全站仪结合南方cass软件进行地形图测绘

全站仪结合南方cass 软件进行地形图测绘

（1. 河南工程技术学校

河南

焦作

侯争1周文韬2

454000；2. 河南神火煤电有限公司泉店煤矿

河南

许昌

461000）

【摘要】阐述了数字化测图的工作过程。重点叙述了利用全站仪进行数据采集的方法，以及南方CASS 软件在图形编辑中的作用。全站仪与南方CASS 软件有机结合，为地形图测绘提供了一种快捷、准确、可靠的方法。

【关键词】数字化测图；全站仪；南方CASS ；数据采集随着科学技术的迅猛发展，数字化技术已成为当代社会经济可持续发展的焦点之一。数字化制图及信息系统的建立，对测绘行业提出了更高的要求，数字化测图技术凭借其自身优势已经逐步取代传统测图方法，成为地形图测量的重要方式。而全站仪与南方CASS 软件相结合进行地形图测量又是数字化测图所采用的重要手段之一。

内业数据处理包括：数据处理，图形编辑、图形输出。2.2.1数据处理

（1）坐标数据传输

当完成外业数据采集之后，使用通讯电缆将全站仪与计算机的COM 口连接好，启动专业数据传输软件，设置好与全站仪一致的通讯参数后进行数据传输。但要注意在数据传输过程中要先在通讯软件的传输提示对活框上单击“确定”，之后再在全站仪上选择确认发送，这样才可以确保将采集到的所有碎部点坐标数据发送到通讯软件的文本区。然后将传输的数据保存在适当的位置。

（2）格式转换

格式转换是将传输后的数据格式转换成南方CASS 成图软件所能识别的坐标文件格式。即文件扩展名为.DAT ；数据格式为：点号，编码，Y(横坐标) ，X(纵坐标) ，Z （高程）。其中的每一个逗号都不能省略，并且高程Z 值后面不加任何符号。2.2.2图形编辑

利用南方CASS 软件编辑地形图的作业步骤如下：（1）绘制平面图a. 定显示区

定显示区就是通过坐标数据文件中的最大、最小坐标定出屏幕窗口的显示范围，目的是在软件的窗口内显示出采集到的所有坐标点。

进入CASS 主界面，鼠标单击“绘图处理”下拉菜单，选择“定显示区”子菜单。这时，输入（或者选择）坐标数据文件名。软件会自动识别出文件中所有坐标点的最大和最小坐标值，而后定出显示区域。

b. 展点

移动鼠标至屏幕“绘图处理”下拉菜单选择“展野外测点点号”和“展野外测点点位”子菜单。在出现的对话框中依然选择同样的坐标文件。这时屏幕中就会出现文件所包含的所有点的位置和各点的点号。

c. 绘制平面图

当所有点都展绘在软件屏幕上之后，利用屏幕菜单中的各种命令绘制各种地物。

（2）绘等高线a. 展高程点

用鼠标左键点取“绘图处理”菜单下的“展高程点”选项，选取同一个数据文件，将所有的高程点展绘在屏幕上。

b. 建立DTM 模型

用鼠标左键点取“等高线”下拉菜单选择“建立DTM ”项，弹出如图1所示对话框：根据需要选择建立DTM 的方式和坐标数据文件名，然后选择建模过程是否考虑陡坎和地性线，选择“确定”，之后生成DTM 模型，通常是不规则三角形格网。

1应用环境

全站仪是外业采集数据的主要仪器，它是在电子经纬仪的基础上增加了电子测距的功能，使得仪器不仅能够测角，也能测距，并且结合电子计算和数据存储单元等组成的三维坐标测量系统，测量结果能自动显示，并能与外围设备交换信息。全站仪测量的距离长、时间短、精度高、操作简便。

CASS 软件是南方测绘仪器公司在AutoCAD 基础上开发的新一代数字化成图软件。数字地图具备精度高、规范化、可综合应用等特点，对各用图单位进行的规划、设计、计算、综合管理等方面的工作有着极大的优越性，并且与过去的手工测图相比，其效率及效益更高，运用领域更加广泛。

2数字化测图过程

数字化测图分为外业数据采集和内业处理。2.1野外数据采集

数据采集就是将野外地物、地貌特征点的三维坐标、属性以及连接关系等信息采集并存储到测量仪器中，它是野外数字测图的基础。全站仪是野外数据采集的重要仪器，现以草图法测绘地形图为例进行说明。

利用全站仪对野外数据采集需要按照一下步骤进行：2．1．1安置仪器

在控制点上安置全站仪，对中、整平、量取仪器高、开机。2．1．2创建文件

在全站仪Menu （主菜单）中，选择“文件”选项，在相关提示下输入一个文件名或者选择一个已经存在的文件后确定，即完成文件创建工作，此时仪器将自动生成两个同名文件，一个用来保存采集到的测量数据，另外一个用来保存采集到的坐标数据。2．1．3设置测站点，后视定向

在全站仪中选择“数据采集”模式，而后输入之前建立的文件名，回车后即进入数据采集的数据输入窗口，按提示输入测站点点号、坐标、仪高。后视点点号及标识符、坐标（或者方向值）、镜高，仪器瞄准后视点（或者后视方向），进行定向。2．1．4测量碎部点坐标

仪器定向后，即可进入“测量”状态，输入所测碎部点点号、编码、棱镜高后，精确瞄准竖立在碎部点上的棱镜，按“测量”键，仪器即测量出棱镜点的坐标，并将测量结果保存到前面输入的坐标文件中，同时将碎部点点号自动加1返回测量状态。按此方法，可以测量并保存其后所测每一个碎部点的三维坐标。一般来讲，施测的第一个点应选在已知点上，测后与原坐标比较，若相符即可转测下面的点。否则，应从以下几方面查找原因：测站点或者定向点的点号是否输错；坐标是否输错；所调用于检查的已知点的点号、坐标是否有错。若不是这些原因，再查看所输的已知点成果是否抄错，成果计算是否有误，检查仪器、设备是否有故障，等等。由于测站离测点有时候比较远，测量员、跑尺员、绘图员之间用对讲机保持通讯联系。在跑尺员跑地物特征点时，绘图员要在草图上及时标注出所测地物名称并记下所测点的点号以及连接关系。2.2内业处理

图1建立DTM 对话框（下转第64页

）

当收到外部事件或收到本终端命令，需要建立一个新的呼叫连接时，应用程序对系统运行的ortp 环境进行设置。启动ortp 库，建立rtp 环境，包括rtp 全局状态，并初始化一个随机数产生器，设置ortp 调度器；如果需要支持某些音频视频编解码格式，需要在这里设定载荷类型：如speex 、H.264格式的设置。

新建两个rtp 会话（rtp session ），分别用于音频和视频数据传输，并设置收发特性，设置rtp 会话的调度模式、阻塞方式、抖动补偿、本地地址、载荷类型、信号连接等。若rtp session 同时具有收发的要求，则每个rtp 会话分别创建两个线程，一个接收进入的rtp 媒体流，一个发送外出的rtp 媒体流。3. 3多媒体处理子系统

分别为音频、视频数据开辟相应的缓冲区，包括音频输入、输出，视频输入、输出。

视频处理过程：

video_device.fd=open(“/dev/camera”, O_RDWR);//打开视频设备video_fb=open(“/dev/fb0”, O_RDWR);//打开帧缓冲设备

ioctl(video_fb,FBIOGET_VSCREENINFO,&video_fb_var);//修改帧缓冲设备参数

编解码格式提供G.711A 律、u 律、Speex 等。以u 律为例：

void mulaw_dec(char*mulaw_data/*contains size char */,char *s16_data/*contains size*2char */,int size)

{int i;

for (i=0; i

{*((signedshort *)s16_data)=ulaw_to_s16((unsignedchar) mulaw_data[i]);

s16_data+=2;}}

void mulaw_enc(char*s16_data/*contains pcm_sizechar */,char *mulaw_data/*contains pcm_size/2char */,int pcm_size){

int i; int limit =pcm_size/2; for (i=0; i

{mulaw_data[i]=s16_to_ulaw(*((signedshort *)s16_data));s16_data+=2;}}

video_mem=mmap(NULL,FBSIZE,ROT_READ|PROT_WRITE,MAP_SHARED,fb,0);//将帧缓冲设备映射到用户空间

采集一帧视频数据：

4结束语

read (video_device.fd,Addr, video_device.height*video_device.width *2);

显示一帧视频数据：

for (y=0; y

memcpy(video_mem+y*video_fb_var.xres*2, Addr+y *video_device.width*2, video_device.width*2);}

将视频PayLoadType 注册到RtpSession ：

PayloadType*rtp_profile_get_payload(RtpProfile*profile,int payload) ；

音频采集和播放：

系统使用NGN 的重要协议SIP 和新兴业务VoIP ，在嵌入式平台实现了基于SIP 的VoIP 用户终端，以模块化设计作为基本思想，以SIP 信令协议和分组传输作为技术核心，利用UDP 套接字作为RTP 数据包承载，实现音视频的网络传输，采用多线程机制和多缓冲技术实现传输的连续和保证良好的语音质量。科

●

【参考文献】

［1］ITU-T RFC3261, SIP:Session Initiation Protocol [S].Int Telecommunication Union, 2002,6:23-26.

［2］徐传顺，刘步中，基于SIP 的嵌入式音视频传输系统设计[J].数据通信，2009（4）：47-49．

［3］丁绪星，王再见，张成，秦魏．基于SIP 的H. 264视频电话终端设计[J].现代电子技术，2007（20）：41-43．

［4］Gonzalo Camarillo,SIP 揭秘[M].北京：人民邮电出版社，2003：50-51.

sound_fd=open(“/dev/sound/dsp”,O_RDWR);read(sound_fd,sound_buf,512);fread(sound_buf,512,1,fd_play);write(sound_fd,sound_buf,512);

※基金项目：南京工程学院科研基金项目，视频监控技术在安防行业中的应用（KXJ08095）。

［责任编辑：王洪泽

］

（上接第86页）c. 绘等高线

用鼠标左键点取“等高线/绘制等高线”，弹出如图2所示对话框：

等。

加图框

当图形绘制完成之后，要在整个图形外围加设图框。首先用鼠标左键点击“绘图处理”菜单下的“标准图幅（50×40）”（或者任意图幅）。在弹出的对话框中填写相关内容之后软件能自动生成完整的图框。2.2.5图形输出

最后通过打印机或者绘图仪将图形打印成纸质图，便于现场使用。

2.2.4

3结束语

数字化测图已是当今社会地形图测量的一种重要的方法，随着信息化的不断发展，数字化测图仪器、软件大量出现。作者结合多年的教学和实践经验，将全站仪与南方CASS 软件相结合的数字化测图方法进行总结，对提高测图效率具有实践意义。科

图2

绘制等高线对话框

【参考文献】

［1］宋伟东，张永彬，等．数字测图原理与应用[M]．北京：教育科学出版社，2002．［2］刘福臻．数字化测图教程[M]．成都：西南交通大学出版社，2008．

［3］钟来星，李世平．数字化测图技术[M]．北京：煤炭工业出版社，2007．

［4］杨德鳞．大比例尺数字测图的原理方法与应用[M]．北京：清华大学出版社，

输入相关信息之后点击“确定”。则系统自动绘制出等高线。再选择“等高线”菜单下的“删三角网”，这时屏幕中的三角网便会消失。而后根据地形图的实际情况，对等高线进行修剪、整饰。2.2.3加注记

为了使绘制出来的地形图便于识读，很多时候我们还要在地形图中加设相关的注记。例如单位名称、道路名称、建筑物层数或者功能

1998．

［责任编辑：王爽］

全站仪结合南方cass 软件进行地形图测绘

（1. 河南工程技术学校

河南

焦作

侯争1周文韬2

454000；2. 河南神火煤电有限公司泉店煤矿

河南

许昌

461000）

【摘要】阐述了数字化测图的工作过程。重点叙述了利用全站仪进行数据采集的方法，以及南方CASS 软件在图形编辑中的作用。全站仪与南方CASS 软件有机结合，为地形图测绘提供了一种快捷、准确、可靠的方法。

【关键词】数字化测图；全站仪；南方CASS ；数据采集随着科学技术的迅猛发展，数字化技术已成为当代社会经济可持续发展的焦点之一。数字化制图及信息系统的建立，对测绘行业提出了更高的要求，数字化测图技术凭借其自身优势已经逐步取代传统测图方法，成为地形图测量的重要方式。而全站仪与南方CASS 软件相结合进行地形图测量又是数字化测图所采用的重要手段之一。

内业数据处理包括：数据处理，图形编辑、图形输出。2.2.1数据处理

（1）坐标数据传输

当完成外业数据采集之后，使用通讯电缆将全站仪与计算机的COM 口连接好，启动专业数据传输软件，设置好与全站仪一致的通讯参数后进行数据传输。但要注意在数据传输过程中要先在通讯软件的传输提示对活框上单击“确定”，之后再在全站仪上选择确认发送，这样才可以确保将采集到的所有碎部点坐标数据发送到通讯软件的文本区。然后将传输的数据保存在适当的位置。

（2）格式转换

格式转换是将传输后的数据格式转换成南方CASS 成图软件所能识别的坐标文件格式。即文件扩展名为.DAT ；数据格式为：点号，编码，Y(横坐标) ，X(纵坐标) ，Z （高程）。其中的每一个逗号都不能省略，并且高程Z 值后面不加任何符号。2.2.2图形编辑

利用南方CASS 软件编辑地形图的作业步骤如下：（1）绘制平面图a. 定显示区

定显示区就是通过坐标数据文件中的最大、最小坐标定出屏幕窗口的显示范围，目的是在软件的窗口内显示出采集到的所有坐标点。

进入CASS 主界面，鼠标单击“绘图处理”下拉菜单，选择“定显示区”子菜单。这时，输入（或者选择）坐标数据文件名。软件会自动识别出文件中所有坐标点的最大和最小坐标值，而后定出显示区域。

b. 展点

移动鼠标至屏幕“绘图处理”下拉菜单选择“展野外测点点号”和“展野外测点点位”子菜单。在出现的对话框中依然选择同样的坐标文件。这时屏幕中就会出现文件所包含的所有点的位置和各点的点号。

c. 绘制平面图

当所有点都展绘在软件屏幕上之后，利用屏幕菜单中的各种命令绘制各种地物。

（2）绘等高线a. 展高程点

用鼠标左键点取“绘图处理”菜单下的“展高程点”选项，选取同一个数据文件，将所有的高程点展绘在屏幕上。

b. 建立DTM 模型

用鼠标左键点取“等高线”下拉菜单选择“建立DTM ”项，弹出如图1所示对话框：根据需要选择建立DTM 的方式和坐标数据文件名，然后选择建模过程是否考虑陡坎和地性线，选择“确定”，之后生成DTM 模型，通常是不规则三角形格网。

1应用环境

全站仪是外业采集数据的主要仪器，它是在电子经纬仪的基础上增加了电子测距的功能，使得仪器不仅能够测角，也能测距，并且结合电子计算和数据存储单元等组成的三维坐标测量系统，测量结果能自动显示，并能与外围设备交换信息。全站仪测量的距离长、时间短、精度高、操作简便。

CASS 软件是南方测绘仪器公司在AutoCAD 基础上开发的新一代数字化成图软件。数字地图具备精度高、规范化、可综合应用等特点，对各用图单位进行的规划、设计、计算、综合管理等方面的工作有着极大的优越性，并且与过去的手工测图相比，其效率及效益更高，运用领域更加广泛。

2数字化测图过程

数字化测图分为外业数据采集和内业处理。2.1野外数据采集

数据采集就是将野外地物、地貌特征点的三维坐标、属性以及连接关系等信息采集并存储到测量仪器中，它是野外数字测图的基础。全站仪是野外数据采集的重要仪器，现以草图法测绘地形图为例进行说明。

利用全站仪对野外数据采集需要按照一下步骤进行：2．1．1安置仪器

在控制点上安置全站仪，对中、整平、量取仪器高、开机。2．1．2创建文件

在全站仪Menu （主菜单）中，选择“文件”选项，在相关提示下输入一个文件名或者选择一个已经存在的文件后确定，即完成文件创建工作，此时仪器将自动生成两个同名文件，一个用来保存采集到的测量数据，另外一个用来保存采集到的坐标数据。2．1．3设置测站点，后视定向

在全站仪中选择“数据采集”模式，而后输入之前建立的文件名，回车后即进入数据采集的数据输入窗口，按提示输入测站点点号、坐标、仪高。后视点点号及标识符、坐标（或者方向值）、镜高，仪器瞄准后视点（或者后视方向），进行定向。2．1．4测量碎部点坐标

仪器定向后，即可进入“测量”状态，输入所测碎部点点号、编码、棱镜高后，精确瞄准竖立在碎部点上的棱镜，按“测量”键，仪器即测量出棱镜点的坐标，并将测量结果保存到前面输入的坐标文件中，同时将碎部点点号自动加1返回测量状态。按此方法，可以测量并保存其后所测每一个碎部点的三维坐标。一般来讲，施测的第一个点应选在已知点上，测后与原坐标比较，若相符即可转测下面的点。否则，应从以下几方面查找原因：测站点或者定向点的点号是否输错；坐标是否输错；所调用于检查的已知点的点号、坐标是否有错。若不是这些原因，再查看所输的已知点成果是否抄错，成果计算是否有误，检查仪器、设备是否有故障，等等。由于测站离测点有时候比较远，测量员、跑尺员、绘图员之间用对讲机保持通讯联系。在跑尺员跑地物特征点时，绘图员要在草图上及时标注出所测地物名称并记下所测点的点号以及连接关系。2.2内业处理

图1建立DTM 对话框（下转第64页

）

当收到外部事件或收到本终端命令，需要建立一个新的呼叫连接时，应用程序对系统运行的ortp 环境进行设置。启动ortp 库，建立rtp 环境，包括rtp 全局状态，并初始化一个随机数产生器，设置ortp 调度器；如果需要支持某些音频视频编解码格式，需要在这里设定载荷类型：如speex 、H.264格式的设置。

新建两个rtp 会话（rtp session ），分别用于音频和视频数据传输，并设置收发特性，设置rtp 会话的调度模式、阻塞方式、抖动补偿、本地地址、载荷类型、信号连接等。若rtp session 同时具有收发的要求，则每个rtp 会话分别创建两个线程，一个接收进入的rtp 媒体流，一个发送外出的rtp 媒体流。3. 3多媒体处理子系统

分别为音频、视频数据开辟相应的缓冲区，包括音频输入、输出，视频输入、输出。

视频处理过程：

video_device.fd=open(“/dev/camera”, O_RDWR);//打开视频设备video_fb=open(“/dev/fb0”, O_RDWR);//打开帧缓冲设备

ioctl(video_fb,FBIOGET_VSCREENINFO,&video_fb_var);//修改帧缓冲设备参数

编解码格式提供G.711A 律、u 律、Speex 等。以u 律为例：

void mulaw_dec(char*mulaw_data/*contains size char */,char *s16_data/*contains size*2char */,int size)

{int i;

for (i=0; i

{*((signedshort *)s16_data)=ulaw_to_s16((unsignedchar) mulaw_data[i]);

s16_data+=2;}}

void mulaw_enc(char*s16_data/*contains pcm_sizechar */,char *mulaw_data/*contains pcm_size/2char */,int pcm_size){

int i; int limit =pcm_size/2; for (i=0; i

{mulaw_data[i]=s16_to_ulaw(*((signedshort *)s16_data));s16_data+=2;}}

video_mem=mmap(NULL,FBSIZE,ROT_READ|PROT_WRITE,MAP_SHARED,fb,0);//将帧缓冲设备映射到用户空间

采集一帧视频数据：

4结束语

read (video_device.fd,Addr, video_device.height*video_device.width *2);

显示一帧视频数据：

for (y=0; y

memcpy(video_mem+y*video_fb_var.xres*2, Addr+y *video_device.width*2, video_device.width*2);}

将视频PayLoadType 注册到RtpSession ：

PayloadType*rtp_profile_get_payload(RtpProfile*profile,int payload) ；

音频采集和播放：

系统使用NGN 的重要协议SIP 和新兴业务VoIP ，在嵌入式平台实现了基于SIP 的VoIP 用户终端，以模块化设计作为基本思想，以SIP 信令协议和分组传输作为技术核心，利用UDP 套接字作为RTP 数据包承载，实现音视频的网络传输，采用多线程机制和多缓冲技术实现传输的连续和保证良好的语音质量。科

●

【参考文献】

［1］ITU-T RFC3261, SIP:Session Initiation Protocol [S].Int Telecommunication Union, 2002,6:23-26.

［2］徐传顺，刘步中，基于SIP 的嵌入式音视频传输系统设计[J].数据通信，2009（4）：47-49．

［3］丁绪星，王再见，张成，秦魏．基于SIP 的H. 264视频电话终端设计[J].现代电子技术，2007（20）：41-43．

［4］Gonzalo Camarillo,SIP 揭秘[M].北京：人民邮电出版社，2003：50-51.

sound_fd=open(“/dev/sound/dsp”,O_RDWR);read(sound_fd,sound_buf,512);fread(sound_buf,512,1,fd_play);write(sound_fd,sound_buf,512);

※基金项目：南京工程学院科研基金项目，视频监控技术在安防行业中的应用（KXJ08095）。

［责任编辑：王洪泽

］

（上接第86页）c. 绘等高线

用鼠标左键点取“等高线/绘制等高线”，弹出如图2所示对话框：

等。

加图框

当图形绘制完成之后，要在整个图形外围加设图框。首先用鼠标左键点击“绘图处理”菜单下的“标准图幅（50×40）”（或者任意图幅）。在弹出的对话框中填写相关内容之后软件能自动生成完整的图框。2.2.5图形输出

最后通过打印机或者绘图仪将图形打印成纸质图，便于现场使用。

2.2.4

3结束语

数字化测图已是当今社会地形图测量的一种重要的方法，随着信息化的不断发展，数字化测图仪器、软件大量出现。作者结合多年的教学和实践经验，将全站仪与南方CASS 软件相结合的数字化测图方法进行总结，对提高测图效率具有实践意义。科

图2

绘制等高线对话框

【参考文献】

［1］宋伟东，张永彬，等．数字测图原理与应用[M]．北京：教育科学出版社，2002．［2］刘福臻．数字化测图教程[M]．成都：西南交通大学出版社，2008．

［3］钟来星，李世平．数字化测图技术[M]．北京：煤炭工业出版社，2007．

［4］杨德鳞．大比例尺数字测图的原理方法与应用[M]．北京：清华大学出版社，

输入相关信息之后点击“确定”。则系统自动绘制出等高线。再选择“等高线”菜单下的“删三角网”，这时屏幕中的三角网便会消失。而后根据地形图的实际情况，对等高线进行修剪、整饰。2.2.3加注记

为了使绘制出来的地形图便于识读，很多时候我们还要在地形图中加设相关的注记。例如单位名称、道路名称、建筑物层数或者功能

1998．

［责任编辑：王爽］