牟翠雨

摘要：水準(zhǔn)測(cè)量?jī)?nèi)外業(yè)一體化的趨勢(shì)表明，研究一個(gè)有效銜接外業(yè)觀測(cè)和內(nèi)業(yè)平差計(jì)算的、省時(shí)高效的數(shù)據(jù)整理軟件是實(shí)現(xiàn)水準(zhǔn)測(cè)量一體化作業(yè)目標(biāo)的必然選擇。本文針對(duì)三、四等水準(zhǔn)測(cè)量?jī)?nèi)外業(yè)工作的特點(diǎn)，對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)整理軟件進(jìn)行初步研究與探索，主要運(yùn)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(jì)制作出一種水準(zhǔn)觀測(cè)數(shù)據(jù)整理平臺(tái)，利用CAD與其他軟件兼容的特點(diǎn)，把excel與CAD連接起來，從而實(shí)現(xiàn)把CAD中的數(shù)據(jù)表格導(dǎo)入為excel表，達(dá)到同步建立內(nèi)業(yè)平差用數(shù)據(jù)文件的目的。

關(guān)鍵詞:水準(zhǔn)測(cè)量；一體化；軟件；數(shù)據(jù)整理

Abstract: the measurement of integration within and outside the industry trends 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. In 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 and the CAD add command buttons and loading the application work, design a kind of leveling observation data processing platform, using CAD and other software compatible characteristics of the excel and CAD, connected together, thereby the data in CAD form into EXCEL form, to achieve synchronization establishment within the industry for the purpose of adjustment data file.

Key words: leveling; integration; software; data processing

中圖分類號(hào)：P224.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2095-2104（2012）分享到

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一、引言

隨著測(cè)繪技術(shù)的不斷發(fā)展水準(zhǔn)測(cè)量工作正向著內(nèi)外業(yè)一體化努力，水準(zhǔn)測(cè)量?jī)?nèi)外業(yè)一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)以實(shí)現(xiàn)水準(zhǔn)測(cè)量?jī)?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(yù)處理和水準(zhǔn)網(wǎng)平差三個(gè)子系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合,最大限度地降低勞動(dòng)強(qiáng)度,提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。采集數(shù)據(jù)時(shí)的電子水準(zhǔn)儀和自動(dòng)安平水準(zhǔn)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(jí)、多方式水準(zhǔn)測(cè)量需要為目的,以操作簡(jiǎn)單化、運(yùn)行智能化、限差控制自動(dòng)化為目標(biāo)進(jìn)行程序設(shè)計(jì),不但節(jié)省了人力和采集數(shù)據(jù)的時(shí)間而且大大降低了數(shù)據(jù)中的人為誤差,提高了數(shù)據(jù)精度，水準(zhǔn)網(wǎng)平差以平差數(shù)據(jù)格式簡(jiǎn)單、智能化程度高、精度指標(biāo)齊全為目標(biāo),自動(dòng)平差程序的應(yīng)用基本實(shí)現(xiàn)了這一目標(biāo)，推進(jìn)了水準(zhǔn)測(cè)量?jī)?nèi)外業(yè)一體化和自動(dòng)化的進(jìn)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(xiàng)工作不但工作量大，且內(nèi)容繁瑣，手工整理的同時(shí)還大大的增加了成果中的人為誤差，這個(gè)問題一直在困擾著數(shù)據(jù)整理工作者。

二、軟件設(shè)計(jì)思想的提出

2.1、水準(zhǔn)測(cè)量數(shù)據(jù)采集自動(dòng)化

水準(zhǔn)測(cè)量是工程建設(shè)中必不可少的一項(xiàng)工作。為了提高水準(zhǔn)測(cè)量的觀測(cè)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(zhǔn)儀,發(fā)展到目前廣泛使用的自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀和電子水準(zhǔn)儀等，使水準(zhǔn)測(cè)量工作更加輕松,觀測(cè)速度和測(cè)量精度大幅度提高。

1、自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀

自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀在測(cè)站只需粗平（不需要精平），利用自動(dòng)安平補(bǔ)償器代替水準(zhǔn)管，使視準(zhǔn)軸自動(dòng)處于水平狀態(tài)，即可讀取標(biāo)尺上的讀數(shù)，由于不需要調(diào)整復(fù)合氣泡,則消除了因這項(xiàng)觀測(cè)引起的視覺誤差，而且對(duì)于地面的微小震動(dòng)、風(fēng)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(dòng)地給予“補(bǔ)償”，使視線始終保持水平狀態(tài)，從而提高了觀測(cè)速度和精度。同時(shí)自動(dòng)安平水準(zhǔn)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(dǎo)入望遠(yuǎn)鏡筒內(nèi)，使其沿視準(zhǔn)軸方向射出水平激光束。利用激光的單色性和相干性，可在望遠(yuǎn)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(yuǎn)鏡調(diào)焦，在波帶板的調(diào)焦范圍內(nèi)，獲得一明亮而精細(xì)的十字型或圓形的激光光斑，從而更精確地照準(zhǔn)目標(biāo)。

2、電子水準(zhǔn)儀

電子水準(zhǔn)儀是以自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀為基礎(chǔ)，在望遠(yuǎn)鏡光路中增加了分光鏡和探測(cè)器，并采用條碼標(biāo)尺和圖像處理電子系統(tǒng)，具有自動(dòng)記錄、檢核、處理并能將測(cè)量成果輸入電子計(jì)算機(jī)的高差測(cè)量?jī)x器。是光機(jī)電測(cè)量一體化的高科技產(chǎn)品。采用普通標(biāo)尺時(shí)，又可象一般自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀一樣使用。同時(shí)電子水準(zhǔn)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(biāo)尺分劃誤差的影響。多數(shù)儀器都有進(jìn)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(jìn)行高精度測(cè)量；速度快，由于省去了報(bào)數(shù)、聽記、現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算以及認(rèn)為出錯(cuò)的重測(cè)數(shù)量，測(cè)量時(shí)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(dòng)讀數(shù)，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度。視距還能自動(dòng)記錄、檢核、處理并能輸入電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行后處理，可實(shí)現(xiàn)內(nèi)外業(yè)一體化。

2.2、平差程序的自動(dòng)化

利用軟件進(jìn)行平差計(jì)算時(shí)，只需準(zhǔn)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(dǎo)線的路線，對(duì)水準(zhǔn)導(dǎo)線和水準(zhǔn)網(wǎng)進(jìn)行平差工作，最終求出平差計(jì)算結(jié)果，平差計(jì)算結(jié)果由程序自動(dòng)記入待定點(diǎn)高程數(shù)據(jù)文件中，同時(shí)編制精度評(píng)定表，輸出待定點(diǎn)高程平差成果和高程測(cè)量中誤差，水準(zhǔn)網(wǎng)平差工作正向著平差數(shù)據(jù)格式簡(jiǎn)單、智能化程度高、精度指標(biāo)齊全方向發(fā)展。

2.3、設(shè)計(jì)思想的提出

為了提高水準(zhǔn)測(cè)量的觀測(cè)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(zhǔn)儀,發(fā)展到目前廣泛使用的自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀和由于電子水準(zhǔn)儀的出現(xiàn)使水準(zhǔn)測(cè)量工作更加輕松,觀測(cè)速度和測(cè)量精度大幅度提高水準(zhǔn)測(cè)量的數(shù)據(jù)采集工作已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；數(shù)據(jù)記錄也水準(zhǔn)記錄也由最初的手工記錄計(jì)算方式發(fā)展程了電子記錄手簿，并且有的測(cè)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(cè)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(xiàng)工作不但工作量大，而且工作內(nèi)容繁瑣，最主要的是會(huì)增加測(cè)量成果中的人為誤差而影響精度。根據(jù)這一特點(diǎn)在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下提出了這一設(shè)計(jì)，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(dǎo)入到Excle電子表格中，從而省去了為平差工作準(zhǔn)備數(shù)據(jù)文件時(shí)二次輸入的時(shí)間，也減輕了數(shù)據(jù)整理工作人員的工作量，進(jìn)一步推進(jìn)了水準(zhǔn)測(cè)量工作內(nèi)外業(yè)一體化和自動(dòng)化的發(fā)展。

三、軟件總體設(shè)計(jì)

3.1、軟件設(shè)計(jì)平臺(tái)

VB的主要特點(diǎn)是VB提供可視化的操作平臺(tái)，其操作界面、操作風(fēng)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(jì)語言，它將應(yīng)用程序劃分為相互關(guān)聯(lián)的多個(gè)對(duì)象，并且建立起與這些對(duì)象相關(guān)的事件過程，通過用戶操作觸發(fā)某個(gè)時(shí)間來執(zhí)行相應(yīng)的實(shí)踐過程，從而達(dá)到運(yùn)算、處理的目的。面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的方法使計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)更貼近人類思維活動(dòng)的習(xí)慣，體現(xiàn)了程序設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。所以本次設(shè)計(jì)選擇了VB作為水準(zhǔn)測(cè)量外業(yè)觀測(cè)數(shù)據(jù)整理軟件的開發(fā)平臺(tái)。

3.2、程序功能

水準(zhǔn)外業(yè)觀測(cè)數(shù)據(jù)整理軟件是為水準(zhǔn)測(cè)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表格進(jìn)行鏈接，直接將CAD中得表格轉(zhuǎn)入到Excel表格中，并對(duì)水準(zhǔn)路線的閉合差進(jìn)行計(jì)算整理，這樣不僅節(jié)省了數(shù)據(jù)二次輸入的時(shí)間，又可以避免手工整理時(shí)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(zhǔn)備所需的數(shù)據(jù)文件。

3.3、軟件設(shè)計(jì)過程

3.3.1、編輯軟件應(yīng)用程序

1、高差計(jì)算

#include

#include

double val (double a, double b)

void main()

{

cout<< “輸入二點(diǎn)高程值: ”;

cin>> a,b;

if a>b;

s=a-b;

else

s=b-a;

return s

}

高差閉合差的計(jì)算

#include

#include

double s=0;

void main()

{

do

{

cout<< “輸入各點(diǎn)高差: ”;

cin>>a;

s=s+a;

}

cout<< “s=”<

while

cin>>OK;

return s;

}

以上兩個(gè)程序是高差計(jì)算和高差閉合差計(jì)算的程序，可以自動(dòng)計(jì)算輸入到CAD中任意兩點(diǎn)間的高差。從而達(dá)到節(jié)省計(jì)算時(shí)間和避免人為誤差的產(chǎn)生。

3、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序

#include

main()

{

char a[20];

FILE *wf;

wf=fopen("d:shuru.txt","a+");

gets(a);

while(strcmp( a,"end")!=0)

{

fputs(a,wf);

fputs(" ",wf);

gets(a);

}

fclose(wf);

}

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(dǎo)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(shí)間還避免人工輸入時(shí)錯(cuò)誤的產(chǎn)生，從而提高內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)整理工作的效率。

3.3.2程序載入并形成安裝文件

1、在計(jì)算機(jī)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(fù)制到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)盤內(nèi)。

2、在計(jì)算機(jī)開始菜單中打開“運(yùn)行”命令并運(yùn)行“cmd”命令進(jìn)入Turbo C的初始界面。

載入軟件程序

將已經(jīng)編輯好的程序載入到Turbo C。

形成安裝文件

在Turbo C中運(yùn)行載入的程序并檢驗(yàn)，如有程序錯(cuò)誤應(yīng)及時(shí)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。

5）將形成的安裝文件裝入到計(jì)算機(jī)中并選擇與其相適用的軟件。如選擇CAD2002或者加載CAD2006.

3.4、數(shù)據(jù)整理流程圖

四、軟件使用說明

4.1、外業(yè)數(shù)據(jù)采集

水準(zhǔn)測(cè)量的外業(yè)數(shù)據(jù)采集工作在整個(gè)測(cè)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(cè)量結(jié)果得精確度。 四五個(gè)人為一組，分別為：觀測(cè)員一名，立尺員兩名，記錄員一名，采用相應(yīng)精度的水準(zhǔn)儀,按照相應(yīng)等級(jí)的規(guī)范要求,進(jìn)行外業(yè)高差觀測(cè)。水準(zhǔn)網(wǎng)中的每個(gè)測(cè)段進(jìn)行往、返觀測(cè),往、返測(cè)高差如果不超限,則取其平均值作為該測(cè)段的高差觀測(cè)值。外業(yè)觀測(cè)得到的成果包括：

①各測(cè)段的高差觀測(cè)值,以m為單位；

②各測(cè)段的路線長(zhǎng),以km為單位；

4.2使用水準(zhǔn)外業(yè)觀測(cè)數(shù)據(jù)整理軟件整理數(shù)據(jù)

4.2.1、打開水準(zhǔn)測(cè)量外業(yè)觀測(cè)數(shù)據(jù)整理軟件， 并選擇其載體軟件進(jìn)行加載。

本次設(shè)計(jì)選擇AUTO CAD2002與AUOT CAD2006兩個(gè)軟件進(jìn)行加載，水準(zhǔn)測(cè)量外業(yè)觀測(cè)數(shù)據(jù)整理軟件將和CAD軟件共用一個(gè)界面同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)整理的操作。如圖5.1所示：

4.2.2、進(jìn)入菜單選擇界面如圖5.2所示：

1、本系統(tǒng)的一個(gè)突出特點(diǎn)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(zhǔn)路線，包括的各個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)(已知點(diǎn)和未知點(diǎn)),水準(zhǔn)點(diǎn)的相關(guān)信息包括:水準(zhǔn)點(diǎn)編號(hào)(按輸入順序編號(hào))、水準(zhǔn)點(diǎn)名稱，和線路測(cè)量的前進(jìn)方向。

2、利用平臺(tái)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(diǎn)擊確定按鈕畫出所需要的表格。如圖5.3所示：

3、用事先加載到CAD中計(jì)算水準(zhǔn)線路線的高差和高差閉合差功能計(jì)算水準(zhǔn)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(jìn)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(shí)要進(jìn)行重測(cè)。

4、檢查無誤后將CAD圖中的數(shù)據(jù)表格導(dǎo)入到excel電子表格中，然后進(jìn)行下一條水準(zhǔn)路線的數(shù)據(jù)整理工作。

5、將各個(gè)水準(zhǔn)路線的數(shù)據(jù)表格連接起來形成整個(gè)水準(zhǔn)網(wǎng)的高差表、高程表、線路表為平差工作準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)文件和工作底圖。