一種圖形化的縱橫斷面數(shù)據(jù)處理方法及實(shí)現(xiàn)

[ 作者簡(jiǎn)介：蒲生亮(1986 - )，男，助理工程師，主要從事水利水電工程測(cè)量，2009年畢業(yè)于武漢大學(xué)，大學(xué)本科。]

（內(nèi)蒙古自治區(qū)水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010020）

摘要： 常見(jiàn)的縱橫斷面數(shù)據(jù)處理方法主要從數(shù)據(jù)或格式著手，往往容易忽略了其“圖形”意義，本文嘗試從“圖形化”角度編寫(xiě)了基于VISUAL LISP 的縱橫斷面數(shù)據(jù)處理程序，可以應(yīng)用于各種縱橫斷面測(cè)量數(shù)據(jù)處理。

關(guān)鍵詞： 圖形化，縱橫斷面測(cè)量，數(shù)據(jù)處理，VISUAL LISP， AUTOCAD二次開(kāi)發(fā)

A Graphical Data Processing Method and Implementation of Vertical and Horizontal Cross-Section

PU Shengliang1

(Inner Mongolia Water Resources and Hydropower Survey and Design Institute,Inner Mongolia Hohhot 010020)

Abstract : The common methods of data processing of vertical and horizontal cross-section mainly started from data or format, often easy to overlook its "graphics" meaning, this paper attempts from the "graphical" point of view to write the vertical and horizontal cross-section of data processing program based on VISUAL LISP, can be applied to the kinds of vertical and horizontal cross-section measurement data processing.

Keywords: Graphical, Vertical And Horizontal Cross-Section Measurement, Data Processing, VISUAL LISP, AUTOCAD Secondary Development

引言

隨著GPS-RTK技術(shù)在測(cè)量工作中的廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)的測(cè)量手段得到了大程度地提升，以測(cè)點(diǎn)為主要方式的測(cè)繪任務(wù)面臨著“多文件”、“大體積”的數(shù)據(jù)整理及處理困境。雖然眾多斷面測(cè)量軟件大放異彩，可是各有其千秋，并且大多基于純程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的文本操作得以實(shí)現(xiàn)，有的以“固定”格式的數(shù)據(jù)成圖為主，有的僅以本職工作出發(fā)編寫(xiě)而其他行業(yè)應(yīng)用有限或繁瑣，而且都有一個(gè)共同的特點(diǎn)：無(wú)不使程序使用者容易陷于“文(件)山點(diǎn)?！保瑯O為不方便，且不得不犧牲了測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)的可見(jiàn)性與直觀性，稍有特色者也不過(guò)參考點(diǎn)圖而已。正是基于以上思考，本文嘗試從點(diǎn)數(shù)據(jù)的圖形角度出發(fā)，增加了縱橫斷面數(shù)據(jù)整理及處理過(guò)程的形象直觀性、簡(jiǎn)易性。

1 需求分析與功能設(shè)計(jì)

首先，我們必須知道“要解決的問(wèn)題是什么？”也即如何從測(cè)點(diǎn)源數(shù)據(jù)得到目標(biāo)數(shù)據(jù)，從而生成測(cè)繪最終成果。其次，也要知道“是否有行得通的解決辦法？”也即采用何種編程方法，達(dá)到什么樣的功能效果，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化，因而本文選擇了AUTOCAD VISUAL LISP集成開(kāi)發(fā)環(huán)境作為程序編碼與測(cè)試工具。最后，要弄明白“怎樣具體實(shí)現(xiàn)？”也是程序開(kāi)發(fā)最關(guān)鍵的步驟，需要反復(fù)進(jìn)行模塊編碼、調(diào)試、精化與集成，從而實(shí)現(xiàn)程序編寫(xiě)所預(yù)期的各項(xiàng)功能。

圖表 1.1 E-R圖

（1）開(kāi)發(fā)目標(biāo)。如圖1.1 所示，我們要實(shí)現(xiàn)測(cè)量點(diǎn)的集合AI到成果元數(shù)據(jù)的集合BJ的轉(zhuǎn)化，I為源點(diǎn)數(shù)據(jù)的數(shù)目，J為目標(biāo)元數(shù)據(jù)的數(shù)目，也是眾多縱橫斷面數(shù)據(jù)處理程序的設(shè)計(jì)思路和目標(biāo)，而我們要實(shí)現(xiàn)“圖形化”的目的，即要完成數(shù)據(jù)圖形化（DI）和圖形數(shù)據(jù)化（ID）兩個(gè)過(guò)程，其功能轉(zhuǎn)化過(guò)程如圖1.2 所示。

圖表 1.2 功能圖

（2）應(yīng)用范圍。從理論上講，可以實(shí)現(xiàn)縱橫斷面設(shè)計(jì)與成圖。在實(shí)際測(cè)量工作中可以應(yīng)用于渠道、河道縱橫斷面等相關(guān)數(shù)據(jù)成果的生產(chǎn)過(guò)程。

2 流程設(shè)計(jì)與編碼實(shí)現(xiàn)

（1）根據(jù)圖表 1.2 ，其功能所對(duì)應(yīng)的程序流程圖如圖表2.1 所示：

圖表 2.1 程序流程圖

（2）根據(jù)圖表 2.1 我們可以編寫(xiě)相關(guān)函數(shù)，以實(shí)現(xiàn)功能，函數(shù)列表如下：

主程序單元 C:ZD () C:HD ()

縱斷面數(shù)據(jù)處理程序 橫斷面數(shù)據(jù)處理程序

一級(jí)調(diào)用單元 C:E2C() C:L2C ()

高程點(diǎn)生成數(shù)據(jù)文件 復(fù)合線輸出XY坐標(biāo)

二級(jí)調(diào)用單元 C:STRPARSE () C:L1R ()

字符串轉(zhuǎn)換為字符串列表 判斷點(diǎn)在直線上的位置

圖表 2.2 函數(shù)功能及其關(guān)系調(diào)用

（3）根據(jù)圖表2.2 我們可以得到其抽象數(shù)據(jù)類(lèi)型定義，如下所示：

ADT ZD_HD {

數(shù)據(jù)對(duì)象：C={AI,BI|AI為點(diǎn)數(shù)據(jù)集合;BI為元數(shù)據(jù)集合}

數(shù)據(jù)關(guān)系：R={,}

基本操作：

C:ZD (/ LSTS LSTZ B D Z C ZA ZZ S SA FF Z1 ZA1 ZZ1)

// 操作結(jié)果：返回一個(gè)非NIL值

C:HD (/ LSTS LSTZ P PP P1 FF STR B Z C ZA S SA ZZ ZN FLAG D)

// 操作結(jié)果：返回一個(gè)非NIL值

E2C (/ SN LSTS P1 P2 SS I SI PT Y X H)

// 操作結(jié)果：返回一個(gè)XYH點(diǎn)列表

L2C (/ PL ENTDATE A N LSTZ FIND KEY YY XX)

// 操作結(jié)果：返回一個(gè)XYH點(diǎn)列表

STRPARSE (STR DELIMITER / SEARCHSTR STRINGLEN RETURN N CHAR)

// 操作結(jié)果：返回一個(gè)子字符串列表

L1R (P1 P2 P3 / B C P)

// 操作結(jié)果：返回一個(gè)INT值，等于0時(shí)點(diǎn)在線上，大于0時(shí)點(diǎn)在線的左側(cè)，小于0時(shí)點(diǎn)在線的右側(cè)。

} ADT ZD_HD

3 程序測(cè)試與成果生成

（1）打開(kāi)AUTOCAD，加入CASS環(huán)境，展繪點(diǎn)號(hào)和高程點(diǎn)。輸入命令A(yù)PPLOAD，選擇和加載文件“*.FAS/*.LSP/*.VLX”;若命令無(wú)效可重復(fù)加載。開(kāi)啟圓心和節(jié)點(diǎn)捕捉，從上游至下游（前進(jìn)方向）連接縱斷線，從前進(jìn)方向左端至右端連接橫斷線。輸入命令“ZD”，框選高程點(diǎn)（包含縱斷線），生成縱斷數(shù)據(jù)文件及成果圖。輸入命令“HD”，框選高程點(diǎn)（包含橫斷線），選擇（橫斷線），選擇中心樁和方向點(diǎn)（前進(jìn)方向），輸入中心樁號(hào)，生成縱斷數(shù)據(jù)文件及成果圖。

（2）以某長(zhǎng)1KM縱橫斷測(cè)量項(xiàng)目所采集數(shù)據(jù)為實(shí)例，其原始數(shù)據(jù)格式為“點(diǎn)名，注釋?zhuān)瑬|坐標(biāo)，北坐標(biāo)，高程”，展繪后散點(diǎn)圖如3.1所示。目標(biāo)縱斷成果和橫斷成果格式為“距離，高程”，并生成橫斷面圖（以第一條為例，如圖3.2所示）和縱斷面圖（如圖3.3所示）。

圖表 3.1 測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)散點(diǎn)圖

圖表 3.2 縱斷面成果圖

圖表 3.3 橫斷面成果圖

4 結(jié)語(yǔ)

（1）通過(guò)該程序的設(shè)計(jì)、編碼與測(cè)試，以及成果生成，取得了預(yù)期的結(jié)果，操作更加簡(jiǎn)便、尤其適合于電腦操作不太熟練的同志。

（2）通過(guò)斷面線的繪制，避免了多人協(xié)作測(cè)量數(shù)據(jù)凌亂無(wú)章的特點(diǎn)，斷面點(diǎn)的選擇也更具靈活性，斷面數(shù)據(jù)的可靠性更高，出錯(cuò)率更低。

（3）LISP語(yǔ)言在人工智能方面有著稱(chēng)奇的優(yōu)勢(shì)，雖然本程序在生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)用尚可，但是仍立足于簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)源、圖元素，本質(zhì)上還是文本操作處理，因而將來(lái)在數(shù)據(jù)處理智能化方面有著很大的空間，需要結(jié)合本職工作進(jìn)行更深一步的學(xué)習(xí)和研究。

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