DINI03電子水準儀數據預處理程序實現

牛 娟，閆志學

(新疆水利水電勘測設計研究院測繪工程院，新疆 昌吉 831100)

DINI03電子水準儀數據預處理程序實現

牛 娟，閆志學

(新疆水利水電勘測設計研究院測繪工程院，新疆 昌吉 831100)

在對天寶DINI03電子水準儀觀測的原始記錄分析的基礎上，以Visual Studio 2010作為開發平臺用C#語言實現了提取水準測段必要信息的程序。該程序可以提取出測段的起始點點名、終止點點名、測站數、前尺累計距、后尺累計距、測段高差等平差需要的信息；還可以完成每米真長改正、正常水準面不平行改正等高差改正數的計算并導出科傻CODAPS平差軟件所需要的.IN1格式。

C#；測段高差；高差改正數；平差

0 引言

科技的進步推動了測繪儀器設備和測量手段的發展，近年來出現的電子水準儀以其自動化程度高、觀測精度高、效率高等優點被廣泛的應用于各種工程測量中。但其觀測的原始記錄不能直接導入到常規平差軟件(如科傻CODAPS)中直接平差，這就需要消耗一定的人力對其進行編輯。對測段數較多的觀測記錄，人工編輯過程消耗時間長且容易產生錯誤。本文根據工作需要，編寫了天寶DINI03電子水準儀數據預處理程序。

1 DINI03原始記錄格式分析

DINI03電子水準儀有2種數據格式：一種是REC E(M5)，另一種是REC 500[1]。其中，REC 500數據格式所包含的信息量較少，僅記錄了水準尺讀數和視距等基本信息；M5數據格式不但包括以上基本信息，而且還包含了數據塊和數據單位等大量信息，所以本文主要針對M5格式進行提取[2]。

M5格式的每一行包含119個字符，由“|”符號將數據分為6個數據塊。字符1-6為格式說明，字符8-16為數據行存儲地址，字符18-48為點名、時間、測量次數，字符50-71為前后視標識、讀數、單位，字符73-94為視距、單位，字符96-117為高程、單位，字符119為空格。

M5格式中：“Start-Line”表示測段的開始；“End-Line”表示測段的結束[3]；含有“#####”字符的行為無效行，表示該行數據作廢；“Station repeated”是測站重測標志，表示該行后的記錄是超限測站的重測記錄；“Measurement repeated”是單標尺重測標志，表示該行下一行記錄是對其上一行數據的重測。一個測段的最后兩行是該測段的觀測小結[4]。其中，“Sh”表示測段終止點和起始點高差，“Dz”表示高差不符值，“Db”表示后視距離總和，“Df”表示前視距離總和。

由于在觀測前，已經對儀器設置了各種限差值，在觀測過程中，如果有數據超限則不記錄數據，提示需要重新測量，因此得到的都是滿足要求的正確數據。本文主要對水準小結進行提取。

2 高差改正數的計算

根據《GB/T 12898—2009 國家三、四等水準測量規范》要求，對外業測量得到的數據，要進行高差改正，對電子水準儀觀測的高差也要進行改正。

1)測段高差的尺長改正數計算公式[5]為：

δ=H測×f

(1)

式中：H測為測段原始高差，單位為m；f為標尺改正系數，單位為mm/m。

2)測段高差的正常水準面不平行改正數的計算公式[5]為：

ε=-A×H×Δφ

(2)

式中：常系數A=0.000 001 537 1×sin2φ(φ取測段始末點平均緯度)；H為測段始、末近似高程平均值，單位為m；Δφ為測段末點減去始點緯度的差值，單位為′。

3 程序設計

3.1 算法實現思路

通過對原始記錄的分析，發現原始記錄是一些非常有規律的字符，且需要提取的測站信息都出現在每一測段的固定位置。

1)以“Start-Line”和“End-Line”作為標識符提取出所有測站的信息，并以每一測站為單元存放在“數組一”中。

2)調用“數組一”中的一個測站對其進行按行分割并存放在“數組二”中。

3)調用“數組二”中的成員并將其以“空格”為分割符分割后存放在“數組三”中。

經過上面3個步驟并使用3個嵌套的循環語句，就將需要的測站信息存放在了“數組三”中。

設每一個測段的行數為N。當N=2時，取“數組三”的第4個成員即為測段起點點號；當N=N-1時，取“數組三”的第4個成員即為測段終點點號，第5個成員即為測站數；第7個和第10個成員分別為后視累計距和前視累計距；當N=N-2時，取“數組三”的第6個成員即為測段高差。

4)將提取出的測段信息輸出。

3.2 程序主界面和操作步驟

設計了界面友好、操作簡單、可視化的運行界面如圖1所示。

圖1 程序運行界面Fig.1 Program operation interface

其操作步驟為：

1)查看“幫助”：介紹了程序運行注意事項。

2)點擊“提取”按鈕并選擇DINI03原始記錄即可得到相應的測段信息并顯示到程序界面。

3)點擊“保存”按鈕可將測段信息以.csv格式保存到計算機磁盤的任意位置。

4)對得到的.csv測段信息簡單編輯后導入到軟件高差改正模塊進行每米真長改正和正常水準面不平行改正。

5)導出科傻CODAPS軟件默認的平差格式。

4 實例計算分析

為了驗證程序開發的可用性，以某沉降觀測工程為例。該工程由1個已知點、9個未知點構成2個閉合環，觀測等級為三等，共往返測觀測了22段數據。經測試，人工提取出所有測段信息需用時30 min以上且偶爾會出現錯誤。用本程序提取用時不到10 s且避免了人為出錯。提取出的測站信息保存成.csv格式，如圖2所示。

圖2 保存的.csv格式測段信息Fig.2 Stored CSV format section information

對測站信息做簡單的編輯后導入到程序高差改正模塊完成高差改正并生成科傻CODAPS軟件對應的.IN1格式。

從提取數據到完成平差，總共用時不到5 min。經檢查，提取數據正確無誤。

5 結束語

電子水準儀記錄的原始數據具有格式固定、規律性強的特點。編寫的DINI03測站信息提取程序可以大量節約內業數據處理時間且避免了人工出錯，具有一定的應用價值。

若要提取其他類型的電子水準儀測站信息，只需對本程序源代碼做簡單的修改即可實現。

[1] 鄒積亭，江恒彪.DiNi12數字水準儀數據文件格式與讀取算法[J].北京測繪，2006(1)：55-57.

[2] 李維功，劉旭春，唐慶隆，等.DINI數字水準儀數據格式轉換及平差功能程序設計與實現[J].測繪通報，2007(7)：11-13.

[3] 王海城，何義斌.基于DINI12電子水準儀記錄數據標準化處理方法[J].測繪科學，2007，32(1)：112-114.

[4] 鄒進貴，余銳，紀志剛.DINI03數字水準儀內存記錄數據轉換方法研究[J].測繪地理信息，2013，38(4)：16-17.

[5] 中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局，中國國家標準化管理委員會.GB/T 12898—2009 國家三、四等水準測量規范[S].北京：中國標準出版社，2009.

Implementation of Data Pretreatment Program of DINI03 Electronic Level

NIU Juan，YAN Zhi-xue

(SurveyingDepartmentofXinjiangHydroelectricityInstituteofSurveyingandDesigning，ChangjiXinjiang831100，China)

This paper first analyzes the original records of electronic level Trimble DINI03 observation.Then，taking Studio Visual 2010 as a development platform，using C# language，the paper realizes the process of extracting the necessary information of leveling sections.Therefore，the program can extract the information needed for adjustment，including starting point name，end point name，the station number，cumulative distance of fore rod，cumulative distance of back rod，elevation difference，and can also calculate the number of elevation correction，such as the true length per meter correction，the normal level surface is not parallel correction.Finally，the program can also export the IN1 format of the CODAPS adjustment software required.

C #；elevation difference of measurement section；number of elevation correction；adjustment

2016-09-25

P 208

：B

：1007-9394(2016)04-0042-02

牛娟(1991～)，女，甘肅白銀人，學士，助理工程師，現主要從事水利水電相關測量方面的工作。