電子水準(zhǔn)儀原始數(shù)據(jù)智能化處理軟件研究

李靈愛，潘國兵

(重慶交通大學(xué)土木工程學(xué)院，重慶 400074)

?

電子水準(zhǔn)儀原始數(shù)據(jù)智能化處理軟件研究

李靈愛，潘國兵

(重慶交通大學(xué)土木工程學(xué)院，重慶 400074)

摘要：計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展使得電子水準(zhǔn)儀數(shù)據(jù)處理逐漸達(dá)到自動化水平。筆者結(jié)合編程語言VisualBasic進(jìn)行了軟件開發(fā)，所編程序不僅滿足內(nèi)業(yè)計(jì)算處理要求，更能通過自動化數(shù)據(jù)檢核功能進(jìn)行各項(xiàng)數(shù)據(jù)超限判定，檢核結(jié)果采用色彩區(qū)分的方式更為直觀地顯示出數(shù)據(jù)超限情況；此外，通過“測段小結(jié)”對一測段主要信息進(jìn)行了呈現(xiàn)。經(jīng)工程實(shí)踐應(yīng)用證明，軟件功能滿足測量規(guī)范要求，具備較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：電子水準(zhǔn)儀；程序設(shè)計(jì)；數(shù)據(jù)檢核；工程實(shí)踐

天寶DINI03電子水準(zhǔn)儀以其精度高、讀數(shù)快、使用便捷等優(yōu)點(diǎn)正被廣泛應(yīng)用于測繪生產(chǎn)實(shí)踐中，其測量精度滿足國家各級水準(zhǔn)測量要求。讀、記自動化的處理方式不僅能有效避免人工讀數(shù)引起測、記誤差的弊端，而且在具備良好測量環(huán)境條件的情況下，其測量效率相較于傳統(tǒng)測量儀器有著很大程度的提高。即使DINI03電子水準(zhǔn)儀有諸多優(yōu)點(diǎn)，加之目前市面上也出現(xiàn)了針對其數(shù)據(jù)處理的相關(guān)軟件，但仍存在一些軟件功能上的缺陷，無法將DINI03電子水準(zhǔn)儀優(yōu)勢得以最佳程度的發(fā)揮。如使用現(xiàn)有數(shù)據(jù)處理軟件執(zhí)行基礎(chǔ)運(yùn)算后，并未對其結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)檢核，即未對前后視距差、視距累計(jì)差及基、輔分化讀數(shù)差和基、輔分化高差之差是否超限作出判定。且現(xiàn)有處理軟件雖然能輸出標(biāo)準(zhǔn)電子數(shù)據(jù)表格，但對于數(shù)據(jù)超限情況未能以直觀方式呈現(xiàn)等。鑒于DINI03電子水準(zhǔn)儀現(xiàn)有數(shù)據(jù)處理軟件存在的上述問題，筆者結(jié)合編程語言VisualBasic進(jìn)行軟件開發(fā)，使其在數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換基礎(chǔ)上，通過“奇進(jìn)偶舍”的方式分配閉合差，完成數(shù)據(jù)計(jì)算處理，進(jìn)而將處理成果進(jìn)行數(shù)據(jù)檢核，并通過色彩區(qū)分的方式，更加直觀地呈現(xiàn)檢核結(jié)果，最終成果以Excel表格形式予以存儲。成果表中涵蓋“測段小結(jié)”部分，呈現(xiàn)該測段主要信息。

一、天寶DINI03 電子水準(zhǔn)儀原始數(shù)據(jù)讀取分析

軟件設(shè)計(jì)旨在將數(shù)據(jù)通過自動化計(jì)算處理和檢核，并根據(jù)國家水準(zhǔn)測量規(guī)范輸出為標(biāo)準(zhǔn)電子記錄表格，以便于存儲和管理，同時(shí)能在輸出表格中將數(shù)據(jù)檢核結(jié)果予以體現(xiàn)。數(shù)據(jù)的讀取是執(zhí)行以上工作的必要前提，信息提取的可靠性將直接影響內(nèi)業(yè)效率。因此，首先對天寶DINI03電子水準(zhǔn)儀原始數(shù)據(jù)格式進(jìn)行分析，并總結(jié)出格式轉(zhuǎn)換與處理中需要注意的幾個關(guān)鍵點(diǎn)：

1) 原始*.dat數(shù)據(jù)文件中以“Start-Line”作為測量起始標(biāo)志，數(shù)據(jù)讀取以“End-Line”作為終止信號，表示一測段結(jié)束。

2) 外業(yè)測量等級錄入可通過作業(yè)方式“BFFB”和“BBFF”進(jìn)行判讀確定，前者表示該測段為三等水準(zhǔn)測量，后者則表示該測段為四等水準(zhǔn)測量。

3) 測段所包含的無效信息以“#”符號為標(biāo)志，對該符號之后的信息在數(shù)據(jù)讀取時(shí)予以忽略[1]。以此為據(jù)，只讀取“Measurementrepeated”與“Stationrepeated”后面的有效信息。

4) 數(shù)據(jù)文件中“HD”符號標(biāo)志著前后視距的數(shù)據(jù)信息，與作業(yè)方式具有統(tǒng)一性。符號“Z”表示累計(jì)高差，第一測段累計(jì)高差為零；“Sh”“Db”“Df”分別代表全測段累計(jì)高差、累計(jì)后視距和累計(jì)前視距，可直接將其讀入測段信息表。

二、 軟件設(shè)計(jì)

1. 軟件設(shè)計(jì)思路

軟件設(shè)計(jì)流程如圖1所示。

圖1　軟件設(shè)計(jì)流程

2. 軟件功能模塊簡介

(1) 數(shù)據(jù)讀取模塊

1) 測量信息讀?。轰浫氪鎯τ谟?jì)算機(jī)任一根目錄下的電子水準(zhǔn)儀原始數(shù)據(jù)文件，提取包含測量方式、測段信息、測站數(shù)及起終點(diǎn)高程在內(nèi)的數(shù)據(jù)信息。

2) 有效數(shù)據(jù)讀?。焊鶕?jù)原始測量文件所提供的測量方式，遵循“逐行讀取”原則，將原始數(shù)據(jù)文件讀入軟件內(nèi)存，依據(jù)原始文件中的“#”進(jìn)行有效數(shù)據(jù)的提取，如圖2所示。

圖2　數(shù)據(jù)讀取與處理主界面

執(zhí)行數(shù)據(jù)讀取并寫入相關(guān)變量是較復(fù)雜的過程，讀取順序與測量順序需保持一致，在此基礎(chǔ)上，對不合格數(shù)據(jù)及附加符號進(jìn)行剔除。主要代碼如下：[2]

DimmhsAsMatchCollection

DimmhAsMatch

′多行

reg.MultiLine=True

′全部匹配

reg.Global=True

′忽略大小寫

reg.IgnoreCase=True

′刪除多余頭

reg.Pattern= "(.* .*)1*Start-Line(.* ){2}"

strTmp=reg.Replace(strTmp, "")

′刪除多余尾

reg.Pattern= "(.* .*){2}End-Line.* "

strTmp=reg.Replace(strTmp, "")

′刪除帶“|TO”的行

reg.Pattern= ".*|TO.* "

strTmp=reg.Replace(strTmp, "")

′刪除帶“#”的行

reg.Pattern= ".*#.* "

strTmp=reg.Replace(strTmp, "")

strContent=strTmp

(2) 數(shù)據(jù)分析處理模塊

1) 數(shù)據(jù)處理：水準(zhǔn)內(nèi)業(yè)計(jì)算的首要任務(wù)是進(jìn)行高差閉合差預(yù)檢核，如圖3所示。只有檢校合格的數(shù)據(jù)才有后續(xù)處理的意義，如果閉合差超限，程序給予相應(yīng)提示，并自動終止運(yùn)行。涉及高差閉合差分配時(shí)小數(shù)取位的問題，程序設(shè)計(jì)中采用“奇進(jìn)偶舍”的方式來避免因取舍不當(dāng)造成改正數(shù)之和與高差閉合差不相符的情況發(fā)生[3]。進(jìn)一步根據(jù)不同測量方式，計(jì)算不同布設(shè)形式下單一路線的各個測站高差、視距差、累計(jì)視距差，以及累計(jì)距離等信息。

圖3　三、四等閉合差檢核界面

2) 數(shù)據(jù)檢核：根據(jù)測量方式和測量等級要求的不同選定檢核標(biāo)準(zhǔn)，判定前后視距差、視距累計(jì)差及基、輔分化讀數(shù)差和基、輔分化高差之差是否超限[4]，并予以提示，如圖4所示。

圖4　三、四等數(shù)據(jù)檢核界面

數(shù)據(jù)檢核主要代碼如下：

PublicFunctionCheckResult(ByValflagThreeAsBoolean,ByValflagShijuchaAsBoolean,ByValflagleijichaAsBoolean,ByValflagbiaochidushuAsBoolean)AsBoolean

DimretAsBoolean

′true代表驗(yàn)證通過

ret=True

Dimcanshu1AsDouble

Dimcanshu2AsDouble

Dimcanshu3AsDouble

′三、四等檢核條件設(shè)置

If(flagThree)Then

canshu1 = 3

canshu2 = 6

canshu3 = 0.3

Else

canshu1 = 5

canshu2 = 10

canshu3 = 0.2

EndIf

DimiAsInteger

Fori= 0ToUBound(myds)

′視距差檢校

If(flagShijucha)Then

If(Abs(myds(i).shijucha1) >canshu1)Then

exsheet.cells(10 +i* 4, 3).Interior.ColorIndex= 4

ret=False

EndIf

If(Abs(myds(i).shijucha2) >canshu1)Then

exsheet.cells(10 +i* 4, 4).Interior.ColorIndex= 4

ret=False

EndIf

EndIf

′累計(jì)視距差檢校

If(flagleijicha)Then

If(Abs(myds(i).leijicha) >canshu2)Then

exsheet.cells(11 +i* 4, 4).Interior.ColorIndex= 4

ret=False

EndIf

EndIf

′尺讀數(shù)檢校

If(flagbiaochidushu)Then

If(Abs(myds(i).houchi1)

exsheet.cells(8 +i* 4, 5).Interior.ColorIndex= 4

ret=False

EndIf

If(Abs(myds(i).houchi2)

exsheet.cells(8 +i* 4, 6).Interior.ColorIndex= 4

ret=False

EndIf

If(Abs(myds(i).qianchi1)

exsheet.cells(9 +i* 4, 5).Interior.ColorIndex= 4

ret=False

EndIf

If(Abs(myds(i).qianchi2)

6).Interior.ColorIndex= 4

ret=False

EndIf

EndIf

Next

CheckResult=ret

EndFunction

(3) 成果輸出模塊

1) 超限標(biāo)記：根據(jù)水準(zhǔn)測量等級選擇相應(yīng)的檢核標(biāo)準(zhǔn)，對超過限差要求的數(shù)據(jù)采用色彩區(qū)分方式在輸出的成果表中予以呈現(xiàn)。

2) 測段小結(jié)：輸出成果包含測段小結(jié)表，用于該測段主要信息的直觀展示。

3) 輸出成果表：將數(shù)據(jù)處理結(jié)果和各測站的測量記錄輸出為標(biāo)準(zhǔn)電子記錄表格，供數(shù)據(jù)存儲管理及后續(xù)檢查使用。

(4) 輔助功能模塊

運(yùn)行幫助功能可查閱本軟件的幫助文件，便于程序調(diào)試問題的解決。

三、軟件工程實(shí)踐應(yīng)用

本文以重慶合川某高速公路項(xiàng)目為測試對象，選取其中附合水準(zhǔn)路線某個典型測段數(shù)據(jù)進(jìn)行軟件功能測試，較為直觀地對軟件實(shí)踐應(yīng)用的有效性和可靠性予以驗(yàn)證。

1. 數(shù)據(jù)計(jì)算處理

從*.dat數(shù)據(jù)文件中將原始數(shù)據(jù)加載至軟件處理模塊中,如圖5所示。

圖5　水準(zhǔn)附合導(dǎo)線原始數(shù)據(jù)

閉合差檢核結(jié)果通常分為如圖6所示的兩種情況，本例中閉合差檢核通過，隨之進(jìn)行數(shù)據(jù)內(nèi)業(yè)計(jì)算處理。

圖6　閉合差檢核提示框

2. 數(shù)據(jù)檢核

根據(jù)工程實(shí)際需要，本次計(jì)算以三等水準(zhǔn)數(shù)據(jù)處理標(biāo)準(zhǔn)(如圖4所示)檢核，檢核結(jié)果提示框顯示

如圖7所示，“False”意味著處理結(jié)果中存在前后視距差或視距累計(jì)差及基、輔分化讀數(shù)高差超限情況。

圖7　數(shù)據(jù)檢核提示框

3. 成果輸出

成果輸出為標(biāo)準(zhǔn)水準(zhǔn)測量電子記錄手簿，如圖8所示，其中灰色部分顯示數(shù)據(jù)檢核超限情況。測段小結(jié)對該測段主要信息進(jìn)行匯總，如圖9所示。

圖8　輸出成果表格

圖9　測段小結(jié)表格

四、結(jié)束語

電子水準(zhǔn)儀在測量中的應(yīng)用既能保證測量精度，又能避免測、記誤差的產(chǎn)生，很大程度上提高了測量工作效率。筆者自行開發(fā)的水準(zhǔn)數(shù)據(jù)處理軟件界面友好，便于操作，其優(yōu)勢體現(xiàn)于數(shù)據(jù)處理效率及數(shù)據(jù)檢核和成果展示中，通過工程實(shí)踐驗(yàn)證了該軟件的有效性和可靠性，尤其對大型水準(zhǔn)測量工程數(shù)據(jù)處理及變形監(jiān)測項(xiàng)目中數(shù)據(jù)的對比分析具有較高的實(shí)用價(jià)值。在軟件后續(xù)開發(fā)中將增加圖形繪制及報(bào)告的自動生成等功能。

參考文獻(xiàn)：

[1]蘇利娜,伍鵬.電子測量儀器自動記錄數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換程序設(shè)計(jì)[J].測繪科學(xué),2011,36(4):186-187.

[2]龔沛曾.VisualBasic程序設(shè)計(jì)簡明教程[M].北京：高等教育出版社，2002.

[3]羅海濱,趙顯富.電子手簿在水準(zhǔn)測量實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].測繪科學(xué),2012,37(6):187-188.

[4]國家技術(shù)監(jiān)督局. 國家三、四等水準(zhǔn)測量規(guī)范：GB12898—1991[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2005.

[5]張正祿.工程測量學(xué)[M].2版.武漢：武漢大學(xué)出版社，2013.

[6]王海城,何義斌.基于DINI12電子水準(zhǔn)儀記錄數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理方法[J].測繪科學(xué),2007,32(1):112-114.

[7]馬春艷,郭敏,鄒友峰.數(shù)字水準(zhǔn)儀與光學(xué)水準(zhǔn)儀的測量精度比較[J].測繪科學(xué),2010,35(1):91-92.

[8]李維功,劉旭春,唐慶隆,等.DINI數(shù)字水準(zhǔn)儀數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換及平差功能程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].測繪通報(bào),2007(7):8-10.

[9]趙顯富,朱杰,呂偉.DiNi03數(shù)字水準(zhǔn)儀數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換程序的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].測繪通報(bào),2013(11):134-135.

[10]劉曉云,張世娟,程傳錄. 精密水準(zhǔn)測量數(shù)據(jù)處理自動化系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[J].測繪通報(bào),2013(10): 67-69.

[11]林宜華.數(shù)字水準(zhǔn)儀數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換及檢查的解決方法[J].測繪與空間地理信息,2010,33(4):221-224.

[12]王強(qiáng),胡鐵石.VB語言在編寫水準(zhǔn)測量程序中的應(yīng)用[J].測繪與空間地理信息,2009,32(6):177-179.

[13]馬德英,賴鴻斌.電子水準(zhǔn)儀數(shù)據(jù)傳輸轉(zhuǎn)換和成果管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和建立[J].測繪與空間地理信息,2008, 31(6):199-201.

[14]周慶貴.基于VB編程環(huán)境數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].測控技術(shù),2008,27(4):62-64.

[15]胡亞琦,夏寶華.數(shù)據(jù)采集在VB編程中的實(shí)現(xiàn)[J].甘肅聯(lián)合大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2004,18(4):25-27.

Research on the Intelligent Processing Software of the Original Data oftheElectronicLevelMeter

LI Lingai，PAN Guobing

收稿日期：2015-11-05； 修回日期： 2016-02-24

基金項(xiàng)目：交通運(yùn)輸部應(yīng)用基礎(chǔ)研究項(xiàng)目(2014319814260);重慶市研究生科研創(chuàng)新項(xiàng)目(CYS14157)；重慶交通大學(xué)研究生教育創(chuàng)新基金

作者簡介：李靈愛(1991—)，女，碩士生，研究方向?yàn)榻Y(jié)構(gòu)變形監(jiān)測。E-mail：498805741@qq.com

通信作者：潘國兵

中圖分類號：P204

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：0494-0911(2016)06-0128-06

引文格式： 李靈愛，潘國兵. 電子水準(zhǔn)儀原始數(shù)據(jù)智能化處理軟件研究[J].測繪通報(bào)，2016(6)：128-132.DOI:10.13474/j.cnki.11-2246.2016.0208.