電子水準儀原始數據智能化處理軟件研究

李靈愛，潘國兵

(重慶交通大學土木工程學院，重慶 400074)

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電子水準儀原始數據智能化處理軟件研究

李靈愛，潘國兵

(重慶交通大學土木工程學院，重慶 400074)

摘要：計算機技術的發展使得電子水準儀數據處理逐漸達到自動化水平。筆者結合編程語言VisualBasic進行了軟件開發，所編程序不僅滿足內業計算處理要求，更能通過自動化數據檢核功能進行各項數據超限判定，檢核結果采用色彩區分的方式更為直觀地顯示出數據超限情況；此外，通過“測段小結”對一測段主要信息進行了呈現。經工程實踐應用證明，軟件功能滿足測量規范要求，具備較強的實用價值。

關鍵詞：電子水準儀；程序設計；數據檢核；工程實踐

天寶DINI03電子水準儀以其精度高、讀數快、使用便捷等優點正被廣泛應用于測繪生產實踐中，其測量精度滿足國家各級水準測量要求。讀、記自動化的處理方式不僅能有效避免人工讀數引起測、記誤差的弊端，而且在具備良好測量環境條件的情況下，其測量效率相較于傳統測量儀器有著很大程度的提高。即使DINI03電子水準儀有諸多優點，加之目前市面上也出現了針對其數據處理的相關軟件，但仍存在一些軟件功能上的缺陷，無法將DINI03電子水準儀優勢得以最佳程度的發揮。如使用現有數據處理軟件執行基礎運算后，并未對其結果進行數據檢核，即未對前后視距差、視距累計差及基、輔分化讀數差和基、輔分化高差之差是否超限作出判定。且現有處理軟件雖然能輸出標準電子數據表格，但對于數據超限情況未能以直觀方式呈現等。鑒于DINI03電子水準儀現有數據處理軟件存在的上述問題，筆者結合編程語言VisualBasic進行軟件開發，使其在數據格式轉換基礎上，通過“奇進偶舍”的方式分配閉合差，完成數據計算處理，進而將處理成果進行數據檢核，并通過色彩區分的方式，更加直觀地呈現檢核結果，最終成果以Excel表格形式予以存儲。成果表中涵蓋“測段小結”部分，呈現該測段主要信息。

一、天寶DINI03 電子水準儀原始數據讀取分析

軟件設計旨在將數據通過自動化計算處理和檢核，并根據國家水準測量規范輸出為標準電子記錄表格，以便于存儲和管理，同時能在輸出表格中將數據檢核結果予以體現。數據的讀取是執行以上工作的必要前提，信息提取的可靠性將直接影響內業效率。因此，首先對天寶DINI03電子水準儀原始數據格式進行分析，并總結出格式轉換與處理中需要注意的幾個關鍵點：

1) 原始*.dat數據文件中以“Start-Line”作為測量起始標志，數據讀取以“End-Line”作為終止信號，表示一測段結束。

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

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

4) 數據文件中“HD”符號標志著前后視距的數據信息，與作業方式具有統一性。符號“Z”表示累計高差，第一測段累計高差為零；“Sh”“Db”“Df”分別代表全測段累計高差、累計后視距和累計前視距，可直接將其讀入測段信息表。

二、 軟件設計

1. 軟件設計思路

軟件設計流程如圖1所示。

圖1　軟件設計流程

2. 軟件功能模塊簡介

(1) 數據讀取模塊

1) 測量信息讀?。轰浫氪鎯τ谟嬎銠C任一根目錄下的電子水準儀原始數據文件，提取包含測量方式、測段信息、測站數及起終點高程在內的數據信息。

2) 有效數據讀?。焊鶕紲y量文件所提供的測量方式，遵循“逐行讀取”原則，將原始數據文件讀入軟件內存，依據原始文件中的“#”進行有效數據的提取，如圖2所示。

圖2　數據讀取與處理主界面

執行數據讀取并寫入相關變量是較復雜的過程，讀取順序與測量順序需保持一致，在此基礎上，對不合格數據及附加符號進行剔除。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) 數據分析處理模塊

1) 數據處理：水準內業計算的首要任務是進行高差閉合差預檢核，如圖3所示。只有檢校合格的數據才有后續處理的意義，如果閉合差超限，程序給予相應提示，并自動終止運行。涉及高差閉合差分配時小數取位的問題，程序設計中采用“奇進偶舍”的方式來避免因取舍不當造成改正數之和與高差閉合差不相符的情況發生[3]。進一步根據不同測量方式，計算不同布設形式下單一路線的各個測站高差、視距差、累計視距差，以及累計距離等信息。

圖3　三、四等閉合差檢核界面

2) 數據檢核：根據測量方式和測量等級要求的不同選定檢核標準，判定前后視距差、視距累計差及基、輔分化讀數差和基、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、四等數據檢核界面

數據檢核主要代碼如下：

PublicFunctionCheckResult(ByValflagThreeAsBoolean,ByValflagShijuchaAsBoolean,ByValflagleijichaAsBoolean,ByValflagbiaochidushuAsBoolean)AsBoolean

DimretAsBoolean

′true代表驗證通過

ret=True

Dimcanshu1AsDouble

Dimcanshu2AsDouble

Dimcanshu3AsDouble

′三、四等檢核條件設置

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) 超限標記：根據水準測量等級選擇相應的檢核標準，對超過限差要求的數據采用色彩區分方式在輸出的成果表中予以呈現。

2) 測段小結：輸出成果包含測段小結表，用于該測段主要信息的直觀展示。

3) 輸出成果表：將數據處理結果和各測站的測量記錄輸出為標準電子記錄表格，供數據存儲管理及后續檢查使用。

(4) 輔助功能模塊

運行幫助功能可查閱本軟件的幫助文件，便于程序調試問題的解決。

三、軟件工程實踐應用

本文以重慶合川某高速公路項目為測試對象，選取其中附合水準路線某個典型測段數據進行軟件功能測試，較為直觀地對軟件實踐應用的有效性和可靠性予以驗證。

1. 數據計算處理

從*.dat數據文件中將原始數據加載至軟件處理模塊中,如圖5所示。

圖5　水準附合導線原始數據

閉合差檢核結果通常分為如圖6所示的兩種情況，本例中閉合差檢核通過，隨之進行數據內業計算處理。

圖6　閉合差檢核提示框

2. 數據檢核

根據工程實際需要，本次計算以三等水準數據處理標準(如圖4所示)檢核，檢核結果提示框顯示

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

圖7　數據檢核提示框

3. 成果輸出

成果輸出為標準水準測量電子記錄手簿，如圖8所示，其中灰色部分顯示數據檢核超限情況。測段小結對該測段主要信息進行匯總，如圖9所示。

圖8　輸出成果表格

圖9　測段小結表格

四、結束語

電子水準儀在測量中的應用既能保證測量精度，又能避免測、記誤差的產生，很大程度上提高了測量工作效率。筆者自行開發的水準數據處理軟件界面友好，便于操作，其優勢體現于數據處理效率及數據檢核和成果展示中，通過工程實踐驗證了該軟件的有效性和可靠性，尤其對大型水準測量工程數據處理及變形監測項目中數據的對比分析具有較高的實用價值。在軟件后續開發中將增加圖形繪制及報告的自動生成等功能。

參考文獻：

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[15]胡亞琦,夏寶華.數據采集在VB編程中的實現[J].甘肅聯合大學學報(自然科學版),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

基金項目：交通運輸部應用基礎研究項目(2014319814260);重慶市研究生科研創新項目(CYS14157)；重慶交通大學研究生教育創新基金

作者簡介：李靈愛(1991—)，女，碩士生，研究方向為結構變形監測。E-mail：498805741@qq.com

通信作者：潘國兵

中圖分類號：P204

文獻標識碼：B

文章編號：0494-0911(2016)06-0128-06

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