牛 娟，閆志學(xué)

(新疆水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院測繪工程院，新疆 昌吉 831100)

DINI03電子水準(zhǔn)儀數(shù)據(jù)預(yù)處理程序?qū)崿F(xiàn)

牛 娟，閆志學(xué)

(新疆水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院測繪工程院，新疆 昌吉 831100)

在對天寶DINI03電子水準(zhǔn)儀觀測的原始記錄分析的基礎(chǔ)上，以Visual Studio 2010作為開發(fā)平臺用C#語言實(shí)現(xiàn)了提取水準(zhǔn)測段必要信息的程序。該程序可以提取出測段的起始點(diǎn)點(diǎn)名、終止點(diǎn)點(diǎn)名、測站數(shù)、前尺累計(jì)距、后尺累計(jì)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(zhǔn)面不平行改正等高差改正數(shù)的計(jì)算并導(dǎo)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(shù)；平差

0 引言

科技的進(jìn)步推動(dòng)了測繪儀器設(shè)備和測量手段的發(fā)展，近年來出現(xiàn)的電子水準(zhǔn)儀以其自動(dòng)化程度高、觀測精度高、效率高等優(yōu)點(diǎn)被廣泛的應(yīng)用于各種工程測量中。但其觀測的原始記錄不能直接導(dǎo)入到常規(guī)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(jìn)行編輯。對測段數(shù)較多的觀測記錄，人工編輯過程消耗時(shí)間長且容易產(chǎn)生錯(cuò)誤。本文根據(jù)工作需要，編寫了天寶DINI03電子水準(zhǔn)儀數(shù)據(jù)預(yù)處理程序。

1 DINI03原始記錄格式分析

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

M5格式的每一行包含119個(gè)字符，由“|”符號將數(shù)據(jù)分為6個(gè)數(shù)據(jù)塊。字符1-6為格式說明，字符8-16為數(shù)據(jù)行存儲地址，字符18-48為點(diǎn)名、時(shí)間、測量次數(shù)，字符50-71為前后視標(biāo)識、讀數(shù)、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(jié)束[3]；含有“#####”字符的行為無效行，表示該行數(shù)據(jù)作廢；“Station repeated”是測站重測標(biāo)志，表示該行后的記錄是超限測站的重測記錄；“Measurement repeated”是單標(biāo)尺重測標(biāo)志，表示該行下一行記錄是對其上一行數(shù)據(jù)的重測。一個(gè)測段的最后兩行是該測段的觀測小結(jié)[4]。其中，“Sh”表示測段終止點(diǎn)和起始點(diǎn)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(jīng)對儀器設(shè)置了各種限差值，在觀測過程中，如果有數(shù)據(jù)超限則不記錄數(shù)據(jù)，提示需要重新測量，因此得到的都是滿足要求的正確數(shù)據(jù)。本文主要對水準(zhǔn)小結(jié)進(jìn)行提取。

2 高差改正數(shù)的計(jì)算

根據(jù)《GB/T 12898—2009 國家三、四等水準(zhǔn)測量規(guī)范》要求，對外業(yè)測量得到的數(shù)據(jù)，要進(jìn)行高差改正，對電子水準(zhǔn)儀觀測的高差也要進(jìn)行改正。

1)測段高差的尺長改正數(shù)計(jì)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(biāo)尺改正系數(shù)，單位為mm/m。

2)測段高差的正常水準(zhǔn)面不平行改正數(shù)的計(jì)算公式[5]為：

ε=-A×H×Δφ

(2)

式中：常系數(shù)A=0.000 001 537 1×sin2φ(φ取測段始末點(diǎn)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(diǎn)減去始點(diǎn)緯度的差值，單位為′。

3 程序設(shè)計(jì)

3.1 算法實(shí)現(xiàn)思路

通過對原始記錄的分析，發(fā)現(xiàn)原始記錄是一些非常有規(guī)律的字符，且需要提取的測站信息都出現(xiàn)在每一測段的固定位置。

1)以“Start-Line”和“End-Line”作為標(biāo)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(shù)組一”中。

2)調(diào)用“數(shù)組一”中的一個(gè)測站對其進(jìn)行按行分割并存放在“數(shù)組二”中。

3)調(diào)用“數(shù)組二”中的成員并將其以“空格”為分割符分割后存放在“數(shù)組三”中。

經(jīng)過上面3個(gè)步驟并使用3個(gè)嵌套的循環(huán)語句，就將需要的測站信息存放在了“數(shù)組三”中。

設(shè)每一個(gè)測段的行數(shù)為N。當(dāng)N=2時(shí)，取“數(shù)組三”的第4個(gè)成員即為測段起點(diǎn)點(diǎn)號；當(dāng)N=N-1時(shí)，取“數(shù)組三”的第4個(gè)成員即為測段終點(diǎn)點(diǎn)號，第5個(gè)成員即為測站數(shù)；第7個(gè)和第10個(gè)成員分別為后視累計(jì)距和前視累計(jì)距；當(dāng)N=N-2時(shí)，取“數(shù)組三”的第6個(gè)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(shè)計(jì)了界面友好、操作簡單、可視化的運(yùn)行界面如圖1所示。

圖1 程序運(yùn)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(yùn)行注意事項(xiàng)。

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

3)點(diǎn)擊“保存”按鈕可將測段信息以.csv格式保存到計(jì)算機(jī)磁盤的任意位置。

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

5)導(dǎo)出科傻CODAPS軟件默認(rèn)的平差格式。

4 實(shí)例計(jì)算分析

為了驗(yàn)證程序開發(fā)的可用性，以某沉降觀測工程為例。該工程由1個(gè)已知點(diǎn)、9個(gè)未知點(diǎn)構(gòu)成2個(gè)閉合環(huán)，觀測等級為三等，共往返測觀測了22段數(shù)據(jù)。經(jīng)測試，人工提取出所有測段信息需用時(shí)30 min以上且偶爾會出現(xiàn)錯(cuò)誤。用本程序提取用時(shí)不到10 s且避免了人為出錯(cuò)。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(dǎo)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(yīng)的.IN1格式。

從提取數(shù)據(jù)到完成平差，總共用時(shí)不到5 min。經(jīng)檢查，提取數(shù)據(jù)正確無誤。

5 結(jié)束語

電子水準(zhǔn)儀記錄的原始數(shù)據(jù)具有格式固定、規(guī)律性強(qiáng)的特點(diǎn)。編寫的DINI03測站信息提取程序可以大量節(jié)約內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理時(shí)間且避免了人工出錯(cuò)，具有一定的應(yīng)用價(jià)值。

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

[1] 鄒積亭，江恒彪.DiNi12數(shù)字水準(zhǔn)儀數(shù)據(jù)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(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)：11-13.

[3] 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.

[4] 鄒進(jìn)貴，余銳，紀(jì)志剛.DINI03數(shù)字水準(zhǔn)儀內(nèi)存記錄數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)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(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會.GB/T 12898—2009 國家三、四等水準(zhǔn)測量規(guī)范[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)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(xué)士，助理工程師，現(xiàn)主要從事水利水電相關(guān)測量方面的工作。