Visual LISP語(yǔ)言開(kāi)發(fā)與大比例尺地形圖符號(hào)庫(kù)設(shè)計(jì)

封華梅

(陜西省一八五煤田地質(zhì)有限公司，陜西 榆林 719000)

0 引言

無(wú)論是編制各種應(yīng)用圖件還是建立信息系統(tǒng)，都離不開(kāi)自動(dòng)化成圖。而要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化成圖，又離不開(kāi)圖形語(yǔ)言—符號(hào)。因此，對(duì)大比例尺地形圖符號(hào)庫(kù)的建立進(jìn)行研究具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義和應(yīng)用價(jià)值[1]。

在A(yíng)utoCAD下建立圖式符號(hào)庫(kù)，選擇對(duì)AutoCAD2006平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的二次開(kāi)發(fā)，它提供了眾多的二次開(kāi)發(fā)環(huán)境：包括R12及以前版本提供的Auto LISP、ADS(Advanced Development System)，以及R13、R14新增加的ADSRX、ObjectARX、還有Visual LISP等使用CAD二次開(kāi)發(fā)Lisp技術(shù)[2]，文中使用Visual LISP語(yǔ)言進(jìn)行編譯，并介紹了基于A(yíng)utoCAD環(huán)境下，大比例尺地形圖符號(hào)庫(kù)的建立方法及應(yīng)用。

1 符號(hào)庫(kù)簡(jiǎn)介

符號(hào)是一種物質(zhì)的對(duì)象、屬性或過(guò)程，用它來(lái)表示抽象的概念。這種表示是以約定的關(guān)系為基礎(chǔ)的。地圖符號(hào)是表達(dá)地圖內(nèi)容的基本手段，它由形狀不同、大小不一、色彩有別的圖形和文字組成。地圖符號(hào)是地圖的語(yǔ)言，是一種圖形語(yǔ)言，與文字相比，最大的特點(diǎn)是形象直觀(guān)、一目了然[3]。

地圖符號(hào)按所代表的地面物體或現(xiàn)象的分布狀況，可分為點(diǎn)狀符號(hào)、線(xiàn)狀符號(hào)和面狀符號(hào)。點(diǎn)狀符號(hào)是用來(lái)表示地圖上不依比例尺表示的小面積地物和點(diǎn)狀地物，大致分為一般點(diǎn)狀符號(hào)和注記點(diǎn)狀符號(hào)。線(xiàn)狀符號(hào)用于表示呈線(xiàn)狀分布或帶狀延伸的現(xiàn)象，既能表示一定范圍內(nèi)地物的形狀、彎曲程度及延伸方向，又能以寬度、色彩等表示地物的數(shù)量和質(zhì)量特征。線(xiàn)狀符號(hào)可分為簡(jiǎn)單線(xiàn)狀符號(hào)和復(fù)雜現(xiàn)狀符號(hào)。面狀符號(hào)是表達(dá)空間上具有連續(xù)兩維分布的現(xiàn)象的符號(hào)。具有定位特征，為依比例符號(hào)。面狀符號(hào)根據(jù)填充方式的不同，又可以分為點(diǎn)填充方式及線(xiàn)填充方式[4]。

2 CAD中符號(hào)庫(kù)的生成

2.1 點(diǎn)狀符號(hào)庫(kù)的生成

點(diǎn)狀符號(hào)以點(diǎn)定位，在一定比例尺范圍內(nèi)，圖上的大小是固定的，例如各種控制點(diǎn)符號(hào)。它們常常不能用某一固定的數(shù)學(xué)公式來(lái)描述，必須首先建立這些符號(hào)特征點(diǎn)信息的符號(hào)庫(kù)，才能實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的自動(dòng)繪制[5]。

點(diǎn)狀符號(hào)的繪制方法：①對(duì)于規(guī)則符號(hào)，可直接計(jì)算符號(hào)特征點(diǎn)的坐標(biāo)；②對(duì)于圓，采集圓心坐標(biāo)和半徑；③對(duì)于圓弧，則采集圓心坐標(biāo)，半徑、起始角和終點(diǎn)角；④對(duì)于填充符號(hào)，則采集邊界信息，并給出填充信息。

2.2 CAD中線(xiàn)狀符號(hào)的生成

基本線(xiàn)型繪制：繪圖參數(shù)。定位點(diǎn)個(gè)數(shù)N和定位點(diǎn)坐標(biāo)，實(shí)步長(zhǎng)D1，虛步長(zhǎng)D2和點(diǎn)步長(zhǎng)D3。當(dāng)實(shí)步長(zhǎng)D1=0和虛步長(zhǎng)D2=0時(shí)，為點(diǎn)線(xiàn)；當(dāng)只有虛步長(zhǎng)D2=0時(shí)，為點(diǎn)劃線(xiàn)。當(dāng)點(diǎn)步長(zhǎng)D3=0，為虛線(xiàn)，如圖1所示。

圖1 繪制參數(shù)所對(duì)應(yīng)的線(xiàn)型示意圖

平行線(xiàn)的繪制：平行線(xiàn)是由兩條間距相等的直線(xiàn)構(gòu)成。很多線(xiàn)狀地物都是由平行線(xiàn)作為基本邊界，然后再加繪一定的內(nèi)容而成，平行線(xiàn)是繪制很多線(xiàn)狀地物的基礎(chǔ)[5]。定位直線(xiàn)(母線(xiàn))節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)和定位節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)(Xi，Yi)i=1，2，3，…，N，平行線(xiàn)寬度W，平行線(xiàn)的繪制方向，即在定位直線(xiàn)的左方或是右方繪制，如圖2所示。

圖2 平行線(xiàn)繪制示意圖

線(xiàn)狀符號(hào)自動(dòng)繪制：線(xiàn)狀符號(hào)除了在每?jī)蓚€(gè)離散點(diǎn)之間有趨勢(shì)性的直線(xiàn)、曲線(xiàn)等符號(hào)以外，有些線(xiàn)狀符號(hào)中間還配置有其他的符號(hào)，如陡坎符號(hào)，除了定位中心線(xiàn)以外，還配置有短齒線(xiàn)。對(duì)于沿中心軸線(xiàn)按一定規(guī)律進(jìn)行配置的線(xiàn)狀符號(hào)，可以用比較簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)表達(dá)式來(lái)描述[6]。繪圖參數(shù)S為兩離散點(diǎn)之間的距離，N表示兩離散點(diǎn)間的齒數(shù)，D1為相鄰兩齒間的距離，D2為齒長(zhǎng)，D3為兩離散點(diǎn)間不足一個(gè)齒距的剩余值，DX1，DY1為齒心的相對(duì)坐標(biāo)，DX2，DY2，DX3，DY3為齒端對(duì)齒心的相對(duì)坐標(biāo)，繪圖參數(shù)示意圖，如圖3所示。計(jì)算出齒心和齒端坐標(biāo)以后，根據(jù)不同的線(xiàn)狀符號(hào)特點(diǎn)，采用不同的連接方式就可產(chǎn)生陡坎、鐵路、城墻等線(xiàn)狀符號(hào)。

圖3 繪圖參數(shù)示意圖

2.3 基于A(yíng)uto CAD的線(xiàn)狀符號(hào)制作

線(xiàn)狀符號(hào)用于表示呈線(xiàn)狀分布或帶狀延伸的現(xiàn)象。線(xiàn)狀圖形符號(hào)既能表示一定范圍內(nèi)地物的形狀、彎曲程度及延伸方向，又能以寬度、色彩等表示地物的數(shù)量或質(zhì)量特征[7]。

定制線(xiàn)型法：①標(biāo)題行的格式為*ltype-name[，description][8]；②定義行的格式為A，dash-1，dash-2，…，dash-n。其中，“A”表示為兩端對(duì)齊方式，dash-1，dash-2，…為短劃線(xiàn)序列的每段長(zhǎng)度。當(dāng)dash-i>0，表示是實(shí)線(xiàn)段；dash-i<0，表示是空白線(xiàn)段；當(dāng)dash-i=0，表示是一個(gè)點(diǎn)。

定制復(fù)合線(xiàn)型法：①標(biāo)題行的格式為*線(xiàn)型名[，線(xiàn)型描述]；②定義行的格式為Alignment，dash-1，dash-2，…[Shapename，shape_file，R=n，A=n，S=n，X=n，Y=n]，dash-n，…其中，shape_file為AutoCAD的.shp形文件。其余5個(gè)字段R、A、S、X、Y為可選擇的轉(zhuǎn)換分類(lèi)。每個(gè)轉(zhuǎn)換分類(lèi)后面的n表示所需數(shù)字。R表示形相對(duì)于當(dāng)前線(xiàn)段方向的轉(zhuǎn)角；A表示形相對(duì)于世界坐標(biāo)系的X軸的絕對(duì)的轉(zhuǎn)角；S確定形的比例系數(shù)；X、Y表示當(dāng)前點(diǎn)的偏移量，柵欄如圖4所示。

實(shí)例：定義柵欄符號(hào)

定義形文件a.shx

*1，3，1

1，01C，0

*2，7，2

3，2，1，10，1，000，0

建立文件zhalan.lin

*zhalan

A，4.5，[1，a.shx，Y=1]，4.5，[2，a.shx，X=0.5]，-1

圖4 柵欄示意圖

2.4 基于A(yíng)utoCAD的面狀符號(hào)制作

面狀符號(hào)的自動(dòng)繪制：面狀符號(hào)一般由邊界輪廓線(xiàn)和填充符號(hào)組成，自動(dòng)繪制步驟為①按計(jì)算暈線(xiàn)的方式求出面狀符號(hào)的軸線(xiàn)；②計(jì)算軸線(xiàn)長(zhǎng)度，根據(jù)軸線(xiàn)長(zhǎng)度和軸線(xiàn)上符號(hào)的間隔d，按均勻分布的原則計(jì)算注記符號(hào)的中心位置坐標(biāo)；③根據(jù)面狀符號(hào)代碼，在符號(hào)庫(kù)中讀取表示該符號(hào)的圖形數(shù)據(jù)，在計(jì)算出的符號(hào)中心位置上繪制填充符號(hào)。

繪圖參數(shù)：輪廓邊界點(diǎn)個(gè)數(shù)N，輪廓邊界點(diǎn)坐標(biāo)(Xi，Yi)，i=1，2，…，N，軸線(xiàn)和X軸的夾角α，軸線(xiàn)間隔D，每條軸線(xiàn)符號(hào)間隔d，如圖5所示。

圖5 繪圖參數(shù)示意圖

基于A(yíng)utoCAD面狀符號(hào)制作：圖案的文件可存放多個(gè)圖案的定義，每個(gè)圖案有一個(gè)標(biāo)題行和若干個(gè)定義行。①標(biāo)題行的格式為*pattern-name[，description]；②定義行的格式為angle，x-origion，y-origion，delta-x，delta-y，[dash-1，dash-2，…，dash-n][8]，其中，angle為平行線(xiàn)與水平方向的夾角；x-origin、y-origin為平行線(xiàn)經(jīng)過(guò)點(diǎn)坐標(biāo)；delta-x為相鄰兩平行線(xiàn)沿線(xiàn)本身方向的偏移；delta-y為相鄰兩平行線(xiàn)的距；[dash-1，dash-2，…，dash-n]為平行線(xiàn)的線(xiàn)型。

面狀符號(hào)的自動(dòng)填充：這是大比例尺地圖制圖中最能體現(xiàn)計(jì)算機(jī)制圖效率的工作。填充的符號(hào)可以通過(guò)形文件或圖塊做好，以填充天然草地符號(hào)為例繪制，如圖6所示。①獲得多邊形的外界矩形，其角點(diǎn)坐標(biāo)為(Xmin，Ymin)，(Xmax，Ymax)，確定最下方射線(xiàn)的縱坐標(biāo)值Y0=(Int(Ymin/h)+1)*h，h為符號(hào)縱向間隔實(shí)地距離；②確定各條射線(xiàn)上最左側(cè)填充符號(hào)的初始橫坐標(biāo)值X0=(INT(Xmin/w)+1)*w，w為符號(hào)橫向間隔實(shí)地距離；③確定填充行第一個(gè)填充符號(hào)的插入點(diǎn)橫坐標(biāo)值。根據(jù)橫向間隔距離W依次循環(huán)進(jìn)行整行填充；④確定射線(xiàn)與多邊形的交點(diǎn)，判斷填充符號(hào)的插入點(diǎn)是否在填充區(qū)間內(nèi)。如果在填充區(qū)間，插入填充符號(hào)；如果不在填充區(qū)間內(nèi)，則插入點(diǎn)向右移動(dòng)距離w，并判斷新插入點(diǎn)是否在填充區(qū)間內(nèi)，依次循環(huán)直到插入點(diǎn)的橫坐標(biāo)值大于Xmax，結(jié)束該行填充；⑤同理進(jìn)行縱向填充，直到插入點(diǎn)的縱坐標(biāo)值大于Ymax，結(jié)束所有填充。

實(shí)例：定義填充天然草地符號(hào)

*H142，Caodi

90，0，0，10，10，2，-18

90，1，0，10，10，2，-18

圖6 天然草地的圖案

3 符號(hào)庫(kù)的具體實(shí)現(xiàn)

通過(guò)Visual LISP語(yǔ)言在其文本編譯器下對(duì)符號(hào)庫(kù)進(jìn)行編輯，從而完成對(duì)符號(hào)庫(kù)的實(shí)現(xiàn)。制作成果分別如圖7～9所示。

3.1 點(diǎn)狀符號(hào)的實(shí)現(xiàn)

(defun dlfh(km cm ys / fa pt)

(command “l(fā)ayer” “m” cm “c” ys “” “”)

(setq pt(getpoint “ 插入基點(diǎn)：”))

(whilept(if(or(=km“WBF”)(=km“BYQ”))

(progn(setqfa(getanglept“ 給出符號(hào)方向：”))

(command “insert” km pt blc “”(* fa 57.3)))

(command “insert” km pt blc “” 0))

(setq pt(getpoint “ 下一個(gè)插入點(diǎn)(回車(chē)結(jié)束)：”)))

(princ))

圖7 點(diǎn)狀符號(hào)制作成果圖

3.2 線(xiàn)狀符號(hào)的實(shí)現(xiàn)

(defunc：fhh(/ssfhbiiikkkcmmdnnnmmmxblpt)

(alert“符號(hào)化之前要對(duì)原圖存盤(pán) 按[OK]鈕自動(dòng)進(jìn)行”)

(command“qsave”)

(setqkg1)

(setqfhb(list“103” “102” “104” “105” “108” “109” “301” “303” “304” “305” “306” “308”“401” “402” “403” “404” “501” “502” “503” “504” “505”“602” “604” “605” “606” “607” “609” “611”“701” “702” “704” “705” “706” “707” “708” “709” “710” “711” “712” “713” “714” “805” “806” “807” “808” “809”))

今年富豪榜上榜新人最大黑馬是拼多多的黃崢。在今年赴美上市的拼多多，目前市值接近200億美元，創(chuàng)始人黃崢憑借手中50．7%的拼多多股權(quán)價(jià)值112．5億美元的身家，一躍跳至第12位。

(setqiii(getint(strcat“基本圖的比例尺是 1：”(itoa(fix(*blc1000.0)))“ 請(qǐng)選擇符號(hào)的比例尺0：結(jié)束1：1/5002：1/10003：1/2000”)))

(if(=iii0)(exit))

(setqxblblc)

(if(=iii1)(setqxbl0.5))

(if(=iii2)(setqxbl1.0))

(if(=iii3)(setqxbl2.0))

(if(=iii4)(setqxbl5.0))

(if(/=xblblc)(progn

(ifss(progn(setqename(ssnamess0))

(whileename(setqpt(cdr(assoc10(entgetename))))

(command“scale”ename“”pt(/xblblc))

(setqss(ssdelenamess))

(setqename(ssnamess0)))))

(setqss(ssget“X”(list(cons0 “INSERT”))))

(ifss(progn(setqename(ssnamess0))

(whileename(setqpt(cdr(assoc10(entgetename))))

(command“scale”ename“”pt(/xblblc))

(setqss(ssdelenamess))

(setqename(ssnamess0)))))))

圖8 線(xiàn)狀符號(hào)制作成果圖

3.3 面狀符號(hào)的實(shí)現(xiàn)

(defuntc(km/djdbptx0y0xnynhwxyx1pt0pt1pt2ssi)

(db)

(if(andd(>(lengthd)2))(progn

(setqds(lengthd)i1)

(setqpt(nth0d)x0(carpt)y0(cadrpt)xnx0yny0)

(while(

(setqpt(nthid)x(carpt)y(cadrpt))

(if(

(if(

(if(>xxn)(setqxnx))

(if(>yyn)(setqyny))

(setqi(1+i)))

(if(=km“SD”)

(setqw(*blc4)h(*blc2))

(setqw(*blc20)h(*blc10)))

(setqy0(*(fix(1+(/y0h)))h))

(setqx0(*(fix(1+(/x0w)))w))

(setqyy0x1(/w4))

(while(

(if(=(rem(fix(/yh))2)0)(setqx2x1)(setqx2(*x1 -1.0)))

(setqx(+x0x2))

(while(

(if(=(pb_pt(listxy)jdb)1)(progn(setqpt0(listxy)

pt1(polarpt0 0.785(*blc2))

pt2(polarpt0 3.925(*blc2)))

(if(=km“SD”)

(command“point”pt0)

(command“insert”kmpt0blcblc0))))

(setqx(+xw)))

(setqy(+yh)))

(entdelename)))

(princ))

圖9 面狀符號(hào)制作成果圖

4 結(jié)語(yǔ)

在A(yíng)utoCAD二次開(kāi)發(fā)平臺(tái)，運(yùn)用VisualLISP語(yǔ)言，建立大比例尺地形圖符號(hào)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)了適合大比例尺地形圖需求的常用點(diǎn)狀、線(xiàn)狀及面狀地物符號(hào)，并對(duì)這些地物符號(hào)進(jìn)行有效管理。經(jīng)生產(chǎn)實(shí)踐檢驗(yàn)，具有較強(qiáng)的實(shí)用性和便捷性，克服了傳統(tǒng)地形圖繪制的缺陷，大大提高了地形圖繪制的速率和質(zhì)量，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也便于地物符號(hào)的更新維護(hù)，有助于更加形象地描繪地形地貌。