鄒進貴，余 銳，陳 健

(1．武漢大學測繪學院，湖北武漢430079;2．精密工程與工業(yè)測量國家測繪地理信息局重點實驗室，湖北武漢430079)

一、引 言

數(shù)字子水準儀又稱電子水準儀，它是以自動安平水準儀為基礎，在望遠鏡光路中增加了分光鏡和探測器(CCD)，并采用條碼標尺和圖像處理電子系統(tǒng)構(gòu)成的光機電測一體化的高科技產(chǎn)品。采用傳統(tǒng)水準標尺時，又可像一般自動安平水準儀一樣使用。它具有以下特點：① 讀數(shù)客觀，不存在誤差、誤記問題，沒有人為讀數(shù)誤差;②精度高，視線高和視距讀數(shù)都是采用大量條碼分劃圖像經(jīng)處理后取平均得出來的，因此削弱了標尺分劃誤差的影響;③速度快，由于省去了報數(shù)、聽記、現(xiàn)場計算的時間及人為出錯的重測數(shù)量，測量時間與傳統(tǒng)儀器相比可以節(jié)省1/3左右;④ 效率高，只需調(diào)焦和按鍵就可以自動讀數(shù)，減輕了勞動強度[1]。

基于以上原因，數(shù)字水準儀深受廣大測量者的青睞，并廣泛應用于工程測量、結(jié)構(gòu)和沉降觀測及高精度水準測量中。但是，目前的數(shù)字水準儀的數(shù)據(jù)成果都是以文件的形式進行存儲，而文件格式都不能直接應用于常規(guī)的平差軟件(如科傻，GNPS)，需要人工進行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，這在很大程度上制約了數(shù)字水準儀的使用和推廣[2]。因此，筆者結(jié)合索佳的SDL30數(shù)字水準儀的原始數(shù)據(jù)格式，研究轉(zhuǎn)換方法，并用Visual C++6．0編寫數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換軟件。

二、SDL30數(shù)字水準儀數(shù)據(jù)記錄格式分析

索佳的SDL30數(shù)字水準儀原始數(shù)據(jù)格式有兩種：SDR2X和 CSV。下面就這兩種格式作詳細說明。

1．SDR2X數(shù)據(jù)格式分析

1)SDR2X原始數(shù)據(jù)格式每行長度固定，有效數(shù)據(jù)行為69個字符。其中，第1～4個字符為標識符;第5～8個字符為點號;第9～18個字符為視距;第19～28個字符為中絲讀數(shù);第29～30個字符為測量模式標識?！癇S”為后視標識，“FS”為前視標識，后面的字符為測站標識符。

2)每個測站開始的上一行為測站標識，表示測站的數(shù)量。一個測站的有效數(shù)據(jù)行為4行。

4)一個SDR2X文件為一個測段，中間的測站為轉(zhuǎn)點。數(shù)據(jù)記錄格式如圖1所示。

圖1 SDR2X原始數(shù)據(jù)格式

2．CSV數(shù)據(jù)格式分析

1)CSV原始數(shù)據(jù)格式第1行為文件頭信息，包括儀器類型、文件名、測站數(shù)量等信息。

2)有效數(shù)據(jù)行長度不固定，共分為8個部門，每個部分用“，”隔開。第1部分為編號，從0001開始累加;第2部分記錄點名;第3、4部分為標識符;第5部分記錄前后視標志;第6部分為視距讀數(shù);第7部分為中絲讀數(shù);第8部分為累積高差。

3)一個CSV文件為一個測段，中間的測站為轉(zhuǎn)點。數(shù)據(jù)記錄格式如圖2所示。

圖2 CSV原始數(shù)據(jù)格式

三、程序設計實現(xiàn)

GNPS數(shù)據(jù)處理軟件能夠很好地處理水準測量數(shù)據(jù)，生成原始觀測手簿、測段信息、進行平差處理、生成網(wǎng)平差報告。GNPS數(shù)據(jù)處理軟件需要固定的數(shù)據(jù)格式，一行一個測站信息，按照后前前后的順序排列，分別為水準點名、-1(標識符)、視距、中絲讀數(shù)，中間測站的點名就用-1表示。如圖3所示。本文按照GNPS軟件需要的數(shù)據(jù)格式，將SDL30的原始數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)化成相應的格式。

圖3 GNPS軟件要求的數(shù)據(jù)格式

1)測段提取。逐行讀取數(shù)據(jù)，對于SDR2X文件來說，長度小于69的行為無效數(shù)據(jù)行，應該舍去;對于CSV格式來說，從第2行開始讀取數(shù)據(jù)。提取出第1個測站的后視點號，提取出最后一個測站的前視點號。它們?yōu)樗枰乃疁庶c，其余點號為轉(zhuǎn)點，無須存儲點號[3]。

2)測站提取。對于SDR2X文件來說，長度小于69的行為無效數(shù)據(jù)行，應該舍去;對于CSV格式來說，從第1行開始讀取數(shù)據(jù)。每4行為一個測站，按照要求提取出視距和中絲讀數(shù)，并根據(jù)前兩行的BS或者FS記錄下測量模式。

3)成果保存。測站的數(shù)據(jù)提取完畢后，如果是水準點，則存入點名;如果是轉(zhuǎn)點，則在文件中寫入-1表示點名。根據(jù)測量模式，調(diào)整寫入文件的順序，統(tǒng)一按照后視距、后中絲讀數(shù)、前視距、前中絲讀數(shù)、前視距、前中絲讀數(shù)、后視距、后中絲讀數(shù)的順序?qū)懭胛募小?/p>

四、工程應用

現(xiàn)以某工程的三四等水準測量為例，說明數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換程序的操作流程[4](如圖4所示)。

1)運行“SDL30原始數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換軟件”，出現(xiàn)如圖5所示的程序界面。

2)選擇文件的數(shù)據(jù)格式，打開需要轉(zhuǎn)換的文件，由于一個文件為一個測站，因此需要同時選擇多個文件，轉(zhuǎn)換的結(jié)果保存在后綴名為GSO的文件，用戶可以瀏覽保存路徑。

3)程序根據(jù)用戶選擇的數(shù)據(jù)格式文件進行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換結(jié)果如圖6所示。

圖4 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換編程思路

圖5 程序主界面[5]

圖6 SDL30轉(zhuǎn)化實例

從圖6可以看出，第1個水準點為0001，后面一個為0015，中間為轉(zhuǎn)點，故點號標識為 -1。將圖6與圖1或者圖2進行對比，以某一測站為例可以看出，轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)剔除了無效數(shù)據(jù)行，并且是按照后前前后的順序進行排列，轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)是正確的[6]。

五、結(jié)束語

本文基于Visual C++開發(fā)的索佳SDL30數(shù)字水準儀格式轉(zhuǎn)換軟件，極大地提高了內(nèi)外業(yè)測量的一體化，大大減少了水準測量的內(nèi)業(yè)工作量，避免了人工出錯，提高了工作效率，對其他的水準測量原始數(shù)據(jù)文件具有很好的借鑒意義。

[1]王海城，鄒進貴，劉琦．DINI12電子水準儀記錄數(shù)據(jù)標準化處理方法[J]．地理空間信息，2007．10(5)，111-113．

[2]吳克勝，雷順文．天寶dini03電子水準儀數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換[J]．安徽建筑，2011(6)，183-185．

[3]王太松，韓勇．電子水準儀數(shù)據(jù)自動傳輸記錄程序的研發(fā)[J]．測繪與空間地理信息，2010．2(1)，180-182．

[4]GB/T12898—2009國家三、四等水準測量規(guī)范[S]．北京：中國標準出版社，2009．

[5]王育堅．Visual C++面向?qū)ο缶幊探坛蘙M]．北京：清華大學出版社，2003．

[6]侯建國，荊體賢．PC—E500外業(yè)記錄程序的開發(fā)和應用[J]．測繪通報，2000(7)：33-34．