【摘 要】在介绍等高线相关定义和绘制要求的基础上，阐述利用南方CASS绘制和修饰等高线的方法，并针对产生的问题，提出解决的方案。
【关键词】CASS；等高线；绘制；修饰
在测量工作中，等高线是表示地貌起伏的一种重要手段。南方CASS是使用广泛的地形地籍成图软件系统，利用该软件快速绘制准确、合理的等高线是值得研究的问题。
一、等高线的相关定义
等高线指的是地形图上高程相等的各相邻点所连成的闭合曲线，等高线也可以看作是不同海拔高度的水平面与实际地面的交线，在同一幅图内，除了悬崖以外，不同高程的等高线不能相交。等高线具有密陡舒缓的特性，能反映地表起伏的势态和地表结构的特征。
等高线按其作用不同，分为首曲线、计曲线、间曲线与助曲线四种。当基本等高距为H时，首曲线是按规定H测绘的细实线；计曲线为每隔4H将首曲线加粗为一条粗实线，便于地图上判读和计算高程；间曲线是1/2H描绘的细长虚线；助曲线，是按1/4H描绘的细短虚线；间曲线和助曲线只用于显示局部地区的地貌，可不闭合。
二、等高线绘制要求
《城市测量规范》与《地形图图式》对等高线绘制要求。
（1）城市建筑区和不便于绘制等高线的地方，可不绘制等高线。
（2）在表示小山顶、小洼地、小鞍部等地貌形态时，可缩短其实部和虚部的尺寸。
（3）在等高线比较密的等倾斜地段，当两计曲线间的空白小于2mm 时，首曲线可省略不表示。
（4）等高线遇到房屋、窑洞、公路、双线表示的河渠、冲沟、陡崖、路堤、路堑等符号时，应表示至符号边线。
（5）单色图上等高线遇到各类注记、独立地物、植被符号时，应间断0.2mm。
（6）大面积的盐田、基塘区，视具体情况可不测绘等高线。
三、等高线的绘制
利用南方CASS在绘制等高线时，先用外业采集高程点建立数字地面模型，然后采用轻量线来自动生成等高线，充分考虑到实际地形的复杂性，结合必要的人工干预，勾绘正确合理的等高线。
（一）高程点预处理
外业数据采集完成后，由于频繁变换棱镜高或者使用免棱镜观测了错误点位，可能造成“飞点”。如果外业观测过程中，发现了这些错误并即时作了记录，可以在绘制等高线之前，直接将高程数据文件中对应点号数据删除；另外可以自动生成等高线，观察等高线与实际地貌异常，出现特别密集，圆锥或者漏斗形状，其顶点处一般为错误的高程点，需要剔除其数据。
（二）建立数字地面模型
在绘等高线之前，必须先将野外实测的高程点建立数字地面模型（DTM），在该模型基础上生成等高线。建立DTM的方式有两种：由数据文件生成和由图面高程点生成，前者需选择实测坐标数据文件后者在绘图区选择参加建立DTM的高程点。对于结果显示可选显示建三角网结果、显示建三角网过程和不显示三角网中其中一种。同时建立DTM的过程中考虑了陡坎和地性线，但软件是根据输入的坎高来考虑等高线穿越陡坎的，实际情况是陡坎的高度是变化的，所以该功能在使用时，存在一定的局限性。
（三）修改数字地面模型
多数情况下，由于外业数据采集时地形条件的限制，地貌的多样和复杂性，使得软件很难一次性生成理想的等高线，往往需要人工修改局部不合理的三角网，达到数字地面模型与实际地貌相符的效果。
用户可以根据需要，在南方CASS中“等高线”菜单执行以下命令，在局部内“增加三角形”；没有等高线通过的，将局部相关三角形作“删除三角形”处理；设置三角形最小角度数等参数条件，“过滤三角形”中部分形状特殊的；提供了“三角形内插点”、“删三角形顶点”，与此点关联的原三角形自动删除；“重组三角形”是改变公共边的两相邻三角形不合理的连接；等高线生成后不再需要全部三角网了，可进行“删三角网”处理；如果使用了上述命令进行了三角网修改，选择“等高线”菜单中的“修改结果存盘”项，保存修改后的数字地面模型存盘。
（四）绘制等高线
完成的上述准备操作后，便可进行等高线绘制。等高线绘制可能存在两种情况：一是在绘平面图的基础上叠加，二是新建图形状态，需输入绘图比例尺。选择“等高线”下拉菜单的“绘制等高线”项，在弹出对话框中设置相关参数：生成单条等高线，输入此条等高线的高程；生成多条等高线，则输入相邻两条等高线之间的等高距；选择等高线的拟合方式：不拟合（折线）、张力样条拟合、三次B样条拟合和SPLINE拟合，完成绘制的等高线如下图1所示。初步等高线生成最好选用折线生成，便于发现和处理外业采集中出现的错误，修改过后在进行拟合操作。在实际生产中，测点较密或等高线较密时，常用到是三次B样条拟合和SPLINE拟合。利用三次B样条拟合生成的等高线数据量大但线条清晰，缺点是速度慢，截断后不是样条曲线，夹持点个数增加，从而增加了存储量；利用SPLINE拟合绘制等高线，截断后仍是样条曲线，缺点是较选项B样条曲线容易发生线条交叉现象。
（五）等高线的注记
CASS软件提供了两种注记方式：等高线注记和单个高程注记。等高线注记只注记计曲线，注记应分布适当，注意密度，用图时迅速判定等高线的高程，图上每100cm2 面积内，应有1～3个等高线高程注记，等高线注记其字头朝向高处，单应避免倒置。单个高程注记的操作，首先从高处至低处绘制一条垂直于等高线的直线，然后选择该线，执行等高线注记功能，可得到指定等高线注记。
（六）等高线的修饰
CASS软件提供等高线修剪、切除指定二线间等高线、切除指定区域内等高线等功能。“批量修剪等高线”是指修建穿地物等高线与修剪注记符号等高线。其中前者提供了包括处理建筑物、陡坎、依比例围墙、控制点注记等；后者可消隐或修剪穿独立符号、高程、文字注记的等高线；“切除指定二线间等高线”功能通过依次选择两线，程序将自动切除等高线穿过此二线间的部分，修饰穿越公路、河流等典型地物的等高线；切除指定区域内等高线”功能，选择一封闭复合线，如房屋、片状花圃等，系统将该复合线内所有等高线切除。
在执行完等高线的修剪功能后，等高线上出现了密布的夹持点，而这些点只是样条的锚点，而非等高线真正的特征点，CASS提供的“等值线滤波”功能可在很大程度上减小绘制好等高线的图形文件量。
四、结语
常规的传统平板测图，等高线是由手工描绘的，等高线可以描绘得比较圆滑但精度稍低。在数字化自动成图系统中，等高线是由计算机自动勾绘，生成的等高线精度相当高，但要得到合理准确的等高线，不仅需要丰富的工作经验和正确的作图方法，还需要内外业之间的协调合作，结合现场实际情况来处理和绘制。
参考文献
[1] 宁津生，陈俊勇，李德仁，刘经南，张祖勋.测绘学概论[M].武汉：武汉大学出版，2008.
[2] 南方测绘仪器公司.CASS7.0使用说明书[G].广州：南方测绘仪器公司，2006.
[3] 刘建英，王振勇.利用南方CASS软件准确勾绘与修饰等高线的方法[J].城市勘测，2009（4）.
【关键词】CASS；等高线；绘制；修饰
在测量工作中，等高线是表示地貌起伏的一种重要手段。南方CASS是使用广泛的地形地籍成图软件系统，利用该软件快速绘制准确、合理的等高线是值得研究的问题。
一、等高线的相关定义
等高线指的是地形图上高程相等的各相邻点所连成的闭合曲线，等高线也可以看作是不同海拔高度的水平面与实际地面的交线，在同一幅图内，除了悬崖以外，不同高程的等高线不能相交。等高线具有密陡舒缓的特性，能反映地表起伏的势态和地表结构的特征。
等高线按其作用不同，分为首曲线、计曲线、间曲线与助曲线四种。当基本等高距为H时，首曲线是按规定H测绘的细实线；计曲线为每隔4H将首曲线加粗为一条粗实线，便于地图上判读和计算高程；间曲线是1/2H描绘的细长虚线；助曲线，是按1/4H描绘的细短虚线；间曲线和助曲线只用于显示局部地区的地貌，可不闭合。
二、等高线绘制要求
《城市测量规范》与《地形图图式》对等高线绘制要求。
（1）城市建筑区和不便于绘制等高线的地方，可不绘制等高线。
（2）在表示小山顶、小洼地、小鞍部等地貌形态时，可缩短其实部和虚部的尺寸。
（3）在等高线比较密的等倾斜地段，当两计曲线间的空白小于2mm 时，首曲线可省略不表示。
（4）等高线遇到房屋、窑洞、公路、双线表示的河渠、冲沟、陡崖、路堤、路堑等符号时，应表示至符号边线。
（5）单色图上等高线遇到各类注记、独立地物、植被符号时，应间断0.2mm。
（6）大面积的盐田、基塘区，视具体情况可不测绘等高线。
三、等高线的绘制
利用南方CASS在绘制等高线时，先用外业采集高程点建立数字地面模型，然后采用轻量线来自动生成等高线，充分考虑到实际地形的复杂性，结合必要的人工干预，勾绘正确合理的等高线。
（一）高程点预处理
外业数据采集完成后，由于频繁变换棱镜高或者使用免棱镜观测了错误点位，可能造成“飞点”。如果外业观测过程中，发现了这些错误并即时作了记录，可以在绘制等高线之前，直接将高程数据文件中对应点号数据删除；另外可以自动生成等高线，观察等高线与实际地貌异常，出现特别密集，圆锥或者漏斗形状，其顶点处一般为错误的高程点，需要剔除其数据。
（二）建立数字地面模型
在绘等高线之前，必须先将野外实测的高程点建立数字地面模型（DTM），在该模型基础上生成等高线。建立DTM的方式有两种：由数据文件生成和由图面高程点生成，前者需选择实测坐标数据文件后者在绘图区选择参加建立DTM的高程点。对于结果显示可选显示建三角网结果、显示建三角网过程和不显示三角网中其中一种。同时建立DTM的过程中考虑了陡坎和地性线，但软件是根据输入的坎高来考虑等高线穿越陡坎的，实际情况是陡坎的高度是变化的，所以该功能在使用时，存在一定的局限性。
（三）修改数字地面模型
多数情况下，由于外业数据采集时地形条件的限制，地貌的多样和复杂性，使得软件很难一次性生成理想的等高线，往往需要人工修改局部不合理的三角网，达到数字地面模型与实际地貌相符的效果。
用户可以根据需要，在南方CASS中“等高线”菜单执行以下命令，在局部内“增加三角形”；没有等高线通过的，将局部相关三角形作“删除三角形”处理；设置三角形最小角度数等参数条件，“过滤三角形”中部分形状特殊的；提供了“三角形内插点”、“删三角形顶点”，与此点关联的原三角形自动删除；“重组三角形”是改变公共边的两相邻三角形不合理的连接；等高线生成后不再需要全部三角网了，可进行“删三角网”处理；如果使用了上述命令进行了三角网修改，选择“等高线”菜单中的“修改结果存盘”项，保存修改后的数字地面模型存盘。
（四）绘制等高线
完成的上述准备操作后，便可进行等高线绘制。等高线绘制可能存在两种情况：一是在绘平面图的基础上叠加，二是新建图形状态，需输入绘图比例尺。选择“等高线”下拉菜单的“绘制等高线”项，在弹出对话框中设置相关参数：生成单条等高线，输入此条等高线的高程；生成多条等高线，则输入相邻两条等高线之间的等高距；选择等高线的拟合方式：不拟合（折线）、张力样条拟合、三次B样条拟合和SPLINE拟合，完成绘制的等高线如下图1所示。初步等高线生成最好选用折线生成，便于发现和处理外业采集中出现的错误，修改过后在进行拟合操作。在实际生产中，测点较密或等高线较密时，常用到是三次B样条拟合和SPLINE拟合。利用三次B样条拟合生成的等高线数据量大但线条清晰，缺点是速度慢，截断后不是样条曲线，夹持点个数增加，从而增加了存储量；利用SPLINE拟合绘制等高线，截断后仍是样条曲线，缺点是较选项B样条曲线容易发生线条交叉现象。
（五）等高线的注记
CASS软件提供了两种注记方式：等高线注记和单个高程注记。等高线注记只注记计曲线，注记应分布适当，注意密度，用图时迅速判定等高线的高程，图上每100cm2 面积内，应有1～3个等高线高程注记，等高线注记其字头朝向高处，单应避免倒置。单个高程注记的操作，首先从高处至低处绘制一条垂直于等高线的直线，然后选择该线，执行等高线注记功能，可得到指定等高线注记。
（六）等高线的修饰
CASS软件提供等高线修剪、切除指定二线间等高线、切除指定区域内等高线等功能。“批量修剪等高线”是指修建穿地物等高线与修剪注记符号等高线。其中前者提供了包括处理建筑物、陡坎、依比例围墙、控制点注记等；后者可消隐或修剪穿独立符号、高程、文字注记的等高线；“切除指定二线间等高线”功能通过依次选择两线，程序将自动切除等高线穿过此二线间的部分，修饰穿越公路、河流等典型地物的等高线；切除指定区域内等高线”功能，选择一封闭复合线，如房屋、片状花圃等，系统将该复合线内所有等高线切除。
在执行完等高线的修剪功能后，等高线上出现了密布的夹持点，而这些点只是样条的锚点，而非等高线真正的特征点，CASS提供的“等值线滤波”功能可在很大程度上减小绘制好等高线的图形文件量。
四、结语
常规的传统平板测图，等高线是由手工描绘的，等高线可以描绘得比较圆滑但精度稍低。在数字化自动成图系统中，等高线是由计算机自动勾绘，生成的等高线精度相当高，但要得到合理准确的等高线，不仅需要丰富的工作经验和正确的作图方法，还需要内外业之间的协调合作，结合现场实际情况来处理和绘制。
参考文献
[1] 宁津生，陈俊勇，李德仁，刘经南，张祖勋.测绘学概论[M].武汉：武汉大学出版，2008.
[2] 南方测绘仪器公司.CASS7.0使用说明书[G].广州：南方测绘仪器公司，2006.
[3] 刘建英，王振勇.利用南方CASS软件准确勾绘与修饰等高线的方法[J].城市勘测，2009（4）.
