水準測量外業(yè)數(shù)據(jù)整理與軟件研究

1、<p>　　水準測量外業(yè)數(shù)據(jù)整理與軟件研究</p><p>　　摘要：水準測量內(nèi)外業(yè)一體化的趨勢表明，研究一個有效銜接外業(yè)觀測和內(nèi)業(yè)平差計算的、省時高效的數(shù)據(jù)整理軟件是實現(xiàn)水準測量一體化作業(yè)目標的必然選擇。本文針對三、四等水準測量內(nèi)外業(yè)工作的特點，對觀測數(shù)據(jù)整理軟件進行初步研究與探索，主要運用VB和LISP語言編程和通過在CAD 上添加命令按鈕與加載應(yīng)用程序等工作，設(shè)計制作出一種水準觀測數(shù)據(jù)整理平臺，利

2、用CAD與其他軟件兼容的特點，把excel與CAD連接起來，從而實現(xiàn)把CAD中的數(shù)據(jù)表格導入為excel表，達到同步建立內(nèi)業(yè)平差用數(shù)據(jù)文件的目的。 </p><p>　　關(guān)鍵詞:水準測量；一體化；軟件；數(shù)據(jù)整理 </p><p>　　Abstract: the measurement of integration within and outside the industry trends

3、 show, research an effective convergence field observation and indoor adjustment calculation, time-saving and efficient data processing software is to achieve leveling survey integration work inevitable choice of goal. I

4、n this paper three or four leveling surveying work characteristics, the observation data processing software for the preliminary research and exploration, mainly using VB and LISP programming language </p><p&g

5、t;　　Key words: leveling; integration; software; data processing </p><p>　　中圖分類號：P224.1 文獻標識碼：A文章編號：2095-2104（2012）分享到 </p><p><b>　　翻譯結(jié)果重試 </b></p><p>　　抱歉，系統(tǒng)響應(yīng)超時，請稍后再試 &

6、lt;/p><p>　　支持中英、中日在線互譯 </p><p>　　支持網(wǎng)頁翻譯，在輸入框輸入網(wǎng)頁地址即可 </p><p>　　提供一鍵清空、復制功能、支持雙語對照查看，使您體驗更加流暢 </p><p><b>　　一、引言 </b></p><p>　　隨著測繪技術(shù)的不斷發(fā)展水準測量工作正向著

7、內(nèi)外業(yè)一體化努力，水準測量內(nèi)外業(yè)一體化系統(tǒng)設(shè)計以實現(xiàn)水準測量內(nèi)外業(yè)一體化作業(yè)為宗旨,將外業(yè)數(shù)據(jù)采集、內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)預處理和水準網(wǎng)平差三個子系統(tǒng)有機結(jié)合,最大限度地降低勞動強度,提高勞動生產(chǎn)率。采集數(shù)據(jù)時的電子水準儀和自動安平水準儀的應(yīng)用，外業(yè)記錄部分采用PDA作為記錄器,記錄程序以滿足多等級、多方式水準測量需要為目的,以操作簡單化、運行智能化、限差控制自動化為目標進行程序設(shè)計,不但節(jié)省了人力和采集數(shù)據(jù)的時間而且大大降低了數(shù)據(jù)中的人為誤差,提高

8、了數(shù)據(jù)精度，水準網(wǎng)平差以平差數(shù)據(jù)格式簡單、智能化程度高、精度指標齊全為目標,自動平差程序的應(yīng)用基本實現(xiàn)了這一目標，推進了水準測量內(nèi)外業(yè)一體化和自動化的進程。但是內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)整理這一工作還處于手工階段，這項工作不但工作量大，且內(nèi)容繁瑣，手工整理的同時還大大的增加了成果中的人為誤差，這個問題一直在困擾著數(shù)據(jù)整理工作者。 </p><p>　　二、軟件設(shè)計思想的提出 </p><p>　　2.1、水

9、準測量數(shù)據(jù)采集自動化 </p><p>　　水準測量是工程建設(shè)中必不可少的一項工作。為了提高水準測量的觀測速度和精度,儀器生產(chǎn)商不斷致力于新儀器的研究與開發(fā),從過去的附和氣泡式水準儀,發(fā)展到目前廣泛使用的自動安平水準儀和電子水準儀等，使水準測量工作更加輕松,觀測速度和測量精度大幅度提高。 </p><p>　　1、自動安平水準儀 </p><p>　　自動安平水準儀

10、在測站只需粗平（不需要精平），利用自動安平補償器代替水準管，使視準軸自動處于水平狀態(tài)，即可讀取標尺上的讀數(shù)，由于不需要調(diào)整復合氣泡,則消除了因這項觀測引起的視覺誤差，而且對于地面的微小震動、風力及溫度等外界因素所引起的視線微小傾斜，亦可迅速而自動地給予“補償”，使視線始終保持水平狀態(tài)，從而提高了觀測速度和精度。同時自動安平水準儀利用激光束代替人工讀數(shù)，將激光器發(fā)出的激光束導入望遠鏡筒內(nèi)，使其沿視準軸方向射出水平激光束。利用激光的單色性和

11、相干性，可在望遠鏡物鏡前裝配一塊具有一定遮光圖案的玻璃片或金屬片，即波帶板，使之所生衍射干涉。經(jīng)過望遠鏡調(diào)焦，在波帶板的調(diào)焦范圍內(nèi)，獲得一明亮而精細的十字型或圓形的激光光斑，從而更精確地照準目標。 </p><p><b>　　2、電子水準儀 </b></p><p>　　電子水準儀是以自動安平水準儀為基礎(chǔ)，在望遠鏡光路中增加了分光鏡和探測器，并采用條碼標尺和圖像處理

12、電子系統(tǒng)，具有自動記錄、檢核、處理并能將測量成果輸入電子計算機的高差測量儀器。是光機電測量一體化的高科技產(chǎn)品。采用普通標尺時，又可象一般自動安平水準儀一樣使用。同時電子水準儀：讀數(shù)客觀，不存在誤讀、誤記問題，沒有人為讀數(shù)誤差；精度高，視線高和視距讀數(shù)都是采用大量條碼分劃圖像經(jīng)處理后取平均得出來的，因此削弱了標尺分劃誤差的影響。多數(shù)儀器都有進行多次讀數(shù)取平均的功能，可以削弱外界條件影響。不熟練的作業(yè)人員也能進行高精度測量；速度快，由于省去

13、了報數(shù)、聽記、現(xiàn)場計算以及認為出錯的重測數(shù)量，測量時間與傳統(tǒng)儀器相比可以節(jié)省三分之一左右；效率高，只需調(diào)焦和按鍵就可以自動讀數(shù)，減輕了勞動強度。視距還能自動記錄、檢核、處理并能輸入電子計算機進行后處理，可實現(xiàn)內(nèi)外業(yè)一體化。 </p><p>　　2.2、平差程序的自動化 </p><p>　　利用軟件進行平差計算時，只需準備好平差程序中所需要的數(shù)據(jù)文件，電腦程序就可以自己按照導線的路線，對

14、水準導線和水準網(wǎng)進行平差工作，最終求出平差計算結(jié)果，平差計算結(jié)果由程序自動記入待定點高程數(shù)據(jù)文件中，同時編制精度評定表，輸出待定點高程平差成果和高程測量中誤差，水準網(wǎng)平差工作正向著平差數(shù)據(jù)格式簡單、智能化程度高、精度指標齊全方向發(fā)展。 </p><p>　　2.3、設(shè)計思想的提出 </p><p>　　為了提高水準測量的觀測速度和精度,儀器生產(chǎn)商不斷致力于新儀器的研究與開發(fā),從過去的附和氣

15、泡式水準儀,發(fā)展到目前廣泛使用的自動安平水準儀和由于電子水準儀的出現(xiàn)使水準測量工作更加輕松,觀測速度和測量精度大幅度提高水準測量的數(shù)據(jù)采集工作已經(jīng)基本實現(xiàn)自動化；數(shù)據(jù)記錄也水準記錄也由最初的手工記錄計算方式發(fā)展程了電子記錄手簿，并且有的測量人員也已經(jīng)應(yīng)用；內(nèi)業(yè)平差工作也已經(jīng)應(yīng)用程序來工作，這樣大大減少了數(shù)據(jù)采集和內(nèi)業(yè)平差過程中的人為誤差，提高了測量成果的精度。但是連接內(nèi)外業(yè)的數(shù)據(jù)整理工作仍處于手工作業(yè)階段，這項工作不但工作量大，而且工作

16、內(nèi)容繁瑣，最主要的是會增加測量成果中的人為誤差而影響精度。根據(jù)這一特點在指導老師的指導下提出了這一設(shè)計，主要是在AutoCAD增加了新的功能，這功能能夠直接繪制出數(shù)據(jù)表格，等到輸入特征數(shù)據(jù)后再把AutoCAD中的數(shù)據(jù)文件導入到Excle電子表格中，從而省去了為平差工作準備數(shù)據(jù)文件時二次輸入的時間，也減輕了數(shù)據(jù)整理工作人員的工作量，進一步推進了水準測量工作內(nèi)外業(yè)一體化和自動化的發(fā)展。 </p><p><b&

17、gt;　　三、軟件總體設(shè)計 </b></p><p>　　3.1、軟件設(shè)計平臺 </p><p>　　VB的主要特點是VB提供可視化的操作平臺，其操作界面、操作風格與windows中的其他軟件類似，容易掌握，方便易用。VB不同于傳統(tǒng)的面向過程的程序設(shè)計語言，它將應(yīng)用程序劃分為相互關(guān)聯(lián)的多個對象，并且建立起與這些對象相關(guān)的事件過程，通過用戶操作觸發(fā)某個時間來執(zhí)行相應(yīng)的實踐過程，從

18、而達到運算、處理的目的。面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計的方法使計算機程序設(shè)計更貼近人類思維活動的習慣，體現(xiàn)了程序設(shè)計技術(shù)的發(fā)展趨勢。所以本次設(shè)計選擇了VB作為水準測量外業(yè)觀測數(shù)據(jù)整理軟件的開發(fā)平臺。 </p><p><b>　　3.2、程序功能 </b></p><p>　　水準外業(yè)觀測數(shù)據(jù)整理軟件是為水準測量外內(nèi)業(yè)一體化數(shù)據(jù)整理服務(wù)的應(yīng)用軟件，并能夠?qū)utoCAD與Excel

19、表格進行鏈接，直接將CAD中得表格轉(zhuǎn)入到Excel表格中，并對水準路線的閉合差進行計算整理，這樣不僅節(jié)省了數(shù)據(jù)二次輸入的時間，又可以避免手工整理時產(chǎn)生得人為誤差，從而提高內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)整理工作的效率，為平差工作準備所需的數(shù)據(jù)文件。 </p><p>　　3.3、軟件設(shè)計過程 </p><p>　　3.3.1、編輯軟件應(yīng)用程序 </p><p><b>　　1、高

20、差計算 </b></p><p><b>　　#include </b></p><p><b>　　#include </b></p><p>　　double val (double a, double b) </p><p>　　void main() </p>&l

21、t;p><b>　　{ </b></p><p>　　cout<< “輸入二點高程值:\n”; </p><p>　　cin>> a,b; </p><p><b>　　if a>b; </b></p><p><b>　　s=a-b; </b&g

22、t;</p><p><b>　　else </b></p><p><b>　　s=b-a; </b></p><p><b>　　return s </b></p><p><b>　　} </b></p><p><b&

23、gt;　　高差閉合差的計算 </b></p><p><b>　　#include </b></p><p><b>　　#include </b></p><p>　　double s=0; </p><p>　　void main() </p><p><

24、;b>　　{ </b></p><p><b>　　do </b></p><p><b>　　{ </b></p><p>　　cout<< “輸入各點高差:\n”; </p><p><b>　　cin>>a; </b></p

25、><p><b>　　s=s+a; </b></p><p><b>　　} </b></p><p>　　cout<< “s=”<<s; </p><p><b>　　while </b></p><p><b>　　ci

26、n>>OK; </b></p><p>　　return s; </p><p><b>　　} </b></p><p>　　以上兩個程序是高差計算和高差閉合差計算的程序，可以自動計算輸入到CAD中任意兩點間的高差。從而達到節(jié)省計算時間和避免人為誤差的產(chǎn)生。 </p><p><b>

27、　　3、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序 </b></p><p><b>　　#include </b></p><p><b>　　main() </b></p><p><b>　　{ </b></p><p>　　char a[20]; </p><p>

28、;　　FILE *wf; </p><p>　　wf=fopen("d:\shuru.txt","a+"); </p><p><b>　　gets(a); </b></p><p>　　while(strcmp( a,"end")!=0) </p><p>&

29、lt;b>　　{ </b></p><p>　　fputs(a,wf); </p><p>　　fputs(" ",wf); </p><p><b>　　gets(a); </b></p><p><b>　　} </b></p><p&g

30、t;　　fclose(wf); </p><p><b>　　} </b></p><p>　　該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序可以將CAD中的數(shù)據(jù)表格直接導入到相應(yīng)的excel表格中，避免了人工數(shù)據(jù)二次輸入不但節(jié)省了輸入時間還避免人工輸入時錯誤的產(chǎn)生，從而提高內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)整理工作的效率。 </p><p>　　3.3.2程序載入并形成安裝文件 </p>

31、<p>　　1、在計算機中安裝Turbo C，并將其安裝到系統(tǒng)盤內(nèi)，如果有Turbo C綠色版可以直接復制到計算機系統(tǒng)盤內(nèi)。 </p><p>　　2、在計算機開始菜單中打開“運行”命令并運行“cmd”命令進入Turbo C的初始界面。 </p><p><b>　　載入軟件程序 </b></p><p>　　將已經(jīng)編輯好的程序載

32、入到Turbo C。 </p><p><b>　　形成安裝文件 </b></p><p>　　在Turbo C中運行載入的程序并檢驗，如有程序錯誤應(yīng)及時改正。如果程序完好則形成安裝文件。按任意鍵保存到Turbo C文件夾中。 </p><p>　　5）將形成的安裝文件裝入到計算機中并選擇與其相適用的軟件。如選擇CAD2002或者加載CAD20

33、06. </p><p>　　3.4、數(shù)據(jù)整理流程圖 </p><p><b>　　四、軟件使用說明 </b></p><p>　　4.1、外業(yè)數(shù)據(jù)采集 </p><p>　　水準測量的外業(yè)數(shù)據(jù)采集工作在整個測量工作中起著至關(guān)重要的作用，外業(yè)數(shù)據(jù)直接影響到測量結(jié)果得精確度。 四五個人為一組，分別為：觀測員一名，立尺員兩名

34、，記錄員一名，采用相應(yīng)精度的水準儀,按照相應(yīng)等級的規(guī)范要求,進行外業(yè)高差觀測。水準網(wǎng)中的每個測段進行往、返觀測,往、返測高差如果不超限,則取其平均值作為該測段的高差觀測值。外業(yè)觀測得到的成果包括： </p><p>　?、俑鳒y段的高差觀測值,以m為單位； </p><p>　?、诟鳒y段的路線長,以km為單位； </p><p>　　4.2使用水準外業(yè)觀測數(shù)據(jù)整理軟件

35、整理數(shù)據(jù) </p><p>　　4.2.1、打開水準測量外業(yè)觀測數(shù)據(jù)整理軟件， 并選擇其載體軟件進行加載。 </p><p>　　本次設(shè)計選擇AUTO CAD2002與AUOT CAD2006兩個軟件進行加載，水準測量外業(yè)觀測數(shù)據(jù)整理軟件將和CAD軟件共用一個界面同時進行數(shù)據(jù)整理的操作。如圖5.1所示： </p><p>　　4.2.2、進入菜單選擇界面如圖5.2所

36、示： </p><p>　　1、本系統(tǒng)的一個突出特點就是原始數(shù)據(jù)的輸入過程采用圖形化操作界面,使其更方便、更直觀。第一步就是要繪制水準路線，包括的各個水準點(已知點和未知點),水準點的相關(guān)信息包括:水準點編號(按輸入順序編號)、水準點名稱，和線路測量的前進方向。 </p><p>　　2、利用平臺上繪制等寬網(wǎng)格這一命令繪制表格，選擇表格的行數(shù)與列數(shù)，點擊確定按鈕畫出所需要的表格。如圖5.3

37、所示： </p><p>　　3、用事先加載到CAD中計算水準線路線的高差和高差閉合差功能計算水準路線的高差和高差閉合差。核查高差閉合差是否在容許誤差范圍內(nèi)，如果高差閉合差在容許誤差范圍內(nèi)則繼續(xù)進行整理工作，如果高差閉合差不在容許誤差范圍內(nèi)則要檢查先前的處理數(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)無誤應(yīng)重新處理，必要時要進行重測。 </p><p>　　4、檢查無誤后將CAD圖中的數(shù)據(jù)表格導入到excel電子表格中