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    浅谈AutoCAD技术在地形图中的应用.docx

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    浅谈AutoCAD技术在地形图中的应用.docx

    浅谈AutoCAD技术在地形图中的应用 摘要地形图是工程设计和施工、组织管理不可缺少的重要资料,AutoCAD是当今世界上主要的计算机辅助设计与绘图(CAD)程序。利用扫描仪可将图纸扫描进计算机。利用AutoCAD可在地形图中方便地求点的坐标、求两点间距离、求两点连线的方位角、求点的高程等,利用AutoCAD计算不规则图形面积具有速度快、精度高的特点。 地形图是工程设计和施工、组织管理不可缺少的重要资料。利用地形图,可求出图上某点的坐标和高程、两点间的距离和方位角以及某直线的坡度。在工程上,还可以用地形图绘制断面图、确定汇水面积、进行土方平整计算等。AutoCAD是当今世界上主要的计算机辅助设计与绘图(CAD)程序。自从1982年12月被推出以来,AutoCAD在功能上有了很大的提高,并成为标准的基于PC的CAD应用程序。在AutoCAD下使用地形图,可大大提高工程技术人员的工作效率。 地形图应用传统的方法是用三角板、量角器等作图工具直接在地形图图纸上量取,然后通过计算得出所需要的数据。使用传统方法受图纸变形、三角板最小刻度、人眼的分辨能力等的影响较大,所得的数据往往含有较大误差。电子地图则不受此影响,它不存在变形,使用AutoCAD查询无须三角板,软件定位精度非常高。目前工程上电子图纸使用的还不是很多,多数还是纸质图纸。使用纸质图纸首先要对图纸进行数字化处理。下面就以只有纸质图纸情况下AutoCAD在其中的应用作一介绍。 一、地形图的处理 一图纸扫描。首先利用扫描仪将地形图输入计算机。由于图纸太大,如果有大型扫描仪,可以一次性将整张图纸进行扫描;没有的话则可用普通扫描仪(一次扫描A4幅面),但误差要大一些。对于5050cm的地形图,用普通扫描仪扫描时可将图纸分区进行扫描。扫描时应考虑各分区图纸文件的拼接问题,可以采取扫描时各分区重叠一部分的方法解决。 (二)图形文件的拼接。在扫描完成后,一张图纸有若干个图形文件。该图形文件不能用AutoCAD直接打开,但可以用“插入”菜单中的“插入光栅图像”命令将图形文件插入到当前CAD文件中。为便于后续操作与修改,应当为插入的图形文件单独设置一图层。各区域相应文件插入AutoCAD文档后,接下来就是拼接了。进行图纸拼接时,可利用图纸中的方格角点标志用移动命令完成。拼接过程中可能会遇到图纸有轻微倾斜,可利用旋转命令将其纠正。 (三)图形文件的移动与以缩放。拼接完成后,需要改变一下坐标系。我们知道测量坐标系与AutoCAD中的世界坐标系是不同的。可利用新建UCS(坐标系)中的三点法完成。接着是对扫描图形进行移动和缩放。首先以图纸西南角(左下角)的坐标格网的角点为基点,在输入位移目的点坐标时,应输入该角点图上坐标,单位为m。缩放时仍以图纸西南角的坐标格网的角点为基点,以该角所在方格的边长为参照长度进行参照缩放,缩放长度为0.1M(M为地形图比例尺分母)。至此,图形处理基本完成。为方便以后应用,可将地形图单独放在一个图层中,并将该层加锁保护起来。对于其它应用,可另建立新图层,在新图层中进行操作,以避免相互干扰。实际上现在很多地方已经有数字地图。使用数字地图操作则更加简便。 二、地形图基本应用 (一)求某点的坐标。如需要求出图上某点的坐标,可利用AutoCAD的查询功能,查询点坐标,然后用拾取框选中要查询的点,则在命令窗口中会出现该点的坐标。这比手工在图纸上求点的坐标要快许多,精度也要高很多,而且不再需要考虑图纸变形的问题,因为图纸处理过程中已经考虑了图纸变形的因素了。 具体方法打开“工具”菜单,找到其中的“查询”,选择其下的“点坐标”即可。也可以直接在命令行输入命令“ID”回车。 (二)求两点之间的距离和直线方位角。求两点之间的距离和直线方位角同样可以用AutoCAD的查询功能,查询两点距离,然后依次选中两点,则在命令窗口会出现该两点的之间距离,而XY 平面中的倾角即该两点的连线的坐标方位角。同查询点坐标一样,也有两种方法。菜单方式工具→查询→距离。命令方式命令行输入“DIST”。 (三)求点的高程。由于扫描出来的图形仍是一平面图形,不是三维图形,所以仍不能直接求出某点的高程,除非该点在等高线上。故仍采用传统的内插法求。即过该点作一直线尽量与邻近的两条等高线垂直相交,利用邻近等高线高程、等高距、线段长度的比值求得 其中的AC、BC长度可利用前述求两点距离的方法求得。 这里由于AC、BC的长度实际上仍是由AutoCAD求得,所以得出来的高程精度仍然较高。 三、求指定区域的面积 求区域面积在地形图应用中使用相当广泛。传统求面积的方法,对于规则图形有几何图形法、坐标计算法,对于不规则图形则有透明方格法、平行线法、求积仪法。这些方法在具体操作时都显得烦琐,费时、费力,且精度不高,尤其是不规则图形。而利用AutoCAD的面积查询命令,则可以直接得出相应区域的面积,无须进行烦琐的数格子、计算等,具有速度快、精度高的特点。有了前述方法将地形图处理进计算机后,接下来的工作就比较简单了。 其操作过程如下(一)在AutoCAD中打开地形图,新建一图层。(二)在新建图层中利用AutoCAD的样条曲线命令,沿着需要求面积的区域画一条样条曲线。该样条曲线的点越多,则样条曲线越接近区域形状,误差越小。所以尤其在待求区域的弯曲边界处,应尽可能多几个顶点,使曲线与待求区域尽量吻合。样条曲线画到最后应闭合回起点,使其成为一个封闭图形。还应注意其起点切线方向。(三)打开AutoCAD的工具菜单,执行其中的查询→面积命令,或是直接在命令行输入AREA命令。(四)在命令行出现“指定第一个角点或 [对象O/加A/减S]”的提示时,键入字母“O”。即选择对象。(五)此时鼠标会变成小方格,用小方格选择该样条曲线,则在命令行会出现诸如以下提示面积 666841.5396,周长 3800.0744 这里的面积就是样条曲线所包围的面积,也就是待求区域的面积。由于前述地形图处理时是以m为单位的,这里面积的单位就是m2,而不必象手工方法那样还要进行单位换算。通常在实际应用中要换算成亩,只需将该值乘以2000/3所得即为亩数(15亩=10000 )。 AutoCAD的面积查询命令功能较强,它不仅能查询单个图形的面积,而且利用其提供的“加”和“减”模式,可以查询多个图形的面积之和、从一个图形中减去另一个小图形后的面积等。 AutoCAD不仅可以在地形图中求点的坐标、求两点间水平距离、两点连线的方位角、求任意图形的面积等方面发挥作用,在绘制断面图、计算水库库容、以及场地平整填挖方量计算等地形图高级应用中也可体现其强大功能。随着数字化地形图的逐步普及,AutoCAD技术必须将在地形图应用中发挥越来越重要的作用。

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