南方CASS軟件在水文分析計算中的應(yīng)用技巧

1、南方CASS軟件在水文分析計算中的應(yīng)用技巧李熙，劉永亮，李國棟（江蘇省水文水資源勘測局鹽城分局，江蘇 鹽城224002）摘要:本文介紹了基于AutoCAD平臺開發(fā)的南方CASS 7.1數(shù)字化地形、地籍、工程測量成圖軟件，在水文情報預(yù)報、水資源計算分析評價中，用圖形方式來描述各水文要素，在地理位置上分布情況，以及區(qū)域面積統(tǒng)計分析和區(qū)域地下水站網(wǎng)分布情況，等值線的繪制等應(yīng)用技巧與方法。南方CASS軟件具有直觀易用的交互界面、輕松便捷的設(shè)計環(huán)境和強大的處理能力，是我國測繪地理信息行業(yè)主流的數(shù)據(jù)采處理平臺。關(guān)鍵詞:水文、水資源；分析評價；CASS7.1；圖形描述；應(yīng)用；等值線繪制1概 述在水文情報預(yù)報

2、、水資源管理計算分析中，常常需要用圖形方式來描述水文要素在地域面上的分布情況。例如：反映某個地區(qū)或某個流域的降雨分布、土壤墑情、水質(zhì)狀況、地下水變化情況及水資源配置等。通過繪制陰影籠罩圖、等值線圖等，使人們能夠更加直觀地了解和掌握這些水文要素在空間、平面上的分布及變化發(fā)展?fàn)顩r。如果用傳統(tǒng)的手工方法繪制這類圖形，勢必耗費大量的時間且不美觀。隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)在可以借助于計算機，應(yīng)用南方CASS 7.1專業(yè)軟件便能輕松快捷地制作出完美的各種水文要素分析圖形。南方CASS 7.1數(shù)字化地形地籍成圖軟件，是南方測繪儀器公司在Auto CAD平臺上開發(fā)的新一代數(shù)字化測繪數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。廣泛應(yīng)用于

3、地形測量、地籍測量、工程測量的數(shù)字化圖形處理，其主要特色是面向GIS，實現(xiàn)了數(shù)字化成圖系統(tǒng)與GIS的無縫銜接，充分利用CAD的最新技術(shù)，全面采用真彩色XP風(fēng)格界面。在電子平板、DTM建模及等高線繪制、地籍應(yīng)用、工程應(yīng)用、數(shù)字地圖與GPS集成等諸多方面都有突破性進展。1 同時南方CASS 7.1大量使用真彩色快捷工具按鈕,全新的CELL技術(shù),使界面操作、數(shù)據(jù)瀏覽管理、系統(tǒng)設(shè)置更加美觀方便。以下主要介紹應(yīng)用南方CASS 7.1地形地籍成圖軟件，在水文、水資源分析評價中，用于繪制各種平面、渲染及含有背景圖片的等值線彩色圖形及其輸出等功能的實現(xiàn)方法。2背景圖的嵌入要繪制含有背景圖的圖形，首先要根據(jù)需求

4、獲取某個地區(qū)或某個流域的站網(wǎng)圖作為原圖，插入到南方CASS 7.1繪圖窗口中，作為繪制水文要素圖形的背景圖，這幅圖形可以是矢量圖也可以是光柵圖。鹽城市地下水站網(wǎng)分布圖矢量圖：則可直接導(dǎo)入，導(dǎo)入時注意比例要一致。光柵圖：則利用南方CASS 7.1光柵圖象工具可以直接對光柵圖進行圖形糾正，并利用屏幕菜單進行圖形數(shù)字化。操作步驟如下：通過“工具”菜單下的“光柵圖象->插入圖象”項插入一幅掃描好的柵格圖，這時會彈出圖象管理對話框，選擇“附著”按鈕，彈出選擇圖像文件對話框，選擇要插入的光柵圖，點擊“打開”按鈕，進入圖形管理對話框，選擇好圖形后，點擊“確定”。命令行將提示：輸入圖像的插入點坐標(biāo)<

5、;0,0>: 輸入圖像的插入點坐標(biāo)或直接在屏幕上點取,系統(tǒng)默認(rèn)為(0,0)圖象的大小: Width：1.000000, Height: 0.828415, Millimeters命令行顯示圖象的大小，直接回車；圖形縮放比例r <1>: 根據(jù)插入圖形的比例尺輸入后，回車確定；直接回車則系統(tǒng)默認(rèn)為1：500。如果柵格圖在掃描時進行了縮放處理，則必須要進行圖形糾正處理。方法是：先量得原圖外框線尺寸，然后根據(jù)原圖比例尺計算出它的實際長度和寬度，在屏幕上以 (0,0)為基點繪制一個圖框，將以(0,0)為基點插入的光柵圖象，以(0,0)為基點進行縮放處理，使原圖外框線與繪制的圖框重合。屏

6、幕菜單進行圖形數(shù)字化：主要是在屏幕依據(jù)底圖，描繪出各類邊界線，以便計算分析時對相關(guān)功能區(qū)面積的查詢標(biāo)注。經(jīng)過這些處理過程后，插入的光柵圖與原圖的比例和邊界范圍基本一致。統(tǒng)一比例與邊界范圍，目的是保證在后續(xù)平面圖形上進行數(shù)值查詢計算時的精度。3與計算分析相關(guān)功能的應(yīng)用3.1面積的查詢標(biāo)注在繪制分析圖形時，往往需要在背景圖上對行政區(qū)、流域區(qū)、功能區(qū)的面積、名稱進行查詢與標(biāo)注，用以展示分析對象在地理空間的位置與分布情況，或從圖上提取分析過程中所需要功能區(qū)的面積等。查詢實體面積用鼠標(biāo)點取“工程應(yīng)用” 菜單中“查詢實體面積”；提示：(1)選取實體邊線 (2)點取實體內(nèi)部點 <1>2；輸入?yún)^(qū)域

7、內(nèi)一點；提示：區(qū)域是否正確?(Y/N) <Y>y；提示：是否注記?(Y/N) <N>y。提示：實體面積為 XXXX 平方米；并標(biāo)注實體區(qū)域內(nèi)部：XXXX平方米，合XXXX畝。計算并注記實體面積用鼠標(biāo)點取“工程應(yīng)用” 菜單中“計算并注記實地面積” 目錄下的“指定范圍內(nèi)的面積”。提示：1、選目標(biāo)2、選圖層3、選指定圖層的目標(biāo)<1> 輸入1：即要求您用鼠標(biāo)指定需計算面積的地物，可用窗選、點選等方式，計算結(jié)果注記在地物重心上，且用青色陰影線標(biāo)示；輸入2：系統(tǒng)提示您輸入圖層名，結(jié)果把該圖層的封閉復(fù)合線地物面積全部計算出來并注記在重心上，且用青色陰影線標(biāo)示；輸入3：則先

8、選圖層，再選擇目標(biāo)，特別采用窗選時系統(tǒng)自動過濾，只計算注記指定圖層被選中的以復(fù)合線封閉的地物。 提示：加上青色陰影線區(qū)域的總面積XXXX平方米統(tǒng)計指定區(qū)域的面積該功能用來將上面注記在圖上的面積累加起來，用鼠標(biāo)點取“工程應(yīng)用”菜單下的“統(tǒng)計指定區(qū)域的面積”。提示：Select object選擇面積文字注記：用鼠標(biāo)拉一個窗口即可；提示：總面積 =XXXX平方米 。計算指定點所圍成的面積用鼠標(biāo)點取“工程應(yīng)用”菜單下的“指定點所圍成的面積”；提示：輸入點：用鼠標(biāo)指定想要計算的區(qū)域的第一點，底行將一直提示輸入下一點，直到按鼠標(biāo)的右鍵或回車鍵確認(rèn)指定區(qū)域封閉結(jié)束點和起始點并不是同一個點，系統(tǒng)將自動地封閉結(jié)

9、束點和起始點；提示：總面積 =XXXX平方米。3.2 等值線圖的繪制等值線是指數(shù)值相等的點連成的線，用布滿一定區(qū)域內(nèi)的若干條等值線表示某地地理現(xiàn)象的數(shù)量分布的狀況，由于等值線上注有數(shù)值，而且數(shù)值間隔是相等的，因此可以根據(jù)等值線的數(shù)值大小、排列方向、形狀變化、疏密程度等，反映出該地理事物變化的急緩、遞變的方向及分布特點，它是表示地理事物空間分布的重要手段。由于等值線圖看起來非常直觀、形象,因此在水文預(yù)報、水資源分析評價等方面應(yīng)用非常之多，已成為水文分析評價工作中不可缺少的空間數(shù)據(jù)表達(dá)方式。如降水分布圖、土壤墑情分布圖、水質(zhì)狀況分布圖、地下水分布圖及水資源配置分布圖等等，都可以用等值線圖來描述在數(shù)

10、據(jù)空間、平面上的分布情況。利用南方CASS 7.1的等高線功能，可十分方便快捷地制作出各種水文要素的等值線圖。下面介南方CASS 7.1等值線圖繪圖步驟。3.2.1數(shù)據(jù)文件的加工繪圖之前首先要根據(jù)應(yīng)用需求，分別組織各種水文要素的空間數(shù)據(jù)（GIS）文件。具體方法是：從南方CASS 7.1的圖形編輯窗中的各站網(wǎng)圖上，用“ID”命令，獲取每個站點的相對坐標(biāo)，并將這些站點的站名、相對坐標(biāo)、水文要素值等，按照南方CASS 7.1等高線文件的格式，分別制作坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件，通過南方CASS 7.1展點功能將數(shù)據(jù)顯示出來。在南方CASS 7.1等值線文件中，是以高程為要素，其單位均以米為單位。實際應(yīng)用中要根據(jù)各

11、水文要素的特點，對某些要素值進行縮放處理，如：徑流深度、降雨量、蒸發(fā)量等均是以毫米為單位，我們把它擴大1000倍，即1毫米雨量相當(dāng)于圖上1米。還有一些是小數(shù)、百分?jǐn)?shù)等要素量，都要處理成符合實際展圖需求的量級單位。在南方CASS 7.1軟件環(huán)境下，所有水文要素等值線數(shù)據(jù)文件，均按可以下格式加工：坐標(biāo)文件名為：“*.DAT”數(shù)據(jù)格式為：點序號1,站名1,X相對坐標(biāo),Y相對坐標(biāo),要素值點序號N,站名N,X相對坐標(biāo),Y相對坐標(biāo),要素值 注意：每一行代表一個站點；每個點的X、Y坐標(biāo)均為用“ID”命令在圖形編輯窗中的各站網(wǎng)圖上，獲取的相對坐標(biāo)(與CAD圖形編輯窗中X、Y坐標(biāo)一致，即：笛卡兒坐標(biāo))

12、；要素值為：徑流深度、降雨量、蒸發(fā)量、水位、埋深、土壤含水量、旱情指標(biāo)、水資源量、水質(zhì)指標(biāo)等中的任一項水文要素；數(shù)據(jù)間用逗號分格，所有的逗號均以半角方式輸入，可以用記事本或EXCEL（先保存成*.CSV再改為*.DAT）進行編輯。3.2.2等值線圖形的繪制從“等高線(S)”菜單下的“建立DTM文件”雙擊打開，出現(xiàn)“建立DTM”提示圖框，選擇“由數(shù)據(jù)文件生成”，在“坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件名”欄中輸入以上建好的“*.DAT”文件，再在“結(jié)果顯示”欄中選擇“顯示建三角網(wǎng)結(jié)果”并確定。當(dāng)DTM文件建立完成后，再從“等高線(S)”菜單下的進入“繪制等值線”提示圖框，輸入要素的最小、最大范圍及等高（值）距，在“擬合

13、方式”欄中選擇“三次B樣條擬合”或“SPLINE擬合”并確定，這樣便完成了等值線的初步繪制。等值線繪制完成后，還需檢查等值線的走向，是否符合實際，如有不符，還需檢查等值線要素數(shù)據(jù)文件。等值線的標(biāo)注，首先畫一條直線，使其貫串需標(biāo)注的等值線，從“等高線(S)”菜單下的“等高線注記”雙擊打開，出現(xiàn)“沿直線高程注記”提示，用鼠標(biāo)點擊它。提示：請選擇:(1)只處理計曲線(2)處理所有等高線<1>2；提示：選取輔助直線(該直線應(yīng)從低往高畫): <回車結(jié)束>；這時等值線的標(biāo)注完成。4 圖形輸出圖形的繪制完成后，可以直接在南方CASS 7.1軟件環(huán)境下從打印機輸出，也可以通過虛擬打印機

14、輸出到光柵文件，供其它編輯系統(tǒng)調(diào)用。虛擬打印機輸出到光柵文件的方法有以下兩種：用CAD軟件中的Publish To Web JPG.pc3虛擬打印機輸出圖形打開“文件”菜單下的“繪圖輸出”下的“打印機管理器”。 運行“添加繪圖儀向?qū)Т蛴C添加向?qū)А?。點擊“下一步”，在右邊的選項中選擇“我的電腦”,繼續(xù)“下一步”，進入“打印機型號”選擇頁面。在左邊的“生廠商”中選擇“光柵文件格式”，這是我們可以看到在右邊的“型號”中列出了很多種我們熟悉的圖形格式，我習(xí)慣于使用JPG格式，選擇“獨立 JPEG 編組 JFIF （JPEG 壓縮）”，點擊“下一步”，直到完成。這樣我們以后就可以將CAD圖形輸出位圖J

15、PG格式了。用CAD做好一幅圖后，我們打開“文件”菜單下的“打印”。在打印對話框中，在打印機類型中選擇我們剛剛裝好的“獨立 JPEG 編組 JFIF （JPEG 壓縮）”，在下面的“打印到文件”里添上生成的文件名稱和路徑，這個文件就是一個可以再編輯的圖形了。在頁面設(shè)置中選擇一個我們需要的尺寸、像素大小，其他的就和使用真正的打印機方法是一樣的。點擊打印后，圖形就生成了。利用南方CASS繪制的鹽城市地下水埋深等值線圖用Adobe Acrobat 7.0 Professional 虛擬打印機輸出圖形2安裝Adobe Acrobat 7.0 Professional，安裝完成后，會出現(xiàn)一個虛擬打印機A

16、dobe PDF。打開CAD，打印，選Adobe PDF打印機，其他的打印操作跟正常打印紙張一樣，選擇圖紙大小、打印區(qū)域、是否用灰度等等。點確定，輸入文件名，打印，等一小會，自動打開Adobe Acrobat，里面就有你要打印的圖紙了。在Adobe Acrobat中選擇，“文件”菜單下的：另存為保存類型jpg（同時可以選擇JPG質(zhì)量），保存就可以了。從兩種虛擬打印機輸出的圖形對比，用Adobe Acrobat 7.0 Professional 虛擬打印機輸出的圖形效果好于Publish To Web JPG.pc3虛擬打印機輸出的圖形。5 結(jié)束語應(yīng)用南方CASS7.1繪圖軟件的基本功能，方便靈

17、活地完成水文情報預(yù)報、水資源計算分析評價中面積的查詢標(biāo)注及等值線圖的繪制工作，大大提高水文水資源分析評價工作效率。參考文獻(xiàn)1 南方測繪儀器公司. CASS 7.0數(shù)字化地形地籍成圖系統(tǒng)用戶手冊R,2008。2 陳勁松. Adobe acrobat7.0標(biāo)準(zhǔn)培訓(xùn)教材M.人民郵電出版社:2006.6.1。3 柳喜軍. 基于CASS 6.1 的雨量等值線圖的繪制方法J.珠江現(xiàn)代建設(shè), 2007, (4): 24-25。4 艾自興.龍毅. 計算機地圖制圖 武漢大學(xué)出版社2007.10.1。5 周衛(wèi).AUTO CAD地圖制圖與系統(tǒng)開發(fā) 科學(xué)出版社 2008.12.1。6 魏葳. 利用SURFER 繪圖軟

18、件繪制區(qū)域降雨量的等值線圖J .安徽氣象, 2004.6 。South CASS software in hydrological calculation application skillsLi Xi，Liu Yong-liang，Li Guo-dong（Hydrology and water resources survey bureau Yancheng in Jiangsu province， Yancheng Jiangsu 224002，China）Abstract： This paper describes the development of the South based on AutoCAD platform CASS 7.1 Digital Topographic, cadastral, engineering surveying mapping software, hydrological information and forecasting, analysis and evaluation of water resources in computing, graphical way to describe