李 冰，余代俊

（成都理工大學 地球科學學院，四川 成都610059）

徠卡數(shù)字水準儀質(zhì)量好、精度高、操作方便，適應多種惡劣環(huán)境并且可以在保證測量精度的同時進行夜間作業(yè)［1］，因而廣泛用于地鐵、高速鐵路、基坑、大壩等監(jiān)測以及各種精密水準測量中。

對水準原始數(shù)據(jù)的編輯目前以兩種方法為主，一種是基于C＃語言對已有平臺進行二次開發(fā)，比如對徠卡的數(shù)據(jù)處理軟件LGO進行的二次開發(fā)［2］、基于PDA平臺的水準一體化測量系統(tǒng)的開發(fā)［3］；另外一種是基于VB語言以EXCEL為平臺的后處理程序設計。

可是當前多數(shù)徠卡數(shù)字水準儀數(shù)據(jù)處理程序大多以GSI格式原始數(shù)據(jù)為對象，以測量結(jié)果平差為導向進行設計［4］，忽略了測量數(shù)據(jù)的增減變更、替換，致使最終所需原始觀測數(shù)據(jù)紊亂。本文提出了原始觀測數(shù)據(jù)的整理重構(gòu)技術(shù)與方法，解決了在工程實踐中對原始觀測數(shù)據(jù)進行增減、替換繼而重新計算、輸出的難題。

1 格式選取

徠卡數(shù)字水準儀測量的數(shù)據(jù)會自動以二進制格式存儲在儀器內(nèi)存中，并且將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成多種格式，可以在數(shù)據(jù)輸出菜單下操作完成，格式分兩類，標準格式與自定義格式，標準格式分為XML與GSI，其中GSI分為GSI－8（數(shù)據(jù)位為8位）和GSI－16（數(shù)據(jù)位為16位）；自定義格式主要為TXT文本格式：英文顯示、只顯示測站高差、中文顯示。GSI與XML格式是以固定格式存儲的測量文件，處理時需采用徠卡公司研發(fā)的軟件Leica Geo Office（LGO）或Level Pak－Pr o進行處理［5］，由于 LGO 支持Leica所有儀器類型，以統(tǒng)一的方式管理TPS、GPS和水準數(shù)據(jù)，界面稍顯復雜，對使用者而言操作略顯繁瑣。使GSI與XML類文件時，需用專業(yè)軟件或程序語言進行訪問，并且熟悉其測量格式，對于多數(shù)工程人員而言操作過于復雜。

中文顯示的數(shù)據(jù)由標題部分（名稱、測段名、時間、起始點、開始高程）、數(shù)據(jù)部分（點號、中絲讀數(shù)、視距）和統(tǒng)計部分（本站視距、本站高差、累計視距、累計高差、目標高程、精度檢查）三部分構(gòu)成，并且數(shù)據(jù)部分文字與讀數(shù)的字符間隔固定。其樣式如圖1所示。

圖1 原始格式

水準測量及數(shù)據(jù)整理中，對原始數(shù)據(jù)要求：

1）不得擅自修改原始觀測數(shù)據(jù)。

2）原始觀測數(shù)據(jù)隨水準路線前進方向按照測段有序排列。

3）能夠快速讀取每個測段的高差與距離數(shù)據(jù)。

4）原始數(shù)據(jù)中間出現(xiàn)不合格數(shù)據(jù)時，可以用新觀測的數(shù)據(jù)進行替代，并且保持測段整體數(shù)據(jù)的規(guī)整。

2 程序設計

對原始數(shù)據(jù)格式分析后，采用易于操作的EXCEL平臺，通過調(diào)用宏，用VBA程序語言在后臺進行編輯處理，實現(xiàn)精確重構(gòu)，最后輸出原始格式的數(shù)據(jù)［6－7］。

2．1 數(shù)據(jù)導入

本程序?qū)霐?shù)據(jù)時采用EXCEL導入文本功能，使用分隔符時采用空格與自定義西文冒號，導入新建表格中。此外也可使用VBA程序語言中Add方法或者open語句實現(xiàn)將文本數(shù)據(jù)合理導入EXCEL文件。

2．2 限差檢查

在程序中預置各等級水準測量限差。對于四等水準測量前后視距差應小于3 m，前后視距累計視距差應小于10 m［8］，部分代碼：

For i＝1 To 180

If Abs（Sheet1．Cells（11＋10＊（j－1），5）．Val ue－Sheet1．Cells（12＋10＊ （j－1），5）．Val ue）＞3 Then

Msg Box"超限！"，vb OKCancel，"提醒"

End If

Next i

分析固定規(guī)律排列的原始數(shù)據(jù)，用For循環(huán)與if條件語句嵌套實現(xiàn)限差檢查［9］。

2．3 數(shù)據(jù)復制

復制功能主要是防止初始導入數(shù)據(jù)被改動，對部分數(shù)據(jù)賦予復制后的數(shù)值。

Sheets（"Sheet1"）．Select

Range（"A1：G1800"）．Select

Selection．Copy’對選中的單元格復制

Sheets（"Sheet3"）．Select

Cells．Select

ActiveSheet．Paste’對選中的單元格粘貼

2．4 計算表頭編制及各項數(shù)據(jù)統(tǒng)計

程序?qū)崿F(xiàn)對測站高差、測站視距、累計高差、累計視距的計算，計算通過調(diào)用單元格的VALUE屬性（cells（）．val ue），用賦值語句和計算公式實現(xiàn)，然后通過For循環(huán)計算出各個測站的數(shù)據(jù)與累計數(shù)據(jù)。實現(xiàn)界面如圖2所示。界面右側(cè)即為實現(xiàn)各項數(shù)據(jù)的統(tǒng)計計算。

圖2 編輯界面

2．5 讀數(shù)重檢、數(shù)據(jù)替代、精度保留、點號排列

對原始數(shù)據(jù)進行精確重構(gòu)并且以原格式輸出，要保證原始數(shù)據(jù)的準確無誤，因此在輸出前對數(shù)據(jù)進行檢核。

若原始數(shù)據(jù)中有一部分數(shù)據(jù)用剔除或重測后的新數(shù)據(jù)替代，累計視距和累計高差將不再正確，替換處相鄰測站的點號也不再連續(xù)。因此替換不正確的數(shù)值，用賦值以及For循環(huán)語句實現(xiàn)此功能，而點號要重新排列，代碼部分如下：

Sub變換點號（）

Di m i As Integer

For i＝1 To 180

Sheet3．Cells（11，3）．Value＝0

Sheet3．Cells（11＋10＊i，3）．Val ue＝Sheet3．

Cells（11＋10＊ （i－1），3）．Value＋1

Next i

For i＝1 To 180

Sheet3．Cells（12，3）．Val ue＝1

Sheet3．Cells（12＋10＊i，3）．Value＝Sheet3．

Cells（12＋10＊ （i－1），3）．Val ue＋1

Next i

End Sub

2．6 精確重構(gòu)并輸出

各項功能實現(xiàn)后可對原始數(shù)據(jù)進行原格式輸出：創(chuàng)建文本、寫入數(shù)據(jù)。創(chuàng)建文本代碼：

Set fso＝Create Object（"Scripting．FileSystemObject"）

filename＝"c：重構(gòu)后原始數(shù)據(jù)．txt"

Set sfile＝fso．Create Text File（filename）

寫入數(shù)據(jù)通過函數(shù)writeline（）循環(huán)調(diào)用逐行將未輸出的原始數(shù)據(jù)寫入文本［10］。需要注意的是，將原始數(shù)據(jù)引入時使用西文冒號以便分離文字與數(shù)值，因此重構(gòu)還應將冒號寫入輸出數(shù)據(jù)，此外文字之間、數(shù)字之間、文字與數(shù)字間的空格長短須與原格式保持一致。

3 實例分析

以雅安市某測區(qū)四等水準測量為例。作為雅安市山區(qū)土地確權(quán)項目控制測量的一部分，在I成雅41基（09）和I成雅45基（09）二個I等水準點的控制下，聯(lián)測了13個D級GPS點，由2條附合路線和2條閉合路線及1條支線組成四等水準網(wǎng)，共20個測段，計114．81 k m，平均測段長5．74 k m，最短測段長1．39 k m，最長測段長10．50 k m，如圖3所示。

圖3 水準線路

因項目工期緊迫，采取了先水準后聯(lián)測GPS點的施測方案，于是觀測數(shù)據(jù)主要分為一期水準觀測記錄，二期聯(lián)測GPS點水準記錄，而提交水準部分成果資料則要求按照GPS點分測段整齊提交，要求將兩期的水準外業(yè)觀測資料按測段整齊排列，方便檢查驗收，并且各測段高差與測段長度能夠方便取出。水準路線較長，數(shù)據(jù)量較大，如果采用傳統(tǒng)辦法只能使用表格分段處理，處理后在原始數(shù)據(jù)中進行編輯，耗時耗力易出差錯。在此采用水準數(shù)據(jù)重構(gòu)程序進行快速分類、處理。

4 成果分析

重構(gòu)前如圖4所示第一張圖片中的數(shù)據(jù)，相鄰測段不同周期的觀測數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果（累計視距、累計高差等）在上個測段的第12站與下個測段的第1站出現(xiàn)不連續(xù)。第二張重構(gòu)輸出后的數(shù)據(jù)與重構(gòu)前的相比，排列有序一致，各項統(tǒng)計數(shù)值正確，所需測段高程（或高差）可在測站末尾準確讀取。

圖4 成果圖

采用此程序設計方案，在保證原始數(shù)據(jù)完整性的前提下快速實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的替換、變更、處理以及精確重構(gòu)，在內(nèi)業(yè)處理中節(jié)省了大量時間，發(fā)揮了重要的作用。

5 結(jié)束語

本文采用的平臺實現(xiàn)了徠卡數(shù)字水準儀原始觀測數(shù)據(jù)可以增減變更、替換，通過程序計算、檢核，最終精確重構(gòu)輸出。整個過程也提供了一整套完整的原始數(shù)據(jù)編輯處理方案，與其他類似程序相比，其使用更加靈活簡便，只須調(diào)用對部分程序模塊，為水準測量觀測數(shù)據(jù)整理提供了一種簡單快捷的工具。

［1］ 陳小歌，余代俊，毛川．弱光線對數(shù)字水準儀測量的影響分析［J］．測繪工程，2014，23（2）：64－65．

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［3］ 楊睿，尹暉．Smart Sur vey水準測量一體化系統(tǒng)設計與開發(fā)［J］．測繪工程，2009，19（6）：49－52．

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［6］ 汪平，孫雪潔，許家琨，等．基于Visual Basic實現(xiàn)徠卡DNA03電子水準儀數(shù)據(jù)處理［J］．海洋測繪，2013（6）：56－58．

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