探讨AutoCAD在测绘中的应用-职称论文发表

探讨AutoCAD在测绘中的应用

陈卫东1 曾令梅2

摘 要：本文简单探讨AutoCAD具有丰富的绘图功能、强大的编辑功能、内业资料计算管理功能，可供同行参考。

关键词：AutoCAD;自动化成图；内业管理

引言

AutoCAD是国内外使用最广泛的CAD平台，自面世以来以其丰富的绘图功能．强大的编辑功能和良好的用户界面受到了广大技术人员的青睐。数字化测图是随着计算机。地面测量仪器，数字化测图软件的应用而迅速发展起来的全新内容。“数字地图”就是依托计算机对地形空问进行数字化，在数字制图环境下，生成由数字形式表述的地图。在需要的时候。由数字地图经计算机即可派生出各种形式的专题地图。数字地图以精度高、更新快、产品多样化为显著特点。数字化测图方法现巳逐渐普及成为主流测图方法。而基于AutoCAD的数字化成图方法已成为追求更高工效，更高质量的测绘产品的首选方法。

传统的测图方法是用经纬仪配合平板量角器的图解测图法。用仪

器测得点的三维坐标，或者测量水平角、竖直角及距离来确定点位，然后绘网员按坐标(或角度与距离)将点展绘到图纸上。再依据展绘的点位按图式符号将地物(如房屋、道路等)描绘出来。就这样一点一点地测和绘，一幅地形图也就生成了。其地形图的精度主要受到测量中的视距误差，方向误差以及绘制过程中的展绘误差，刺点误差，连接误差等人为误差的影响。而AutoCAD支持的数字化绘图作业。完全抛弃了传统绘图中的人为误差，依靠AutoCAD提供的坐标精确定位以及

辅助工具精确绘图功能。准确绘制地形地物的几何形体。保证了数字

地图成果精度高的首要优势。

但是熟悉AutoCAD的人都知道，要用好AutoCAD，不但要熟练掌握其各项命令，而且要熟练掌握AutoCAD提供的数据交换文件SCR，DXF和嵌入AutoCAD内部的高级语言 AutoLISP语言，这样使您对各种图形，尤其对复杂图形更加得心应手。

1、实现数据到图形的自动转换

有了原始数据，如何实现自动成图，这一直是人们关心的问题，在AutoCAD下，把原始数据变成图形，可以通过以下途径:

1) 采用高级语言(BASIC语言或C语言)编制程序调用原始数据文件生成SCR命令文件，在AutoCAD的图形编辑环境下调用SCRIPT命令执行该文件，生成相应的图形。

2) 用高级语言生成DXF文件，在AutoCAD图形编辑环境下调用 DXFIN命令打开该文件，即可得到相应的图形文件。

3) 用高级语言直接生成DWG图形文件，利用AutoLISP语言，编写相应程序，读取有关数据文件，进行处理，并且调用AutoCAD绘图命令，直接生成图形。

以上方法中，第一种方法比较简单，但执行速度慢。第二种方法速度较快。第三种方法较前两种方法理想，但这种方法对于一些复杂的图形尚有一定的难度，况且，不同的AutoCAD版本，DWG文件的结构也不同，使程序不能通用。三种方法都有一共同的特点，先在AutoCAD外，用高级语言做数据处理，然后再回到AutoCAD下成图，效率低。第四种方法是直接在AutoCAD下工作，减少了中间环节，提高了效率，而且具有较强的通用性，对一些较复杂的图形，更直接方便。

2、实现图形到数据的自动转换

刚接触AutoCAD的人都有下面的感觉，就是由数据生成图形容易，由图形返回数据困难，有了LISF语言，这个问题就会迎刃而解。

2.1图纸资料的数字化

要把图像资料变成相应的数据，一般是通过数字化仪和扫描仪。对于手扶式数字化仪来讲，我们可以根据不同要求来编制相应的LISP程序，完成图形的数字化程序运行时，把从数字饨仪传递来的数据信息(点的坐标)连同交互式状态下输入的有关编码合并，以一合理的数据结构存贮于数据文件中，同时，在屏幕上，采用不同的图层，不同的颜色进行同步显示。对于扫描仪，是将原图通过扫描仪扫描形成位图文件(文件扩展名为BMP或TIF)，经矢量化软件把图形的数据信息分类存贮于数据文件中。

2.2图形变更后，数据的自动更新

测量领域的各种图形随时间的推移是不断发生变化的，为保证图形的现实性，就要对图形随时加以修改，这种修改大多数是直接对原图文件利用AutoCAD的图形编辑功能来完成，但随之产生一个问题，就是图形文件修改后，原图对应的数据文件如何修改?解决这个问题的最好办法是利用AutoLISP语言。在AutoLISP语言中，有很多实体访问函数，实体名称函数、实体数据函数，运用上述函数编制一个LISP程序就可以实现图形文件到数据文件的自动转换。

具体过程如下：用ssget.函数构造一个选择集，利用sslength函数求出选择集实体的个数，然后ssname函数依次求出每个实体的名称，并通过entget函数就可以获得实体的类型、所在层名和实体颜色号(一般图形的编码就隐含在图层和颜色中)。实体类型常见有:组合线、直线、注记和块。这样一来，如果原因形中某一范围需要修改的话，就可以利用AutoCAD编辑命令完成，甚至可以把原图中元素删除掉，重新绘制，修改完成后，运行上述LISP程序，给出变更范围，计算机立即生成一个新的数据文件，重新纳入管理系统中去，从而保证了图形与数据的统一。

2.3利用图形和数据相互转换功能进行控制网的优化设计

控制网的精度取决于网形结构和观测量的精度，控制网的结构主要任务是确定合理的网形结构，这个过程完全可以在AutoCAD下完成。

把已知数据输入计算机，初步确定待定点的位置，再用边长和方向把这些点连接起来构成控制网。设计者将根据这些精度指标，参照设计要求，合理调整该网的结构，反复上述过程，最后，完成该控制网的优化设计，输出该网设计图和精度分析结果。

3、AutoCAD的内业资料计算管理应用

在测区内加密控制点，经常使用测角交会或测距交会或两者相结合的方法，如果我们运用数学公式来计算，则非常繁琐，而且不易检查错误，例如在后方交会中的危险圆上。相反，如果我们利用AutoCAD来绘图计算，就简单多了。现针对测角和测距两种方法分别作如下说明：

3、1前方测角交会

如图1所示，A、B为坐标已知的控制点，P为待求点，在A、B两点已观测了角度a和b。

 

图1

我们就可以利用AutoCAD系统软件，根据A、B两点坐标在桌面绘制出A、B两个点，连接AB点得到AB线段，然后分别以A点和B点为基点旋转AB线段a,b角（从图上可直观地分辩方向）。使用ID命令选择交点P，就可以得出P点坐标了。如果图形有检校条件，仍然可以进行坐标差的计算。如果在近似平差的情况下能满足需要，则可以在图形上进行平均计算并作出标记。

3、2前方距离交会

如图2所示，A、B为坐标已知的控制点，P为待求点，在A、B两点已分别利用全站仪测了距离Sa和Sb。

 

图2

我们就同样可以利用AutoCAD系统软件，根据A、B两点坐标绘制出A、B两个点，连接AB点得到AB线段，然后分别以A点和B点为圆心，以Sa和Sb为半径作圆，则得到P点和P’点（对照现场的方位情况，从图上可直观地分辩出其中一点P为所求，而另一点P’则是虚点，是我们不需要的）。使用ID命令选择交点P，就可以得出P点坐标了。在实际工作过程中，我们通常会将前方测角交会与前方距离交会进行组合应用，当然那就不一定要将所有条件都完成测量了。另外对于以上几项对坐标的应用，应该注意的就是AutoCAD中的坐标顺序与我们测量中的大地坐标系是有区别的，也就是要注意X坐标和Y坐标的对应关系。

3、3对作业资料的管理

AutoCAD在工程中除对测量内业资料计算有其优势一面，在外业资料的管理方面，同样有着非常广泛的应用。AutoCAD作为有名的工程系列应用软件平台，已经为广大工程技术人员所熟悉并掌握。在测量外业资料中，主要是控制点网略图及其计算资料的管理，另一方面是各种开挖横断面、纵断面图的绘制，以及横断面面积的计算，以及其它一些需要的图纸的绘制。由于AutoCAD已经有很强的数学计算功能和很高的数学精度，其有效位数已完全能够满足我们在工程测量中的需要了。在冶勒电站工作期间，我们就将所有图纸、所有工程量表格及文档进行分类，其重点是对图纸文件利用AutoCAD进行总图的绘制，在以后的工作中，就可以在总图上进行查找了。

3、4应用实例

现结合我们工作实际，作一些实际应用上的说明：我们承担了某水电站厂区枢纽工程的施工测量工作，进场之际我们就建立了一级导线闭合环，观测资料经平差后，将坐标点的大地坐标输入AutoCAD平台，得到图3所示，以后随着工程的进行，我们陆续加密了一些支导线点，同样将坐标成果录入，这样从真正意义上，实现了坐标资料的数字化管理，这也方便了以后的坐标管理，同时也方便了以后在一些特殊情况下的图形应用。具体地讲就是，依据设计提供的结构关系，在图中设立足够的施工坐标系（以我们在外业放样中设站所需为准）并保存之。在以后的工程应用中，我们只需打开对应坐标系，利用ID命令点取我们需要的点，其对应坐标也就出来了。

 

图3

下面举例给予说明：在某交叉段工程中，存在一个三直段夹两弧段的情形，如图4所示：

 

图4

当时设计代表提供了如图示的图形尺寸关系，以及C点大地坐标和其以外段的大地方位角，及其以内段的一些结构关系。如果单凭以往的经验和仪器条件，需要建立圆的方程，求解二元二次方程，才能求出圆弧对应圆心的大地坐标，之后才可进行下面的计算并结合仪器考虑放样方法。但是，我们将这个问题放到AutoCAD软件平台上来看，就变得非常简单了。具体操作如下：

先在AutoCAD软件平台上，依据C点大地坐标将C点录入，并依据过C点的直段洞轴线方位角及其长度绘出过C点的洞轴线，依据设代提供的尺寸关系，得到P1、P2点，然后利用AutoCAD绘制圆弧，使其分别过P1、C点和P2、C点，使之满足R=28.00米，并符合图形方向。再利用AutoCAD的标注功能，分别进行两段圆弧的圆心的标注O1、O2点，利用AutoCAD的ID命令就可以得到O1、O2点的大地坐标了。将之分别与P1、P2用直线段连接。考虑洞室的方向，再分别过P1、P2点作P1O1、P2O2的垂线P1X1、P2X2，利用AutoCAD方便的坐标系设置功能，分别建立以P1点、P2点为坐标系原点，P1X1、P2X2为X轴的测量施工坐标系然后再将其坐标系移到（0，-N）处并分别命名保存。到此，则我们的两个辅助施工坐标系建立完成，这两个坐标系保证了X轴与过P1（或P2）的圆弧相切（这一点将非常有利于我们全站仪与编程计算器的应用）。将我们测得的控制点的大地坐标输入图形中，直接就可以得到该控制点的相应的施工坐标和施工坐标方位角了。

5、图形坐标还原、方位旋转及换带处理

在地形图或地籍图测量中，会遇到这样的情况，图形已经测绘完毕，但坐标系统用错或需要换带处理，或需要把图形扭转(还原)或处理到需要的坐标系统，AutoCAD可以帮助您完成上述工作。利用MOVE命令移动整块图形，移动基点选取上述已知点中错误的一个，再利用ROTATE命令旋转整块图形旋转基点选择巳知点中正确的一个。如果不是数字化图形，需要将该图形通过数字化仪或扫描仪加上相应的软件处理成AlitoCAD下的图形，按上述方法，即可完成图形坐标还原、方位旋转及换带处理。

6、结束语

随着数字产品的日益丰富，数字化测图技术必将有更大的发展，而数字化测图软件也会在不断的应用实践中日趋成熟、完善，这将令它在建设数字工程中发挥出它更大的优势。而地图的数字化信息赋予地图巨大的生命力。大大提高了地形图的自身价值，扩大了地形图的服务范围。将在政府、业务管理、经济建设各部门发挥重大作用。

参考文献: [1]吉晓民.AutoCAD 12. 0绘图软件包的使用与二次开发技术[M]西安.西安电子科技大学出版社，1997