最新全站仪在地籍测量中的应用.docx

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最新全站仪在地籍测量中的应用

全站仪在地籍测量中的应用

全站仪在地籍测量中的应用

学院：

继续教育学院

专业：

矿山测量

作者：

李根锋

指导教师：

贺黎明

东北大学

2009年6月

全站仪在地籍测量中的应用

摘要

在科学技术日益发展的今天,用数字化测图已成大势所趋。

本文简述了地籍测量,介绍了全站仪与结合cass软件在地籍测量中的应用,着重探讨了使用软件绘制数字地籍图的方法。

得出了数字化测图在地籍测绘应用中的一些结论,以及全站仪在地籍测量所发挥的主要作用。

本文会通过举例来说明全站仪与传统的仪器之间的差别、优劣点，来体现全站仪的功能。

其次在对于cass软件的使用、功能做以简单的介绍以及cass的数字化成图。

关键字：

全站仪地籍测量应用

摘要-1-

第一章绪论-3-

第二章地籍测量基础-4-

2.1地籍测量的目的、内容、成果-4-

2.3地籍调查-5-

2.4地籍测量-5-

第三章全站仪介绍-6-

3.1全站仪-6-

3.2原理-7-

3.3特点-7-

3.4应用-8-

3.4.1水平角测量-8-

3.4.2距离测量-8-

　3.4.3坐标测量-9-

第四章工程实例-10-

4.1测区简介-10-

4.1.1简介-10-

4.1.2任务-10-

4.1.3目的-10-

4.1.4作业安排和过程-10-

4.2控制测量-11-

4.3碎部测量-11-

4.4数据处理（配合cass7.0）-13-

4.4.1数据通讯-13-

4.4.2与gts-330全站仪的通讯-13-

参考文献-19-

结论-20-

第一章绪论

地籍测量是土地管理工作的重要基础，它是以地籍调查为依据，以测量技术为手段，从控制到碎部，精确测出各类土地的位置与大小、境界、权属界址点的坐标与宗地面积以及地籍图，以满足土地管理部门以及其它国民经济建设部门的需要。

为满足地籍管理的需要，在土地权属调查的基础上，借助仪器，以科学方法，在一定区域内，测量每宗土地的权属界线、位置、形状及地类等，并计算其面积，绘制地籍图，为土地登记提供依据而进行的专业测绘工作。

它是土地管理的技术基础。

要求分级布网、逐级控制，遵循“从整体到局部，先控制后碎部”的原则。

地籍测量的方法：

按设备手段不同，分为普通测量法（地面法）、航测法和综合法；按地籍原图的成图方法，分为解析法、部分解析法和图解法；按基本图件的可用性，分为地籍修测、补测与全测。

地籍测量的内容包括：

地籍平面控制测量（在地籍测量区内，依据国家等级控制点选择若干控制点，逐级测算其平面位置的过程），地籍细部测量（在地籍平面控制点的基础上，测定地籍要素及附属地物的位置，并按确定比例尺标绘在图纸上的测绘工作），地籍原图绘制，面积量算与汇总统计，成果的检查与验收。

地籍测量必须以土地权属调查为先导，在地籍调查表及宗地草图的基础上进行，其成果是土地登记的依据。

地籍测量主要的成果是基本地籍图，包括分幅铅笔原图和着墨二底图。

地籍测量的精度要求及成图比例尺，取决于所测地区地籍要素的复杂程度及经济发展要求。

地籍基本图比例尺一般为1∶500或1∶1000，经济繁荣的城镇地区，精度要求较高，宜采用1∶500，独立工矿区和村庄也可采用1∶2000。

随着现代化仪器设备的出现和电子计算机技术的普遍应用，现代地籍测量区别于传统地籍测量的显著标志，在于地籍数据的获取、处理和地籍测量资料的管理方面，普遍采用电子计算机支持的现代化仪器设备，以求得较高程度的自动化。

地籍测量和权属调查有着密切联系，但也存在着质的区别。

前者主要是遵循规定的法律程序，根据有关政策，利用行政手段，确定界址点和权属界线的行政性工作；后者则主要是将地籍要素按一定比例尺和图示汇于图上的技术性工作。

第二章地籍测量基础

2.1地籍测量的目的、内容、成果

1.1.1地籍测绘的目的是获取和表述不动产的权属。

位置、形状、数量等有关信息，为不动产产权管理、税收、规划、市政、环境保护、统计等多种用途提供定位系统和基础资料

1.1.2地籍测绘的内容包括地籍建立或地籍的修测中的地籍平面控制测量、地籍要素调查、地籍要素测量、地籍图绘制、面积量算等。

1.1.3地籍测绘的成果包括：

地籍数据集，地籍薄册和地籍图。

2.2地籍测量的基本精度

1.2.1地籍控制点的精度

地籍平面控制点相对于起算点的点位中误差不超过±0.05m

1.2.2界址点的精度

界址点的精度分三级，等级的选用应根据土地价值、开发利用程度和规划的长远需要而定。

各级界址点相对于邻近控制点的点位误差和间距超过50m的相邻界址点间的间距误差不超过表1的规定；间距未超过50m的界址点间的间距误差限差不应超过

（1）式计算结果。

△D=±（Mj+0.02Mj*D）

（1）

式中：

Mj—相应等级界址点规定的点位中误差。

D—相邻界址点间的距离。

△D—界址点坐标计算的边长与适量边长较差的限差。

2.3地籍调查

地籍调查是遵循国家的法律规定,采取行政、法律手段,采用科学方法,对土地及其上附着物的权属、位置、数量、质量和利用现状等基本状况进行调查,是获取和表达地籍信息的技术性工作:

是为土地管理、房产管理、税收和城乡规划、国土整治与开发等方面提供及时、可靠和适用的重要基础资料。

地籍调查的基本程序是:

准备工作（资料收集等）→地籍测量→资料整理→建立地籍档案→检查验收。

2.4地籍测量

地籍测量是为获取和表达地籍信息所进行的测绘工作,是地籍调查中依法认定权属界址和利用现状的技术手段,是地籍档案建立的信息基础。

其基本内容是测定土地及其附着物的位置、权属界线、类型、面积等。

地籍测量应根据“测量尽可能满足国家经济建设多方面的需要”的原则,除能为土地管理和土地税收提供测量保障外,还必须为国民经济建设各有关部门提供信息,提供服务。

地籍测量成果资料具有以下几方面的基本功能。

（1）为不动产的位置、面积、质量和权属境界提供几何或数字资料,并建立在全国统一的坐标系内,这属于地理性功能。

（2）为不动产的权属、租赁和利用现状提供资料,经一定的法律程序颁发证件后,则地籍测量的成果资料即具有法律效力,这属于法律性功能。

（3）为不动产的评价、分等定级、征税、有偿转让等提供资料,这属于税收或经济性功能。

（4）为区域规划、城镇建设、环境保护、旅游开发和古迹保护、国土整治等方面提供基础资料,这属于社会性功能,也就是土地利用管理和规划性功能。

从上述地籍测量的基本功能来看,地籍测量成果资料,不应局限于某一部门的单一要求和需要,而应充分发挥其经济效益和多用途的功能。

第三章全站仪介绍

3.1全站仪

全站仪即全站型电子速测仪（ElectronicTotalStation）。

是一种集光、机、电为一体的高技术测量仪器，是集水平角、垂直角、距离（斜距、平距）、高差测量功能于一体的测绘仪器系统。

因其一次安置仪器就可完成该测站上全部测量工作，所以称之为全站仪。

广泛用于地上大型建筑和地下隧道施工等精密工程测量或变形监测领域。

全站仪是人们在角度测量自动化的过程中应用而生的，各类电子经纬仪在各种测绘作业中起着巨大的作用。

全站仪的发展经历了从组合式即光电测距仪与光学经纬仪组合，或光电测距仪与电子经纬仪组合，到整体式即将光电测距仪的光波发射接收系统的光轴和经纬仪的视准轴组合为同轴的整体式全站仪等几个阶段。

最初速测仪的距离测量是通过光学方法来实现的，我们称这种速测仪为“光学速测仪”。

实际上，“光学速测仪”就是指带有视距丝的经纬仪，被测点的平面位置由方向测量及光学视距来确定，而高程则是用三角测量方法来确定的。

带有“视距丝”的光学速测仪，由于其快速、简易，而在短距离（100米以内）、低精度（1/200（1/500）的测量中，如碎部点测定中，有其优势，得到了广泛的应用。

随着电子测距技术的出现，大大地推动了速测仪的发展。

用电磁波测距仪代替光学视距经纬仪，使得测程更大、测量时间更短、精度更高。

人们将距离由电磁波测距仪测定的速测仪笼统地称之为“电子速测仪”（ElectronicTachymeter）。

然而，随着电子测角技术的出现。

这一“电子速测仪”的概念又相应地发生了变化，根据测角方法的不同分为半站型电子速测仪和全站型电子速测仪。

半站型电子速测仪是指用光学方法测角的电子速测仪，也有称之为“测距经纬仪”。

这种速测仪出现较早，并且进行了不断的改进，可将光学角度读数通过键盘输入到测距仪，对斜距进行化算，最后得出平距、高差、方向角和坐标差，这些结果都可自动地传输到外部存储器中。

全站型电子速测仪则是由电子测角、电子测距、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的多功能测量仪器。

由于全站型电子速测仪较完善地实现了测量和处理过程的电子化和一体化，所以人们也通常称之为全站型电子速测仪或简称全站仪。

20世纪八十年代末，人们根据电子测角系统和电子测距系统的发展不平衡，将全站仪分成两大类，即积木式和整体式。

20世纪九十年代以来，基本上都发展为整体式全站仪。

3.2原理　

全站仪是一种集光、机、电为一体的新型测角仪器，与光学经纬仪比较电子经纬仪将光学度盘换为光电扫描度盘，将人工光学测微读数代之以自动记录和显示读数，使测角操作简单化，且可避免读数误差的产生。

电子经纬仪的自动记录、储存、计算功能，以及数据通讯功能，进一步提高了测量作业的自动化程度。

全站仪与光学经纬仪区别在于度盘读数及显示系统，电子经纬仪的水平度盘和竖直度盘及其读数装置是分别采用两个相同的光栅度盘（或编码盘）和读数传感器进行角度测量的。

根据测角精度可分为0.5″，1″，2″，3″，5″，10″等几个等级。

3.3特点

（一）自动读数只需要照准棱镜,便可进行自动读数和测量。

（二）轻便的徕卡单棱镜棱镜小巧,携带和使用十分方便。

（三）作业效率高自动读数提高了测量速度和工作效率。

（四）自动校正功能轴系误差校正时,只需按说明书操作,照准盘左盘右记录下测量结果即可自动校正完毕。

（五）可与微机连接进行数据传输,对成果的输出有一定的简便之用。

（六）激光对中器正常使用下无需校正,准确、清晰。

（七）无限位垂直和水平微动螺旋可自由调整目标,使用方便。

（八）人机对话功能通俗易懂、简单实用。

（九）大显示屏清晰的大屏幕显示器,使信息的显示和阅读以及

菜单的作用都十分便利。

（十）操作简单一目了然的软按钮,较少的操作键,结合自动读数功能大大地简化了测量过程。

3.4应用　

全站仪具有角度测量、距离（斜距、平距、高差）测量、三维坐标测量、导线测量、交会定点测量和放样测量等多种用途。

内置专用软件后，功能还可进一步拓展。

3.4.1水平角测量

（1）按角度测量键，使全站仪处于角度测量模式，照准第一个目标A。

（2）设置A方向的水平度盘读数为0°00′00〃。

（3）照准第二个目标B，此时显示的水平度盘读数即为两方向间的水平夹角。

3.4.2距离测量

（1）设置棱镜常数

　　测距前须将棱镜常数输入仪器中，仪器会自动对所测距离进行改正。

（2）设置大气改正值或气温、气压值

　　光在大气中的传播速度会随大气的温度和气压而变化，15℃和760mmHg是仪器设置的一个标准值，此时的大气改正为0ppm。

实测时，可输入温度和气压值，全站仪会自动计算大气改正值（也可直接输入大气改正值），并对测距结果进行改正。

（3）量仪器高、棱镜高并输入全站仪。

（4）距离测量

　　照准目标棱镜中心，按测距键，距离测量开始，测距完成时显示斜距、

平距、高差。

　　全站仪的测距模式有精测模式、跟踪模式、粗测模式三种。

精测模式是最常用的测距模式，测量时间约2.5S，最小显示单位1mm；跟踪模式，常用于跟踪移动目标或放样时连续测距，最小显示一般为1cm，每次测距时间约0.3S；粗测模式，测量时间约0.7S，最小显示单位1cm或1mm。

在距离测量或坐标测量时，可按测距模式（MODE）键选择不同的测距模式。

应注意，有些型号的全站仪在距离测量时不能设定仪器高和棱镜高，显示高差值是全站仪横轴中心与棱镜中心的高差。

　3.4.3坐标测量

（1）设定测站点的三维坐标。

（2）设定后视点的坐标或设定后视方向的水平度盘读数为其方位角。

当设定后视点的坐标时，全站仪会自动计算后视方向的方位角，并设定后视方向的水平度盘读数为其方位角。

　　（3）设置棱镜常数。

　　（4）设置大气改正值或气温、气压值。

　　（5）量仪器高、棱镜高并输入全站仪。

　　（6）照准目标棱镜，按坐标测量键，全站仪开始测距并计算显示测点的三维坐标。

第四章工程实例

4.1测区简介

4.1.1简介

本次实习地点在巧鸟乡，位于锦州市南部，介于东经116°33′49″-116°39′59″和北纬40°14′55″-40°18′14″之间，东临杨宋镇，西与桥梓镇接壤，北与巧鸟镇毗连，南与顺义区牛栏山镇交界。

境内交通便利，101国道、富密公路，怀柔公路等纵横交错;大秦铁路、京承铁路从境内贯穿而过:

雁栖河、怀河、京密引水渠也流经境内。

全镇十地总面积32.03平方公里，包括20个行政村。

巧鸟乡地处山前略有倾斜的洪冲击平原及部分山斤岗地，镇域略呈东两向长方形。

地势西北高，东南低，西北最高点海拔145.4米，东南最低点海拔37米。

地处城乡结合部，土地利用情况复杂，具有中心镇发展迅速、十地利用现状变化快等特点。

权属类型丰富，线状地物较多，地形比较复杂.

4.1.2任务

主要是统计桥鸟乡20个行政村的实际建筑面积和道路.本次实习由贺老师带队配合内蒙古测绘公司进行作业,为国家第二次土地普查提供真实数据和图形.

4.1.3目的

1.为国家第二次土地普查提供数据和图形,2.通过实习可以加强我们对测量专业的进一步的认识.

4.1.4作业安排和过程

实习时间在3月17号到4月10号,刚开始的2天由内蒙古测绘公司里面的师傅带着我们出去实测,之后我们分组进行实地观测.我们每组4人,其一人使用仪器,一人画草图,一人跑镜,一人做辅助工作.各负其责做好自己应该干好的工作

4.2控制测量

地籍控制测量是根据界址点和地籍图的精度要求,视测区范围的大小、测区内现存控制点数量和等级等情况,按测量的基本原则和精度要求进行技术设计、选点、埋石、野外观测、数据处理等测量工作。

1.控制网的建立

控制网是对附近地物的的控制，要想获取地物界址点的坐标，必须是在控制点上架设仪器，配合另一控制的进行定向。

所以控制点的坐标获取就显得非常重要了。

首先在测区内选择地势相对高而通视条件好的地方选择一系列的点，所选的这些点所组成的网就是控制网。

选点完成后即可对所选的控制点进行观测，根据实际的条件选择适当的仪器进行观测计算所选控制点的坐标。

下面结合锦州市桥鸟乡地籍测量来说明地籍测量的注意事项和要求。

其控制点的坐标数据是由甲方提供，在测量过程中只需根据甲方提供的坐标数据即可对所要获取地物的界址点坐标进行数据采集。

4.3碎部测量

碎部测量就是测定碎部点的平面位置和高程。

下面结合实习介绍碎部点的选择和碎部测量的方法。

4.3.1碎部点的选择

碎部点应选地物、地貌的特征点。

对于地物，碎部点应选在地物轮廓线的方向变化处，如房角点，道路转折点，交叉点，河岸线转弯点以及独立地物的中心点等。

连接这些特征点，便得到与实地相似的地物形状。

由于地物形状极不规则，一般规定主要地物凸凹部分在图上大于0．4mm均应表示出来，小于0．4mm时，可用直线连接（图上所说的精度根据实际而定）。

4.3.2全站仪在野外采集数据的主要步骤：

①置仪：

在控制点上安置全站仪，检查中心连接螺旋是否旋紧，对中、整平、量取仪器高、开机。

②创建文件：

在全站仪Menu中，选择“数据采集”进入“选择一个文件”，输入一个文件名后确定，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，一个用来保存采集到的坐标数据。

③输入测站点：

输入一个文件名，回车后即进入数据采集之输入数据窗口，按提示输入测站点点号及标识符、坐标、仪高，后视点点号及标识符、坐标、镜高，仪器瞄准后视点，进行定向。

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、镜高后，精确瞄准竖立在碎部点上的反光镜，按“坐标”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，再次找准下一个要测的目标，在全站仪上按“同前”即可采集下一个点的坐标。

按此方法，可以测量并自动保存其后所测碎部点的三维坐标。

4.3.3注意事项

（1）开箱提取仪器前，要看准仪器在箱内放置的方式和位置，装卸仪器时，必须握住提手，将仪器从仪器箱取出或装入仪器箱时，请握住仪器提手和底座，不可握住显示单元的下部。

切不可拿仪器的镜筒，否则会影响内部固定部件，从而降低仪器的精度。

应握住仪器的基座部分，或双手握住望远镜支架的下部。

仪器用毕，先盖上物镜罩，并擦去表面的灰尘。

装箱时各部位要放置妥帖，合上箱盖时应无障碍。

（2）在架设仪器时要注意对中、整平是否准确，一定把脚架踩实确保脚架稳固。

（3）在测量过程中测量人员不得擅自离开仪器，在仪器1米之内要保持始终有人看守。

（4）在测量过程中如果因为某种原因而导致仪器水准气泡跑出要求范围，必须告诉其他测量人员，重新进行调平、对中、定向。

不得擅自调平。

（5）在测量过程中观测人员一定要集中精神与跑镜者密切配合，勿要走神而找不到目标耽误工作进度。

（6）禁止任何人坐、踏仪器箱，跑镜人员要护好棱镜，不得随处乱放，爱护测量工具。

（7）测站之间距离较远，搬站时应将仪器卸下，装箱后背着走。

行走前要检查仪器箱是否锁好，检查安全带是否系好。

（8）在收放仪器时一定要打开水平和垂直制动，确定关机后装箱

4.4数据处理（配合cass7.0）

4.4.1数据通讯

对于图形的生成，CASS7.0提供了“草图法”、“简码法”、“电子平板法”、“数字化仪录入法”等多种成图作业方式，并可实时地将地物定位点和邻近地物（形）点显示在当前图形编辑窗口中，操作十分方便。

本次实习是采用“草图法”作业。

首先，要确定计算机内是否有您要处理的坐标数据文件（即您是否将野外观测的坐标数据从电子手簿或带内存的全站仪传到计算机上来）。

如果没有，则要进行数据通讯。

数据通讯的作用是完成电子手簿或带内存的全站仪与计算机两者之间的数据相互传输。

4.4.2与gts-330全站仪的通讯

数据可以由gts-330向计算机传输，将数据存在计算机的硬盘供计算机后处理；也可以将计算机中的数据由计算机向gts-330传输（如将在计算机平差好的已知点数据传给gts-330）。

进行数据通讯操作之前，首先在您的电子手簿（gts-330）与计算机的串口之间用E5-232C电缆联上，然后打开您的计算机进入WINDOWS系统，双击CASS7.0的图标或单击CASS7.0的图标再敲回车键，即可进入CASS系统，此时屏幕上将出现系统的操作界面。

①移动鼠标至“数据处理”处按左键，便出现如图3-12所示的下拉菜单：

图3-12数据处理的下拉菜单

要注意的是，使用热键“ALT+D”也是可以执行这一功能的，即在按下“ALT”键的时候按下“D”键。

②移动鼠标至“数据通讯”项的“读取全站仪数据”项，该处以高亮度（深蓝）显示，按左键，这时，便出现如图3-13所示的对话框。

图3-13全站仪内存数据转换

③在“仪器”下拉列表中找到“gts-330”（根据实际选择仪器型号），点击鼠标左键。

。

接着在对话框最下面的“CASS坐标文件：

”下的空栏里输入您想要保存的文件名，要留意文件的路径，为了避免找不到您的文件，可以输入完整的路径。

最简单的方法是点“选择文件”出现如图3-14的对话框，在“文件名（N）：

”后输入您想要保存的文件名，点保存。

这时，系统已经自动将文件名填在了“CASS坐标文件：

”下的空白处。

这样就省去了手工输入路径的步骤。

图3-14执行“选择文件”操作的对话框

图3-15计算机等待E500信号

输完文件名后移动鼠标至“转换”处，按左键（或者直接敲回车键）便出现图3-15的提示。

如果您输入的文件名已经存在，则屏幕会弹出警告信息。

当您不想覆盖原文件时，移动鼠标至“否（N）”处，按左键即返回图3-16所示对话框，重新输入文件名。

当您想覆盖原文件时，移动鼠标至“是（Y）”处，按左键即可。

④如果仪器选择错误会导致传到计算机中的数据文件格式不正确，这时会出现图3-16所示的对话框，

图3-16数据格式错误的对话框

⑤操作gts-330电子手簿，作好通讯准备，在计算机上输入本次传送数据的起始点号后，然后先在计算机敲回车键再在gts-330敲回车键。

命令区便逐行显示点位坐标信息，直至通讯结束。

即文件为：

4.4.3.绘平面图

根据野外作业时绘制的草图，移动鼠标至屏幕右侧菜单区选择相应的地形图图式符号，然后在屏幕中将所有的地物绘制出来。

系统中所有地形图图式符号都是按照图层来划分的，例如所有表示测量控制点的符号都放在“控制点”这一层，所有表示独立地物的符号都放在“独立地物”这一层，所有表示植被的符号都放在“植被园林”这一层。

①为了更加直观地在图形编辑区内看到各测点之间的关系，可以先将野外测点点号在屏幕中展出来。

其操作方法是：

先移动鼠标至屏幕的顶部菜单“绘图处理”项按左键，这时系统弹出一个下拉菜单。

再移动鼠标选择“展点”项的“野外测点点号”项按左键，便出现同图3-13所示的对话框。

输入对应的坐标数据文件名C:

＼CASS70＼DEMO＼YMSJ.DAT后，便可在屏幕展出野外测点的点号。

②根据外业草图，选择相应的地图图式符号在屏幕上将平面图绘出来。

如：

由1，2，3号点连成一间普通房屋。

移动鼠标至右侧菜单“居民地/一般房屋”处按左键，系统便弹出对话框，选择自己要绘制的房屋，单击“确定”即可。

这时命令行会提示：

1.已知三点/2.已知两点及宽度/3.已知四点<1>:

输入1，回车（或直接回车默认选1）。

说明：

已知三点是指测矩形房子时测了三个点；已知两点及宽度则是指测矩形房子时测了二个点及房子的一条边；已知四点则是测了房子的四个角点。

注意：

⑴当房子是不规则的图形时，可用“实线多点房屋”或“虚线多点房屋”来绘；

⑵绘房子时，输入的点号必须按顺时针或逆时针的顺序输入，如上例的点号按1、2、3或1、3、2的顺序输入，否则绘出来房子就不对。

重复上述操作，将4、5、6号点绘成四点棚房；7、8、9号点绘成四点破坏房子；同样在“居民地/垣栅”层找到“依比例围墙”的图标，将10、11、12号点绘成依比例围墙的符号；。

Cass的其它功能：

1.导出测量数据及绘制图框

Cass7.0可将全站仪外业数据传人计算机内,形成专用格式的坐标数据文件。

然后使用“绘图处理”菜单中“标准图幅”或“任意图幅命令”来绘制图廓按要求输人绘图比例尺即可得到图框。

2.控制点展绘及地形地物绘制

点击“绘图处理”项之“展野外测点点号”,单击对应的坐标数据文件名,便可在屏幕上展出野外测点的点号。

根据所测地物点的点号及野外作业时绘制的草图,在屏幕菜单区选择相应的地形图图式符号来绘制地物及地貌,使