[其他]多功能图形量算仪

说明书

本发明属于地图或其他图片的量算设备及量算方法。

在地图或其他图片上进行量算的工作涉及多个学科和工作部门，如土地资源调查、地质勘测、工程设计、生物医学图片、卫星航测图片的量算等等，目前使用的一些量算方法还是比较陈旧的。比如量算某一部分图形面积，常把它从整张图纸上剪下，然后用天平称重。从重量的比例来计算面积。至于量算地形图上曲表面积及山谷的体积或容积便无简便量算方法。

近年来，由于电子计算机的广泛应用，为图形量算提供了有利条件。但至今尚没有能够方便地快速地实现各种图形量算的通用方法和设备。本发明提供一种多功能图形量算仪量算方法和设备，它是在图形数字化基础上实现的平面图形的长度和面积量算;地形图的表面积、体积或容积量算，比一般量算设备功能多、精度高（0.2%）、速度快、操作简便。

本发明由图数转换台（2）、标示器（1）、在图数转换台下面的位置跟踪系统（3），XY两套同样的光学编码器（4）、输入接口电路（5）、计算机（6）、外部设备（7）及曲线长度，曲表面积、体积和容积的量算方法，以及由这些方法推导出的并存入计算机的固定参数和量算程序所组成，系统框图如图1所示。

其工作过程是这样，当手扶台面上的标示器使其十字丝中心沿图形边界曲线移动时，台面下位置跟踪系统（3）的电磁感应线圈接收到X-Y两路位置偏差信号，分别送入两套跟踪系统，驱动电机，通过钢丝绳传动，带动光学编码器的转动，发出代表座标值的信号，再通过接口电路（5），将座标数据送入计算机（6）进行计算，计算机选用已经编好的存入计算机内的计算程序，而编制计算程序取决于曲线长度、曲面面积、体积或容积的量算方法，这样就可以计算出长度、面积或者体积，最后通过外部设备显示或打印出结果，由此而发明多功能图形量算仪量算方法，多功能图形量算仪的曲线长度、曲面面积、体积或容积的量算方法，其具体发明如下：

1、曲线长度量算方法，一般曲线长度可由若干段直线段之和逼近而得，而每段直线段的长度可以由其端点座标增量△X、△Y用经典公式△ X2+ △ Y 2]]>算出来，单板机完成这个平方和开方过程大约用一秒钟的时间，这对于每秒钟要完成几百次增量运算的实时量算过程实在太慢了，本发明提供了一种新的计算方法，即把这里的增量△X或△Y之一限定在固定数C，或称为固定步长。实际上，在跟踪曲线量算长度时，总会有一个增量（△X，或△Y）首先达到限定数C，而另一个增量（△Y，或△X）则小于（至多等于）C，于是线段的二元增量公式变为一元公式C2+ △ Y2]]>或C2+ △ X2]]>这里第二个变量取数范围是从0到C（如：0、1、2、3……C）。把它们代入根式或便可算出C+1个线段增量值△L，也就是每当一个增量达到限定数即固定步长C时，另一增量便取得0到C的某个数，长度增量便是这C+1个开方结果中的一个，△Li，然后增加得到曲线长度，用公式表示：

L =Σi = 1N△ L i]]>

将其有限个根式结果数据事先算好并存入计算机中，于是长度增量运算只有上述一次加法，这样，每次运算时间不过1/1800秒，符合实时量算要求。