龙文芹，文施程，杨一洋，董华斌

摘  要：地形地质图是搭建地质数据库的源数据，其成图质量直接影响到数据库的建库效率。本文针对地形地质图编绘过程中常出现的要素自重叠、自相交以及多边形不封闭等问题，在AutoCAD环境下，利用VLISP控制台，结合图形中几何要素属性特征、实体空间关系特征以及数学基础理论，编写了图形质量检查lsp应用程序，实现了在AutoCAD环境下对成图过程进行质量控制。与传统人工方式相比较，该方法降低了检查的难度和繁琐度，减少了编绘过程的累积误差，提高了检查效率及成图质量。

关键词：地形地质图；VLSP；应用程序；质量控制

中图分类号：TP391           文献标志码：A              文章编号：1672-5603（2023）03-136-04

Study on Quality Control of Topographic Geological Map Based on VLISP

Long Wenqin1，Wen Shicheng2，Yang Yiyang1，Dong Huabin3

（1.Hanshou Natural Resources Bureau， Hanshou Hunan 415900;

2.The Second Surveying and Mapping Institute of Hunan Province，Changsha Hunan 410119;

3.The Third Surveying and Mapping Institute of Hunan Province，Changsha Hunan 410119）

Abstract：Topographic geological map is the source data for building geological database，and its mapping quality directly affects the efficiency of building database.Aiming at the problems of elements self-overlapping，self-intersecting and non-closed polygons that often occur in the process of topographic and geological map compilation，this paper uses VLISP console in AutoCAD environment，combines the attributes of geometric elements，the characteristics of entity space relations and the basic mathematical theory，and writes an lsp application program for graph quality check.The quality control of drawing process is realized in AutoCAD environment.Compared with the traditional manual method，this method reduces the difficulty and complexity of inspection， reduces the accumulated error in the compilation process，and improves the inspection efficiency and the quality of the drawing.

Keywords：Topographic geological map;VLISP;application program;quality control

0 引言

地形地質图是地质工程常用的图件，其以地形图作为基础底图，加绘了地质元素，可直观表示工程区内的地形、地层、矿产分布、岩层产状、地质构造等特征[1]。在地质图数据库建库过程中，地形地质图作为一项重要的基础数据源，其成图质量直接决定了数据库的建库质量，因此在成图过程中进行质量控制可有效减少数据库建库环节的误差累积，避免质检过程的反复。

AutoCAD是常用的地质绘图软件之一，Visual LISP（简称VLISP）是集成在该平台中的可视化程序开发环境[2]，利用VLISP语言编写功能函数，可根据实际需求在AutoCAD中定制个性化功能，如：自动分割批量绘制土地确权地块、批量修改宗地注记、确定地质灾害点与震裂迹线的距离、批量转换界址点坐标格式等[3-6]。本文基于AutoCAD平台，结合VLISP函数、变量、群码代号及地形地质图错误元素属性特征，利用VLISP编程，实现对地形地质图的质量检查与错误标注，进一步提高图件的生产质量及建库效率。

1 问题类型

受绘图习惯以及对多源数据进行格式转换等影响，在进行地形地质图件编绘时，较易产生错误（粗差）及随机误差，主要有要素重叠、要素未闭合、数据断线、微短线、零星坐标点等。在空间关系中，并非所有的点、线重叠情形均为错误，需要结合实际情况进行判断，因此，对点和线进行重叠检查，即是检查冗余数据。由于点、线、多边形的数据结构具有相关性，因此错误具有连续性特征，问题的累积也会增加存储负荷，使得数据难以维护。

1.1 点

点是构建线和多边形的重要元素，是正确表达地形地质位置信息的基础，基于点的线段相连直接决定了多义线和多边形的整体结构。点重叠的表现形式主要分两种情况，一是附着在线要素中的拐点重叠，二是独立点要素的自重叠。在一个线或多边形对象中，若存在多个坐标点对重叠，则表示点的重叠导致了该要素中的线段重叠。

1.2 线

线元素主要用于表示地理现象的轮廓、边界等，是对线状地物的二维表达，同时也反映了两个或多个地理坐标点之间的空间关系。线的错误类型主要有多义线的自相交、线段之间的重叠、微距离线段[6-7]等情形，而线段之间的重叠又表现为整段线的重叠和部分重叠。对于微距离线段，以1∶500地形地质图为例，将实际长度小于0.1 m，图上距离小于0.2 mm的线段作为残留数据进行剔除。

1.3 多边形

在AutoCAD平台中，多边形闭合有“外观闭合”和“属性闭合”之分[8]。“外观闭合”即图形外观表现为闭合图形，但不能直接判断线上点要素以及线要素是否重叠；“属性闭合”的图形要素是由一组有序且互不重叠的线段和结点构成，其起始点与终结点为同一个点，形成一个“闭合”形状，只有“属性闭合”才能对封闭区域进行有效的面积计算、图案填充、数据入库等操作；多边形断线也会导致不闭合，对微小间距的断线进行快速检索是批量质检中的难点。此外，多边形之间因线段相交形成的重叠，以及线段自相交形成的封闭图形均属于拓扑错误，需进行修改或删除。

2 质检方法

在AutoCAD中绘制的图元（如点、线段、多义线、曲线、文本等等）均有专属的属性列表，如表1对图元“LWPOLYLINE”的属性列表部分内容进行了举例说明[9]，“群码代号”记载着图元的类型、线型、线宽、图层名称、颜色、点坐标、长度、面积、闭合性等属性特征信息。

本方法的设计路线是在VLISP控制台中，自定义质检命令“CHECK”，构造“点、线、多边形”质检功能分支，组建“lsp”格式的质检应用程序，实现在AutoCAD中的加载，并以快捷命令方式调用相应质检功能。其中，自定义质检命令的编码如下：

（defun C：CHECK （）

（setq outType （getstring "＼n 检查点P/检查线L/检查多边形S："））

（cond （（= outType "P"） （POINT））

（（= outType "L"） （LINE））

（（= outType "S"） （SURFACE））））

在上述编码中，“POINT、LINE、SURFACE”分别为检查“点、线、多边形”图形质量的功能函数，函数编写的基本原理即通过VLISP语言取得所选定图元的属性联合列表，利用循环语句读取并记录属性联合列表中“群码代号”所标注的图形属性信息，再结合数学公式计算点、线、多边形之间的空间关系，对图形错误进行标记显示或自动化批量处理，图1所示为质检流程设计。

2.1 检查点

针对点重叠的两种形式，可以通过计算两坐标点之间的平面距离是否为零，或者比对两点的坐标值是否完全一致来判断。本部分编写思路是通过获取待检查图元的“联合属性列表”数据，逐点读取X、Y坐标值，建立坐标数据集（（X1、Y1），（X2、Y2），（X3、Y3），……，（Xn、Yn）），循环比较两坐标数据值是否完全一致，对筛选出的重叠点进行粗型圆圈标记。

2.2 检查线

检查线图元是为了确保其连续性和准确性，该部分检查内容主要是多义线的自相交、线段之间的重叠、微距离线段等情形，可通过“联合属性列表”中的属性信息为基础开展分析。多义线是由多条线段连接组成的复合线型，多义线自相交即自身部分线段与另一部分线段相交于点，反映了四个顶点、两条线段之间的空间关系，因自相交形成的一个或多个外观封闭区域属于空间拓扑错误，可将平台中提供的自相交检查工具融合至本文编写的功能函数中，作为子功能进行调用；线段重叠基于点重叠，分析思路与点重叠一致，通过比对坐标值，两个及以上的坐标点有重复的，改变点元素的符号样式，初判为疑似重叠线的结点；判断微短距离线段，可通过遍历“联合属性列表”中的群码值来获取线段的长度，将实际长度小于0.1 m，图上距离小于0.2 mm的视作微距离线段，对其进行线型加粗显示，以便复核清理。

2.3 检查多边形

AutoCAD中的多边形通常由连续的点和线段组成，如果多边形未闭合或多边形之间的边界线交叉，则无法构建一个完整且能反应真实地理现象的多边形结构，并且不能进行有效的面积计算或图案填充。首尾结点未相接（边界斷线）、结点重叠（属性值“未闭合”）是导致多边形未闭合的主要原因，多个多边形之间边界线的交叉反映的是多边形相交、覆盖等问题。对边界断线和属性值“未闭合”进行检查，首先分析线图元“联合属性列表”群码“70”的属性值，当属性值为“0”时，表明线“未闭合”，对首尾结点进行大圆标记，便于核对。多边形属于折线，多边形相交必然会有线段相交，要判断两个线段之间是否有交点，可通过点和线段构成的三角形面积来分析，根据向量乘积原理[10]，计算的面积是有方向的，如果其中一条线段分别与另一条线段的两个端点构成的三角形面积正负符号不同，则表明两个端点位于线段的两侧，即两线段相交，对该两条线段进行加粗显示。

3 实验及效果

根据本文前部分对点、线、多边形错误类型及质量检查方法的分析，在AutoCAD Visual LISP控制台编写了地形地质图质量检查应用程序。本文在几何图形“工作空间”绘制点、线、多边形元素，结合要素错误类型进行图形问题预设，对质量检查功能进行验证，如图2（a）所示。通过命令“APPLOAD”添加自定义的质量检查“lsp”格式应用程序后，“CHECK”成为平台中的有效命令，通过该命令，启动质量检查功能，对点、线、多边形的质检功能进行测试。

点元素质量检查结果如图2（b）所示，圆圈标记处分别是独立分布的重复点、多义线上的重复点以及多边形边界线上的重复点；线元素质量检查如图2（c）和图2（d）所示，前者加粗部分表示多义线上有完全重叠和部分重叠的线段，后者圆圈标记的是图形空间范围内散落的微短线，此处微短线指的是实际长度小于0.1 m，需对其进行筛查与剔除；多边形元素的质量检查如图2（e）和图2（f）所示，图2（e）中圆圈标记处表明与其相关的多边形未闭合，一处为图形首尾两点相接但属性未闭合，另一处为图形首尾两点未相接导致的未闭合，图2（f）颜色填充区为地块1与地块2相交的部分，通过检查，自动对相交重叠的部分进行色块填充标记。

4 结束语

本研究以Visual LISP编程为基础，针对地形地质图编绘过程中常见的错误类型，综合参考了图形几何要素属性特征、实体空间关系特征以及数学基础理论，编写了图形质量检查lsp应用程序，实现了在AutoCAD平台中搭建简便易行的图形质检方法。该方法适合应用于地质勘查、城市规划、工程建设、农业生产等领域测绘成果的质量检查，有助于提高图形成果的准确性与逻辑一致性，能有效保障数据库的建设效率。

参考文献/References

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