朱逍賢，余代俊，蒲朝旭

(1.成都理工大學(xué)現(xiàn)代工程測(cè)量技術(shù)及應(yīng)用研究所，四川 成都 610059； 2.成都市建筑職業(yè)中專校，四川 成都 610051)

GNSS控制網(wǎng)選點(diǎn)輔助程序的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

朱逍賢1，2*，余代俊1，蒲朝旭1

(1.成都理工大學(xué)現(xiàn)代工程測(cè)量技術(shù)及應(yīng)用研究所，四川 成都 610059； 2.成都市建筑職業(yè)中專校，四川 成都 610051)

目前，測(cè)量平面控制網(wǎng)主要采用GNSS方式布設(shè)。但傳統(tǒng)的GNSS控制網(wǎng)內(nèi)業(yè)圖上選點(diǎn)速度慢、復(fù)雜且容易出錯(cuò)，為此，筆者提出一種內(nèi)業(yè)選點(diǎn)的“一筆構(gòu)圖法”。在構(gòu)圖完成之后，再利用程序進(jìn)行控制點(diǎn)信息和邊信息的統(tǒng)計(jì)輸出檢查，當(dāng)滿足技術(shù)設(shè)計(jì)要求之后，即可進(jìn)行外業(yè)的踏勘埋石。實(shí)踐表明，該法能夠有效降低內(nèi)業(yè)選點(diǎn)的復(fù)雜度，提高工作效率。

控制網(wǎng)選點(diǎn)；點(diǎn)處理；邊處理；一筆構(gòu)圖法

1 引 言

GNSS控制網(wǎng)在測(cè)量平面基準(zhǔn)建立中是首選。GNSS控制網(wǎng)的布測(cè)一般要經(jīng)過(guò)圖上選點(diǎn)、實(shí)地踏勘調(diào)整點(diǎn)位、埋石、觀測(cè)和數(shù)據(jù)處理等步驟。圖上選點(diǎn)一般可以在CASS軟件上以測(cè)區(qū)地形圖或影像圖配以該區(qū)域邊界矢量圖為基礎(chǔ)，根據(jù)控制網(wǎng)等級(jí)、用途、交通情況和地物分布等進(jìn)行初步選點(diǎn)構(gòu)網(wǎng)，并檢查所構(gòu)網(wǎng)形是否滿足相應(yīng)GNSS等級(jí)網(wǎng)的平均邊長(zhǎng)要求和設(shè)計(jì)的點(diǎn)位數(shù)[1～4]，之后再進(jìn)行實(shí)地踏勘，進(jìn)而對(duì)網(wǎng)點(diǎn)位置進(jìn)行調(diào)整。

為了在圖上調(diào)整挪動(dòng)地面對(duì)應(yīng)的某點(diǎn)位時(shí)不因挪動(dòng)一點(diǎn)而拆散破壞相鄰各邊的圖形結(jié)構(gòu)，本文提出了一種內(nèi)業(yè)選點(diǎn)的“一筆構(gòu)圖法”。所謂“一筆構(gòu)圖法”即是在內(nèi)業(yè)選點(diǎn)時(shí)使用一條完整的多段線構(gòu)成全部預(yù)設(shè)網(wǎng)點(diǎn)之圖形，這樣，在調(diào)整挪動(dòng)某一點(diǎn)位時(shí)，只需用鼠標(biāo)選定該點(diǎn)并拖動(dòng)即可，而不致使網(wǎng)形散架。當(dāng)控制網(wǎng)規(guī)模較大、點(diǎn)數(shù)較多時(shí)，人工統(tǒng)計(jì)相關(guān)信息時(shí)往往易出錯(cuò)。本文提出了自動(dòng)統(tǒng)計(jì)點(diǎn)數(shù)及編號(hào)檢查，自動(dòng)統(tǒng)計(jì)全網(wǎng)邊數(shù)及平均邊長(zhǎng)的方法，并用程序加以實(shí)現(xiàn)，極大方便了控制網(wǎng)選點(diǎn)并提高了工作效率。

2 程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1 點(diǎn)融合處理

在進(jìn)行“一筆構(gòu)圖法”繪制時(shí)，一般是采用目視方法在CASS中進(jìn)行操作，有可能會(huì)造成所繪制的點(diǎn)或線由于目視識(shí)別誤差、捕捉未打開、捕捉錯(cuò)誤等原因而無(wú)法將所有的點(diǎn)或線都按照需要重合在一起，故在進(jìn)行相關(guān)信息統(tǒng)計(jì)時(shí)應(yīng)該先進(jìn)行點(diǎn)融合處理。

點(diǎn)融合處理即是通過(guò)程序?qū)⑸鲜鋈斯げ僮鳟a(chǎn)生的錯(cuò)誤進(jìn)行修復(fù)處理，其具體的實(shí)現(xiàn)步驟如下：

(1)獲取“一筆構(gòu)圖法”所繪制的折線；

(2)獲取該折線各個(gè)頂點(diǎn)坐標(biāo)，并且對(duì)每個(gè)頂點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)；

(3)循環(huán)找出距離每一個(gè)點(diǎn)的最近點(diǎn)；

(4)對(duì)(3)步中的數(shù)據(jù)按照最近點(diǎn)由多到少進(jìn)行排序；

(5)對(duì)(4)步排序后的數(shù)據(jù)按照最近點(diǎn)由多到少依次處理，前面已經(jīng)處理的點(diǎn)號(hào)后面直接跳過(guò)不予處理；

(6)將進(jìn)行點(diǎn)融合之后的數(shù)據(jù)按照(2)中的編號(hào)進(jìn)行排序，以便更新折線點(diǎn)坐標(biāo)；

(7)根據(jù)(6)中的數(shù)據(jù)修改圖中的折線，從而使需要重合在一起的點(diǎn)重合在一起。

需要特別說(shuō)明的是，(3)步中根據(jù)距離查找距離一個(gè)點(diǎn)的最近點(diǎn)，這里涉及一個(gè)閾值的問(wèn)題。由于GNSS測(cè)量規(guī)范中不可能允許兩個(gè)GNSS點(diǎn)之間的距離只有幾米或者幾十米，同時(shí)由于目視誤差也不可能達(dá)到幾百上千米的誤差，而且實(shí)際顯示器的大小、測(cè)區(qū)范圍等因素都可能影響目視誤差，故該項(xiàng)限差需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)置，比如 10 m、20 m等。

2.2 點(diǎn)號(hào)重復(fù)性檢查

在進(jìn)行點(diǎn)融合之后，才能夠進(jìn)行點(diǎn)號(hào)的編寫，這步通常采用手工直接在圖面進(jìn)行輸入填寫的方式，這就很容易在手工編寫點(diǎn)號(hào)時(shí)出現(xiàn)重復(fù)點(diǎn)號(hào)的情況，故必須進(jìn)行檢查。

進(jìn)行點(diǎn)號(hào)重復(fù)性檢查的具體實(shí)現(xiàn)思路如下：

(1)選擇用于查重的點(diǎn)號(hào)；

(2)循環(huán)比較各個(gè)點(diǎn)號(hào)，如果出現(xiàn)重復(fù)點(diǎn)號(hào)則進(jìn)行記錄；

(3)將(2)步中的處理結(jié)果在AutoCAD命令行進(jìn)行輸出，如果包含重復(fù)點(diǎn)號(hào)，則將重復(fù)點(diǎn)號(hào)文字進(jìn)行輸出，以便用戶進(jìn)行檢查。

2.3 點(diǎn)統(tǒng)計(jì)

控制點(diǎn)數(shù)量是GNSS控制網(wǎng)測(cè)量項(xiàng)目中一個(gè)重要指標(biāo)，控制點(diǎn)數(shù)量需按項(xiàng)目合同要求布設(shè)，直到滿足要求為止。

點(diǎn)數(shù)量統(tǒng)計(jì)的具體實(shí)現(xiàn)步驟如下：

(1)獲取需要統(tǒng)計(jì)的折線；

(2)按照2.1節(jié)中的思路先進(jìn)行點(diǎn)融合處理，以免統(tǒng)計(jì)出的點(diǎn)數(shù)量存在錯(cuò)誤；

(3)將進(jìn)行點(diǎn)融合之后的點(diǎn)坐標(biāo)序列進(jìn)行去重處理，以免同一個(gè)點(diǎn)被統(tǒng)計(jì)多次；

(4)將點(diǎn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行輸出。

2.4 邊統(tǒng)計(jì)

最長(zhǎng)最短邊長(zhǎng)和平均邊長(zhǎng)也是GNSS控制網(wǎng)設(shè)計(jì)中需要考慮的一個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)，如果最長(zhǎng)最短邊長(zhǎng)超限太多、平均邊長(zhǎng)不能滿足某一個(gè)等級(jí)的要求，則不能認(rèn)定所設(shè)計(jì)的控制網(wǎng)能夠滿足需求，需要重新進(jìn)行設(shè)計(jì)。

邊統(tǒng)計(jì)的具體實(shí)現(xiàn)步驟如下：

(1)選取需要統(tǒng)計(jì)的折線；

(2)按照2.1節(jié)中的思路先進(jìn)行點(diǎn)融合處理，以免統(tǒng)計(jì)出的邊信息存在錯(cuò)誤；

(3)根據(jù)點(diǎn)融合之后的折線組成線段集合；

(4)對(duì)(3)中所組成的線段集合進(jìn)行去重處理，刪除重復(fù)邊；

(5)統(tǒng)計(jì)去重之后的線段條數(shù)和長(zhǎng)度，并查找計(jì)算出最長(zhǎng)邊長(zhǎng)和最短邊長(zhǎng)；

(6)將統(tǒng)計(jì)計(jì)算出的平均邊長(zhǎng)和最長(zhǎng)最短邊長(zhǎng)進(jìn)行輸出。

2.5 點(diǎn)號(hào)縮放

當(dāng)打印輸出控制網(wǎng)圖的幅面有變，如A3或A4時(shí)，點(diǎn)號(hào)字體的大小要匹配網(wǎng)圖，因此點(diǎn)號(hào)縮放是必需的一個(gè)功能，在AutoCAD中，字體的縮放一般是按照其基點(diǎn)或者對(duì)齊點(diǎn)進(jìn)行縮放，這就會(huì)造成當(dāng)文字較小時(shí)，縮放后離其需要注記的點(diǎn)位置距離過(guò)遠(yuǎn)，文字較大時(shí)距離過(guò)近等問(wèn)題。此處的點(diǎn)號(hào)縮放是將文字的縮放中心調(diào)整為其所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)位置，這樣就會(huì)使文字的縮放更加合理。

其具體實(shí)現(xiàn)方法如下：

(1)選取進(jìn)行點(diǎn)號(hào)去重檢查之后的點(diǎn)號(hào)和進(jìn)行點(diǎn)融合之后的折線；

(2)將折線的頂點(diǎn)信息存入一個(gè)集合，點(diǎn)號(hào)的信息存入另一個(gè)集合；

(3)比較(2)中兩個(gè)集合的元素個(gè)數(shù)是否一致。如果不一致則提示用戶錯(cuò)誤原因，并且要求用戶重新選擇處理；

(4)匹配點(diǎn)號(hào)與頂點(diǎn)，按照距離最近進(jìn)行匹配；

(5)按照用戶輸入的縮放比例參數(shù)對(duì)文字以其匹配的頂點(diǎn)為中心進(jìn)行縮放。

3 效果展示

將2中所設(shè)計(jì)的功能利用ObjectARX .NET[5]編寫程序并且在AutoCAD 2006下測(cè)試通過(guò)。

為方便使用，將上述功能進(jìn)行了整合，放入AutoCAD的菜單中，如圖1所示。

圖1 控制網(wǎng)選點(diǎn)輔助程序菜單

3.1 點(diǎn)融合處理

在進(jìn)行點(diǎn)融合處理之前的效果如圖2所示，根據(jù)2.1節(jié)中的算法進(jìn)行點(diǎn)融合處理之后的效果如圖3所示。從圖3可以看出，需要捕捉在一起的點(diǎn)已經(jīng)捕捉在一起，而超過(guò)所設(shè)的限差的點(diǎn)則沒(méi)有被捕捉在一起，滿足了點(diǎn)融合的要求。

圖2 進(jìn)行點(diǎn)融合之前

圖3 進(jìn)行點(diǎn)融合之后

3.2 點(diǎn)號(hào)重復(fù)性檢查

在用戶手工編寫點(diǎn)號(hào)時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)類似于圖4的情況，造成圖中出現(xiàn)重復(fù)的點(diǎn)號(hào)，這就會(huì)造成后續(xù)點(diǎn)號(hào)個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)和點(diǎn)數(shù)量統(tǒng)計(jì)結(jié)果不一致的情況，故需要進(jìn)行點(diǎn)號(hào)重復(fù)性檢查。對(duì)圖4進(jìn)行重復(fù)性檢查得到的結(jié)果如圖5所示，提示圖4存在重復(fù)點(diǎn)號(hào)，并且輸出重復(fù)點(diǎn)號(hào)為G1和G6，這樣就方便用戶定位和修改錯(cuò)誤。如果用于選擇的點(diǎn)號(hào)個(gè)數(shù)與折線頂點(diǎn)去重之后的個(gè)數(shù)不一致時(shí)，程序同樣會(huì)提示用戶重新選擇，直到兩者一致時(shí)方能夠進(jìn)行后面的檢查。

圖4 進(jìn)行點(diǎn)號(hào)重復(fù)性檢查之前

圖5 點(diǎn)號(hào)重復(fù)性檢查結(jié)果

3.3 點(diǎn)統(tǒng)計(jì)

圖6為進(jìn)行點(diǎn)融合和點(diǎn)號(hào)重復(fù)檢查并修改之后的成果圖，對(duì)此圖進(jìn)行點(diǎn)統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果輸出如圖7所示，從輸出結(jié)果可以看出進(jìn)行點(diǎn)融合之后點(diǎn)的個(gè)數(shù)為8個(gè)，與圖6中正確標(biāo)注的點(diǎn)號(hào)的個(gè)數(shù)8個(gè)是一致的。

圖6 進(jìn)行3.1和3.2的檢查并修改后

圖7 點(diǎn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果

3.4 邊統(tǒng)計(jì)

同樣對(duì)圖6進(jìn)行邊統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖8所示。從圖中可以看出該折線剔除重復(fù)邊之后進(jìn)行統(tǒng)計(jì)得出的平均邊長(zhǎng)為 14.791 m，最長(zhǎng)邊為 21.459 m，最短邊為 9.180 m(注：此處的邊長(zhǎng)沒(méi)有考慮比例尺，實(shí)際工作中的邊長(zhǎng)應(yīng)該按照項(xiàng)目設(shè)計(jì)書中的要求進(jìn)行設(shè)計(jì))。

圖8 邊統(tǒng)計(jì)結(jié)果

3.5 點(diǎn)號(hào)縮放

對(duì)圖6中的點(diǎn)號(hào)進(jìn)行2倍縮放之后，其效果如圖9所示。圖10為AutoCAD中通過(guò)調(diào)整文字高度的方式進(jìn)行的字體自動(dòng)縮放，從圖中可以看出其為基于文字的對(duì)齊點(diǎn)或者文字的定位點(diǎn)進(jìn)行的縮放，無(wú)法達(dá)到圖9的效果，通過(guò)該方法的文字縮放能夠使文字更好的分布在圖中，從而達(dá)到更好的圖面效果。

圖9 點(diǎn)號(hào)縮放后效果

圖10 AutoCAD自帶縮放效果

4 結(jié) 論

本文對(duì)GNSS控制網(wǎng)圖上選點(diǎn)作業(yè)中存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析，指出了傳統(tǒng)繪圖方法的不足，針對(duì)這類問(wèn)題，提出了用“一筆構(gòu)圖法”進(jìn)行控制網(wǎng)的繪制方法。在利用了“一筆構(gòu)圖法”繪制控制網(wǎng)后，利用自編寫程序進(jìn)行點(diǎn)融合處理、點(diǎn)號(hào)重復(fù)性檢查、點(diǎn)數(shù)量統(tǒng)計(jì)、平均邊長(zhǎng)統(tǒng)計(jì)等各項(xiàng)處理及檢查，并滿足GNSS測(cè)量技術(shù)規(guī)定之后，即可進(jìn)行外業(yè)的后續(xù)埋石，大大提高了生產(chǎn)作業(yè)效率。

在后期的使用中，還可以根據(jù)需要進(jìn)行其他功能的添加，比如實(shí)現(xiàn)點(diǎn)號(hào)與點(diǎn)位的挪移聯(lián)動(dòng)，并且在聯(lián)動(dòng)時(shí)能夠考慮文字對(duì)線條的壓蓋[6～9]等問(wèn)題。

[1] CJJ/T 73-2010. 衛(wèi)星定位城市測(cè)量技術(shù)規(guī)范[S].

[2] GB/T 18314-2009. 全球定位系統(tǒng)(GPS)測(cè)量規(guī)范[S].

[3] 徐杰，孟黎，唐詩(shī)華等. 控制網(wǎng)選點(diǎn)系統(tǒng)的研究[J]. 測(cè)繪與空間地理信息，2008(1)：158～161.

[4] 吳春松，孫曉煒，王浩等. GPS控制網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計(jì)研究[J]. 硅谷，2012(20)：53，19.

[5] 李冠億. 深入淺出AutoCAD二次開發(fā)基礎(chǔ)[M]. 北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2012.

[6] 曾洪飛，張帆，盧擇臨. AutoCAD VBA & VB.NET開發(fā)基礎(chǔ)與實(shí)例教程[M]. 北京：中國(guó)電力出版社，2009.

[7] 楊孝安，王保國(guó). 基于CAD平臺(tái)的植被符號(hào)自動(dòng)移位[J]. 城市勘測(cè)，2008(1)：122～124.

[8] 李乃良，楊孝安. 基于AutoCAD的地形圖中高程注記的自動(dòng)移位[J]. 城市勘測(cè)，2008(2)：119～121.

[9] 付崇江，余代俊，王麗麗. 基于.NET平臺(tái)的CAD地形圖注記的自動(dòng)調(diào)整[J]. 工程勘察，2010(3)：84～90.

[10] 蒲朝旭，湯洪，林莉. 橢圓搜索方式高程注記智能移位方法[J]. 測(cè)繪科學(xué)，2015(3)：141～145.

TheDesignandImplementationofAuxiliarySelectionPointforGNSSControlNetwork

Zhu Xiaoxian1，2，Yu Daijun1，Pu Chaoxu1

(1.The Modern Engineering Measurement Techniques and Applications Institute，Chengdu University of Technology，Chengdu 610059，China； 2.Chengdu Architecture Vocational High School，Chengdu 610051，China)

At present，the measurement plane control network is mainly used GNSS.However，the traditional GNSS control network on the industry map is slowly，complex and error-prone，therefore，the author put forward a kind of interior design point method called “Once Drawing for Building Graphics Method”.After the drawing is completed，the program is used to statistical output the control point and side information and to check. When the technical design requirements are met，the excavation can be carried out.Practice shows this can effectively reduce the complexity of the internal selection point and improve the work efficiency.

selection point for control network；point processing；edge processing；once drawing for building graphics method

1672-8262(2017)06-143-04

P209

B

2017—02—28

朱逍賢(1987—)，女，碩士研究生，主要從事工程測(cè)量技術(shù)應(yīng)用及研究。