只打开这一类数据所在图层，改完后再打开所有图层，这样修改起来也方便，同时还可以提高制图效率。因此，用户在地形图绘制时，应认真分析，确定建立的图层数及名称。下面简单介绍一下图层的设立。
在“图层特性管理器”中新建图层，并根据实际需要设置好每个图层的颜色、线型、线宽等。这样方便用户制图。并且如果制图中出现问题，就可以针对某个图层进行修改。比如用户想绘制一幅地形图，大家知道，地形图中包含了很多元素及其变化，像地貌、植被、房屋、道路、桥梁、水渠、电杆等，如果把这些信息全部放在一个图层上，看上去非常凌乱，对以后的处理也很难入手。因此在绘制中就需要把地形图的各种信息元素按类别建立不同的图层，这样不仅可以降低工作难度，而且当用户发现某一图层有问题时，还可以关闭其他图层，只打开有问题的图层，进行修改。这样不会因为误操作而引起其他的错误发生。
3、线型的制作
我们看到的地形图，像陡崖、陡坎等在图形上表现得很形象，这就是AutoCAD中所说的线型的体现。用户在绘图中，会用到很多专业性的线型，而AutoCAD本身提供的线型往往不能满足需要，那么就要根据《地质图例》中的图例标准，建立一个测量专用的线型。具体步骤如下：
从AutoCAD系统文件夹中，选择“suport”下的“acd.lin”，复制后改名为“cl.lin”。若是简单线型（只含有点、空、线）就可以直接在“cl.lin”上进行线性的修改、删除。若是复杂线型（含有文字、符号），首先看型（*.shp）文件上有的，可以直接使用，否则要根据语法作出型文件“cl.shp”，然后在命令窗口中输入“compile”，编译“cl.shp”文件，编译后会自动在AutoCAD/support/中生成一个“cl.shx”文件。这样就可以利用该型在“cl.lin”中进行绘制线型了。
4、处理手工绘制和修改地形图
在地形图绘制中，有些图纸需要手工绘制。像剖面图什么的，这时我们就可以用扫描仪把图纸扫描到电脑上，数字化时要注意的是：手工制图时是按一定的比例绘制的，而在电脑内我们通常是以一比一的比例绘制。因此在进行数字化之前，我们先得确定图形的两个坐标点，而在输入坐标点的坐标时，要换算比例。对于随着复杂的地形图所反应出来实际断层的产状而进行的图纸修改也需要进行数字化处理，但是必须保证手工绘制的和电脑软件绘制两种图纸的一致性。
5、处理文字样式问题
我们在AutoCAD绘图中有时会出现个别文字样式不能正确显示的情况，原因可能有以下几种：
（一）没有使用对应的字型汉字字体，像BSDF等；
（二）当前系统中没有汉字字体形文件；应将所用到的形文件复制到AutoCAD的字体库目录下面；
（三）对于某些符号，如俄文字母等，同样也要使用对应的字体形文件，否则也会不识别。
6、设置自动保存功能
在制图中，我们可能会遇到突然停电或关机等突发事件，如果没有自动保存的话，可能我们的工作很多都得重新再来。下面我介绍一下自动保存的步骤及注意事项。
（一）点击工具菜单，选择“打开和保存”、“文件安全措施”、“自动保存”。
（二）自行设置每隔多少分钟自动保存。值得注意的是系统自动保存的文件放的目录比较复杂难找，我们可以自己重新选择存放路径，点击选项中的“文件”、“自动保存文件”并双击，将系统默认的保存路径改为自己想放的地方。这样，如果有突发事件，我们可以将该文件更改后缀，就可以正常继续使用。
7、图纸打印
在图纸打印时，最好选用专业的打印机。实际上有些图型的长度和宽度并不符合电脑中提供的标准模式。比如：图号是B0、B1等，如果我们进行这些图号图纸的打印，可能会打印不全。因此我们可以通过自定义打印设备来实现。另外还有一个值得注意的就是打印比例的设置，比如说绘制地形图时，是按1∶1来绘制的，那么打印时设置打印比例还是1∶1，因为绘制基础单位是米，而打印时它的基础单位毫米，如果打印时再设为1∶1000的话，那就错了。
四、两类数据文件的交换
DXF ( Drawing Interchange Format 图形交换格式) 是AutoCAD图形文件中所包含的全部信息的标记数据的一种表示方法, 是AutoCAD 图形文件的ASC II或二进制文件格式。一个DXF文件一般由四个段组成, 分别是标题段( HEADER )、表段( TABLES )、块段( BLOCKS) 和实体段( ENTITIES) , 而我们所需要的离散点坐标数据存在于实体段中 。
Surfer 软件能识别的数据格式有. txt、.dat、.xls等数据文件, 并且只需要各离散点的三维坐标数据。由于DXF文件与Surfer 数据文件均可以是ASC II码文件, 通过高级语言编程就很容易实现两者的转化。首先通过地形图的DWG 格式转化为DXF格式文件, 将地形图等高线离散化, 然后通过一定的编程方法将离散化之后的等高线数据转化为Surfer所需要的数据格式, 并进行数据网格化, 即GR ID 格网的建立。
DXF文件中包含有Au to CAD 中的全部信息, 离散点坐标数据只是其中的很小一部分, 所以必须通过标识符来判别并读取数据, 并以Surfer数据格式进行保存。数据转换流程见图1。
部分程序源代码如下:
图1 转换流程图
五、应用实例
以某省某山区1B5万地形图为例,将其以DXF格式輸出,利用上述程序转化为Surfer的数据格式,从而能形象地以三维形式显示立体表面,并能自由旋转和进行体积计算。可得到以下6种图形(图2~图7):
图2与AutoCAD地形图的效果基本一致,随着插值方法不同,等高线也会有细微变化,图右边的颜色条通过颜色的深浅变化来反映出高程的变化,并在图上进行颜色填充,图中等高距为100m,可任意调整大小。
图2等值线图
图3线框图
图4三维立体图
图5光栅影像图
图6 阴影地貌图
图3和图4可明显看出实际地形,反映出地形的起伏变化,通过改变观察者视线和视距的方法,控制图形在绘图窗口内的形态并选择合适的颜色等级可得到非常精美的图形,由这两类图形可进行表面积和体积的量算。
图5和图6在二维平面上通过不同的颜色等级,反映出地貌的变化。图6是用不同的颜色属性来表示由于用户自定义光源的方位及角度不同而产生的地貌图的阴暗阴影。
图7网格矢量图
图7同时表示了数据点的方向和大小。在给定结点,矢量箭头指向最陡倾斜方向,长度定性反映倾斜度的大小,这很类似于地质学中地层的倾向和倾角。
所有以上图形都可以通过DXF格式输出,在AutoCAD中重新生成,实现AutoCAD与Surfer的互操作。
五、结束语
综上所述，AutoCAD软件配合Surfer软件使用进行地形图的三维可视化图的绘制是非常科学和有效的，因此，在今后地形图的三维图绘画过程中，可以考虑结合这两种软件进行绘制。
【参考文献】
[1]黄永金.AutoCAD下地形图图框加载程序研究[J].科技创新导报,2012,06.
[2]齐冬梅.基于AutoCAD的地形图线型定制[J].森林工程,2011,05:58-60+64.
[3]刘允,周丽珠,王光昇,刘宓,蒋代杨.AutoCAD中大比例尺地形图符号库的制作[J].城市勘测,2012,04:28-30.
[4]张海涛,贾光军,肖洲.大比例尺地形图数据标准化方法探讨[A].测绘出版社.第二届“测绘科学前沿技术论坛”论文精选[C].测绘出版社:,2010:5.
[5]徐俊科,杨国东,石伟伟.AutoCAD中大比例尺地形图线状符号库的建立[J].东北测绘,2012,01:25-26.
【关键词】AutoCAD；地形图；三维
中图分类号：TU74文献标识码： A
一、前言
在地质勘探报告中，地形图的绘制一般都是采用AutoCAD软件或者以AutoCAD软件为基础，配合其他的软件进行地形图的绘制工作。随着我国科技的进步，地形图的等高线绘制已经越来越趋向于自动化的方向发展，本文结合Surfer软件和AutoCAD软件，分析了具体的地形图三维可视化的制作过程。
二、AutoCAD概述
AutoCAD具有强大的绘图功能，在地质勘探报告的制图系统中，大多是利用AutoCAD作为软件的开发平台。目前，我国大多数城市的地形图数据以AutoCAD的数据格式(*·dwg)存储。为充分利用已有的数据资源，必须有一个切实可行的处理方法，将已有的AutoCAD数字地形图数据转换为适用的GIS数据，以便更高效地建立城市基础地理信息数据库。近年来研究提出基于Geoway实现CAD数据到GIS数据的转换，鉴于AutoCAD地形图数据不规范(如编码不规范、地物拓扑关系错误等)，转换结果不理想。由于生产模式和数据规范不断完善，导致数据标准不一致，同时由于内业制图不严谨，需要对数据进行统一整理与加工。
三、AutoCAD的应用技巧
1、AutoCAD的绘图比例
一般建议用户在使用AutoCAD进行地形图绘制时，使用一比一千的绘图比例。当然在比例调整这一方面，AutoCAD软件的运用是很灵活的，可以自由输出绘图比例的。比如用户输出“1000单位=绘制1单位”，那么软件就会自动按一比一千的比例输出图形。其实，在AutoCAD軟件中使用一比一比例制图是有很多优点的。比如说：首先，由于实际绘图和输出图形是完全一致的，所以很容易发现制图过程中的错误。发现图纸尺寸设置的不合理时，极易修改。其次，由于是一比一的比例，所以标注尺寸也很准确。再次，在多种图纸设计时需要复制或者使用块时，由于是一比一的比例，所以操作时不用比例换算，也方便制图。最后，用一比一的比例制图，不用频繁地改变比例，一方面可以提高制图效率，另外还可以避免换算过程中出现的错误。
2、图层的建立和利用
AutoCAD软件可以合理地创建很多图层，从而降低工作强度，比如说用户在制图过程中要对某一类数据进行修改，可以将其他图层关闭，只打开这一类数据所在图层，改完后再打开所有图层，这样修改起来也方便，同时还可以提高制图效率。因此，用户在地形图绘制时，应认真分析，确定建立的图层数及名称。下面简单介绍一下图层的设立。
在“图层特性管理器”中新建图层，并根据实际需要设置好每个图层的颜色、线型、线宽等。这样方便用户制图。并且如果制图中出现问题，就可以针对某个图层进行修改。比如用户想绘制一幅地形图，大家知道，地形图中包含了很多元素及其变化，像地貌、植被、房屋、道路、桥梁、水渠、电杆等，如果把这些信息全部放在一个图层上，看上去非常凌乱，对以后的处理也很难入手。因此在绘制中就需要把地形图的各种信息元素按类别建立不同的图层，这样不仅可以降低工作难度，而且当用户发现某一图层有问题时，还可以关闭其他图层，只打开有问题的图层，进行修改。这样不会因为误操作而引起其他的错误发生。
3、线型的制作
我们看到的地形图，像陡崖、陡坎等在图形上表现得很形象，这就是AutoCAD中所说的线型的体现。用户在绘图中，会用到很多专业性的线型，而AutoCAD本身提供的线型往往不能满足需要，那么就要根据《地质图例》中的图例标准，建立一个测量专用的线型。具体步骤如下：
从AutoCAD系统文件夹中，选择“suport”下的“acd.lin”，复制后改名为“cl.lin”。若是简单线型（只含有点、空、线）就可以直接在“cl.lin”上进行线性的修改、删除。若是复杂线型（含有文字、符号），首先看型（*.shp）文件上有的，可以直接使用，否则要根据语法作出型文件“cl.shp”，然后在命令窗口中输入“compile”，编译“cl.shp”文件，编译后会自动在AutoCAD/support/中生成一个“cl.shx”文件。这样就可以利用该型在“cl.lin”中进行绘制线型了。
4、处理手工绘制和修改地形图
在地形图绘制中，有些图纸需要手工绘制。像剖面图什么的，这时我们就可以用扫描仪把图纸扫描到电脑上，数字化时要注意的是：手工制图时是按一定的比例绘制的，而在电脑内我们通常是以一比一的比例绘制。因此在进行数字化之前，我们先得确定图形的两个坐标点，而在输入坐标点的坐标时，要换算比例。对于随着复杂的地形图所反应出来实际断层的产状而进行的图纸修改也需要进行数字化处理，但是必须保证手工绘制的和电脑软件绘制两种图纸的一致性。
5、处理文字样式问题
我们在AutoCAD绘图中有时会出现个别文字样式不能正确显示的情况，原因可能有以下几种：
（一）没有使用对应的字型汉字字体，像BSDF等；
（二）当前系统中没有汉字字体形文件；应将所用到的形文件复制到AutoCAD的字体库目录下面；
（三）对于某些符号，如俄文字母等，同样也要使用对应的字体形文件，否则也会不识别。
6、设置自动保存功能
在制图中，我们可能会遇到突然停电或关机等突发事件，如果没有自动保存的话，可能我们的工作很多都得重新再来。下面我介绍一下自动保存的步骤及注意事项。
（一）点击工具菜单，选择“打开和保存”、“文件安全措施”、“自动保存”。
（二）自行设置每隔多少分钟自动保存。值得注意的是系统自动保存的文件放的目录比较复杂难找，我们可以自己重新选择存放路径，点击选项中的“文件”、“自动保存文件”并双击，将系统默认的保存路径改为自己想放的地方。这样，如果有突发事件，我们可以将该文件更改后缀，就可以正常继续使用。
7、图纸打印
在图纸打印时，最好选用专业的打印机。实际上有些图型的长度和宽度并不符合电脑中提供的标准模式。比如：图号是B0、B1等，如果我们进行这些图号图纸的打印，可能会打印不全。因此我们可以通过自定义打印设备来实现。另外还有一个值得注意的就是打印比例的设置，比如说绘制地形图时，是按1∶1来绘制的，那么打印时设置打印比例还是1∶1，因为绘制基础单位是米，而打印时它的基础单位毫米，如果打印时再设为1∶1000的话，那就错了。
四、两类数据文件的交换
DXF ( Drawing Interchange Format 图形交换格式) 是AutoCAD图形文件中所包含的全部信息的标记数据的一种表示方法, 是AutoCAD 图形文件的ASC II或二进制文件格式。一个DXF文件一般由四个段组成, 分别是标题段( HEADER )、表段( TABLES )、块段( BLOCKS) 和实体段( ENTITIES) , 而我们所需要的离散点坐标数据存在于实体段中 。
Surfer 软件能识别的数据格式有. txt、.dat、.xls等数据文件, 并且只需要各离散点的三维坐标数据。由于DXF文件与Surfer 数据文件均可以是ASC II码文件, 通过高级语言编程就很容易实现两者的转化。首先通过地形图的DWG 格式转化为DXF格式文件, 将地形图等高线离散化, 然后通过一定的编程方法将离散化之后的等高线数据转化为Surfer所需要的数据格式, 并进行数据网格化, 即GR ID 格网的建立。
DXF文件中包含有Au to CAD 中的全部信息, 离散点坐标数据只是其中的很小一部分, 所以必须通过标识符来判别并读取数据, 并以Surfer数据格式进行保存。数据转换流程见图1。
部分程序源代码如下:
图1 转换流程图
五、应用实例
以某省某山区1B5万地形图为例,将其以DXF格式輸出,利用上述程序转化为Surfer的数据格式,从而能形象地以三维形式显示立体表面,并能自由旋转和进行体积计算。可得到以下6种图形(图2~图7):
图2与AutoCAD地形图的效果基本一致,随着插值方法不同,等高线也会有细微变化,图右边的颜色条通过颜色的深浅变化来反映出高程的变化,并在图上进行颜色填充,图中等高距为100m,可任意调整大小。
图2等值线图
图3线框图
图4三维立体图
图5光栅影像图
图6 阴影地貌图
图3和图4可明显看出实际地形,反映出地形的起伏变化,通过改变观察者视线和视距的方法,控制图形在绘图窗口内的形态并选择合适的颜色等级可得到非常精美的图形,由这两类图形可进行表面积和体积的量算。
图5和图6在二维平面上通过不同的颜色等级,反映出地貌的变化。图6是用不同的颜色属性来表示由于用户自定义光源的方位及角度不同而产生的地貌图的阴暗阴影。
图7网格矢量图
图7同时表示了数据点的方向和大小。在给定结点,矢量箭头指向最陡倾斜方向,长度定性反映倾斜度的大小,这很类似于地质学中地层的倾向和倾角。
所有以上图形都可以通过DXF格式输出,在AutoCAD中重新生成,实现AutoCAD与Surfer的互操作。
五、结束语
综上所述，AutoCAD软件配合Surfer软件使用进行地形图的三维可视化图的绘制是非常科学和有效的，因此，在今后地形图的三维图绘画过程中，可以考虑结合这两种软件进行绘制。
【参考文献】
[1]黄永金.AutoCAD下地形图图框加载程序研究[J].科技创新导报,2012,06.
[2]齐冬梅.基于AutoCAD的地形图线型定制[J].森林工程,2011,05:58-60+64.
[3]刘允,周丽珠,王光昇,刘宓,蒋代杨.AutoCAD中大比例尺地形图符号库的制作[J].城市勘测,2012,04:28-30.
[4]张海涛,贾光军,肖洲.大比例尺地形图数据标准化方法探讨[A].测绘出版社.第二届“测绘科学前沿技术论坛”论文精选[C].测绘出版社:,2010:5.
[5]徐俊科,杨国东,石伟伟.AutoCAD中大比例尺地形图线状符号库的建立[J].东北测绘,2012,01:25-26.