周宏達(dá) 李建 葛山運(yùn) 王云

重慶工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，重慶 400037

基于掌上電腦的線路測(cè)繪軟件研制

周宏達(dá) 李建 葛山運(yùn) 王云

重慶工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，重慶 400037

為減輕線路測(cè)繪人員野外作業(yè)強(qiáng)度，編者利用Microsoft Visual Studio 2008軟件開發(fā)工具，成功開發(fā)出在Pocket PC上運(yùn)行的線路測(cè)繪軟件系統(tǒng)。本文詳細(xì)闡述該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想及具體實(shí)現(xiàn)方法，接著論述系統(tǒng)中導(dǎo)線測(cè)量、水準(zhǔn)測(cè)量、坐標(biāo)換算及換帶計(jì)算、放樣測(cè)量、道路縱橫斷面測(cè)繪模塊的具體實(shí)現(xiàn)，并通過一些工程項(xiàng)目對(duì)該軟件系統(tǒng)進(jìn)行檢驗(yàn)后，提出結(jié)論。

Pocket PC；Microsoft Visual Studio；線路測(cè)量軟件；軟件研制

pocket PC；microsoft visual studio；line measurement software；software development

引言

隨著測(cè)繪內(nèi)外業(yè)一體化、自動(dòng)化程度的提高，電子手簿在外業(yè)記錄中應(yīng)用日益增多。目前，掌上電腦（Pocket PC）和便攜機(jī)已廣泛應(yīng)用于道路測(cè)量、管線測(cè)量、地形圖測(cè)繪等測(cè)量工作中，在外業(yè)數(shù)據(jù)采集和處理中發(fā)揮了重大作用。Pocket PC，具有便攜易用，功能強(qiáng)大，供電時(shí)間長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，因而使用越來越廣泛。本文主要利用Visual Studio 2008軟件開發(fā)工具，研制出在Pocket PC運(yùn)行的軟件解決線路測(cè)量項(xiàng)目中具體測(cè)繪問題。

1 Pocket PC操作系統(tǒng)及開發(fā)工具概述

1.1 Pocket PC概述

Pocket PC集中了計(jì)算、多媒體、網(wǎng)絡(luò)等多種功能，其主要由硬件和軟件兩部分組成。一臺(tái)典型Pocket PC設(shè)備硬件部分主要由CPU、存儲(chǔ)卡、觸摸屏、控制按鈕等組成；軟件部分由操作系統(tǒng)、內(nèi)置應(yīng)用程序和用戶應(yīng)用程序三部分構(gòu)成。

1.2 Windows CE概述

Windows CE是目前使用最廣泛的Pocket PC操作系統(tǒng)之一。測(cè)繪行業(yè)中，大多數(shù)全站儀、GPS接收機(jī)、電子手簿都使用該系統(tǒng)。該系統(tǒng)由Microsoft公司專為信息設(shè)備、嵌入式應(yīng)用等設(shè)計(jì)，是一款基于Win 32 API與處理器無關(guān)的嵌入式操作系統(tǒng)。其主要包含內(nèi)核、對(duì)象存儲(chǔ)/文件系統(tǒng)、GWES和網(wǎng)絡(luò)與通信四大模塊。

1.3 Microsoft Visual Studio 2008概述

Microsoft Visual Studio 2008是Microsoft公司設(shè)計(jì)的面向Windows Vista、Office 2007、Web 2.0的新一代開發(fā)工具，也能進(jìn)行Pocket PC應(yīng)用程序開發(fā)。它提供了強(qiáng)大、方便的開發(fā)環(huán)境，使開發(fā)者可以輕松地設(shè)計(jì)功能強(qiáng)大，方便實(shí)用的應(yīng)用程序。

2 軟件需求分析及概要設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)目標(biāo)

本軟件系統(tǒng)主要為線路測(cè)繪工作者減輕野外工作強(qiáng)度，提高工作效率而設(shè)計(jì)。系統(tǒng)應(yīng)滿足線路測(cè)繪外業(yè)數(shù)據(jù)處理的需要，計(jì)算結(jié)果正確，符合國(guó)家規(guī)范要求，且操作簡(jiǎn)便，便于測(cè)繪人員使用。另外，本系統(tǒng)還應(yīng)有較高的穩(wěn)定性、實(shí)用性和可擴(kuò)展性。

2.2 概要設(shè)計(jì)

線路測(cè)繪工作主要由控制測(cè)量和坐標(biāo)放樣兩大類工作構(gòu)成。根據(jù)實(shí)際工作要求，本系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)以下五個(gè)功能模塊（如圖1所示）：

圖1 主要功能模塊

2.3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)采用結(jié)構(gòu)體管理觀測(cè)數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)流概況如圖2所示：

圖 2 數(shù)據(jù)流概況圖

3 軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.1 導(dǎo)線測(cè)量模塊

線路測(cè)繪項(xiàng)目中，導(dǎo)線測(cè)量主要進(jìn)行5秒、10秒級(jí)及圖根導(dǎo)線測(cè)量。本模塊完成上述三種級(jí)別導(dǎo)線測(cè)量數(shù)據(jù)處理。原始觀測(cè)數(shù)據(jù)可由程序在全站儀中直接讀取，也可手工輸入。某測(cè)站10秒級(jí)導(dǎo)線測(cè)量觀測(cè)數(shù)據(jù)錄入界面如圖3所示。

在本模塊中還設(shè)計(jì)有測(cè)站名稱修改、觀測(cè)數(shù)據(jù)查詢、測(cè)量成果查詢、支導(dǎo)線點(diǎn)測(cè)量等實(shí)用功能。

3.2 水準(zhǔn)測(cè)量模塊

線路測(cè)繪項(xiàng)目中，普遍使用的水準(zhǔn)測(cè)量只有三、四等和等外水準(zhǔn)，本模塊主要針對(duì)上述水準(zhǔn)測(cè)量工作任務(wù)進(jìn)行開發(fā)。

水準(zhǔn)測(cè)量外業(yè)工作需要記錄原始觀測(cè)數(shù)據(jù)，并實(shí)時(shí)對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行超限檢查，判定測(cè)站成果合格后，才允許遷站。輸入原始觀測(cè)數(shù)據(jù)后，本軟件會(huì)根據(jù)指定的水準(zhǔn)測(cè)量等級(jí)，依據(jù)相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，自動(dòng)檢查各項(xiàng)限差，判定其是否超限。若超限，則提示測(cè)量人員該站重測(cè)；若合格，則自動(dòng)保存該站數(shù)據(jù)。當(dāng)整條單一水準(zhǔn)路線施測(cè)完畢后，本軟件自動(dòng)判定閉合差是否超限。若超限，提示測(cè)量人員重測(cè)；若合格，給出簡(jiǎn)易平差成果。圖4所示為某一附合水準(zhǔn)路線簡(jiǎn)易平差成果。

圖 3 10秒級(jí)導(dǎo)線測(cè)量觀測(cè)數(shù)據(jù)錄入界面

圖 4 簡(jiǎn)易平差成果

3.3 坐標(biāo)換算及換帶計(jì)算模塊

在眾多線路測(cè)繪工程項(xiàng)目中，坐標(biāo)換算及換帶計(jì)算運(yùn)用相當(dāng)普遍。本模塊實(shí)現(xiàn)了北京54坐標(biāo)系與80國(guó)家大地坐標(biāo)系坐標(biāo)換算，大地正反算，六度帶、三度帶、任意度帶之間換帶計(jì)算等程序模塊，便于線路測(cè)繪人員使用。圖5為六度帶與三度帶之間換帶計(jì)算程序界面。

圖 5 換帶計(jì)算程序界面

3.4 放樣測(cè)量模塊

放樣測(cè)量是線路測(cè)繪工作的重點(diǎn)內(nèi)容。其中，極坐標(biāo)放樣是最常用的放樣方法。本模塊成功實(shí)現(xiàn)了單點(diǎn)放樣、直線放樣、圓弧線放樣、緩和曲線放樣等功能，并在放樣同時(shí)進(jìn)行放樣檢測(cè)，顯示放樣誤差。

不管是直線或曲線放樣，在設(shè)計(jì)確定其特征要素后都要計(jì)算該線路上各放樣點(diǎn)的坐標(biāo)。某線路部分特征點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算結(jié)果如圖6所示。

圖 6 坐標(biāo)計(jì)算結(jié)果

在查看各放樣點(diǎn)的坐標(biāo)的同時(shí)，可選中某個(gè)放樣點(diǎn)，單擊“點(diǎn)位放樣”按鈕，進(jìn)入點(diǎn)位放樣程序模塊，利用測(cè)繪儀器，完成該點(diǎn)的放樣工作。

3.5 道路縱、橫斷面測(cè)繪模塊

道路縱、橫斷面測(cè)繪作業(yè)任務(wù)就是測(cè)量線路中心位置平行或垂直于線路方向的地面起伏情況并繪制縱、橫斷面圖形，為線路設(shè)計(jì)、計(jì)算路基土石方量等提供依據(jù)。

道路縱、橫斷面測(cè)繪作業(yè)人員首先進(jìn)行縱、橫斷面方向定向，然后以線路起始點(diǎn)或線路中線點(diǎn)作為起算點(diǎn)，分別施測(cè)其它特征點(diǎn)，測(cè)定各特征點(diǎn)與起算點(diǎn)間水平距離和高差。最后，本模塊根據(jù)各特征點(diǎn)數(shù)據(jù)繪出縱、橫斷面圖。某橫斷面測(cè)量的數(shù)據(jù)輸入界面如圖7示。

圖 7 某橫斷面測(cè)量數(shù)據(jù)輸入界面

由于篇幅限制，本文中未列出以上線路測(cè)繪軟件設(shè)計(jì)所需的測(cè)繪學(xué)原理與公式。本軟件系統(tǒng)通過眾多線路測(cè)繪工程項(xiàng)目驗(yàn)證，其數(shù)據(jù)處理成果符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，證明該軟件系統(tǒng)是可行的。

4 結(jié)論

Pocket PC具有體積小、易攜帶、功能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已逐步成為測(cè)量?jī)?nèi)外業(yè)一體化不可缺少的工具。本文重點(diǎn)對(duì)基于Pocket PC上運(yùn)行的線路測(cè)繪軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)闡述。該軟件系統(tǒng)具備良好的數(shù)據(jù)處理功能，在一定程度上滿足了線路測(cè)繪人員作業(yè)需求，大幅提高他們的工作效率。

[1]Total Training Microsoft Visual Studio 2008:Essentials - Featuring Windows Forms，Microsoft Press，2009

[2]潘正風(fēng)等.數(shù)字測(cè)圖原理與方法（第二版）.武漢：武漢大學(xué)出版社，2009

[3]張正祿等.工程測(cè)量學(xué).武漢：武漢大學(xué)出版社，2005

Pocket PC Line Measurement Software Development

ZHOU Hongda1LI Jian2GE Shanyun3WANG Yun4

1-4 Chongqing Vocational Institute of Engineering, Chongqing 400037

In order to alleviate the line surveyors field work intensity, editor using Microsoft Visual Studio 2008 software development tools, successfully developed a line measuring software system running on the Pocket PC. This article describes the design ideas of the system and the specific method, then discusses the traverse survey, leveling, coordinate conversion,stakeout,vertical and horizontal crosssection measurements modules to achieve. Through a number of projects to test the software system,with its conclusions.

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.09.048