浅谈水准测量外内业一体化数据处理系统的设计与实现

韦绍福
（广西第二测绘院）

【摘　要】　本文对水准测量中的外业数据采集和内业数据处理的一些方法进行程序设计，并简单说明程序设计中各个模块所具备的功能，分析了软件实际应用过程中的作用与不足。
【关键词】　水准测量 Visual Basic 数据通信 高程概算

　　一、引言
　　在日常的测量工作中，测量地面点高程的工作，称为高程测量。即通过测定地面点与点之间的高差，并根据已知点的高程，求得未知点的高程。由于所使用的仪器和施测方法的不同，常用的高程测量可分为几何水准测量、三角高程测量和气压高程测量等方法。工程上常用的是几何水准测量和三角高程测量。但四等以上水准测量中，主要还是使用几何水准测量。以往的水准测量数据记录主要是通过人工手工记簿，内业数据处理也是通过人工手工计算或Excel（电子表格）编程计算，没有达到自动处理的效果，人为出错的概率也大大增高。本文将简要介绍如何用Visual Basic6.0设计水准测量外内业一体化数据处理系统。
　　二、系统概述和设计思想
　　水准测量外内业一体化数据处理系统是专门为水准测量外业数据采集、内业数据处理服务的应用软件，并能够与AutoCAD和NASEW（清华山维工程控制网微机平差系统）进行数据借口，可以进行各种辅助作图和成果平差。本应用软件兼顾实用性和易用性，其设计思想及实现的功能如下：
　　外业数据采集：使用PC-E500S电子手簿记性数据记录。
　　内业数据处理部分包括：数据通信、数据处理、高程概算、跨河水准、i角检查、数据输出、成果打印、窗口及帮助信息等功能。
　　内业数据数据处理过程：从PC-E500S把数据传入微机-数据检查-数据合并-制作路线基本作息-高差、距离、总站数、日期等信息采集-经纬度、重力常数等信息采集-高程概算-打印概算成果-打印观测手簿-打印手簿目录-成果平差-制作路线略图-最后是成果装订。
　　三、菜单系统设计
　　本软件要求在WINDOWS上运行，所有界面、提示均为中文，所有操作和命令以支持鼠标为主，界面风格与WINDOWS相似，具有菜单、工具条。使用Visual Basic6.0菜单编辑器可以实现下拉式菜单的设计，根据实际需要，系统的菜单设计如下：

图1 水准测量外内业一体化数据处理系统菜单略图

　　四、各模块功能描述
　　1、数据交换：数据交换菜单下包含：数据通讯、数据合并和退出三个功能。
　　1.1 数据通讯：数据通讯提供三种选择：E500→微机（数据）、E500→微机（程序）、微机→E500（程序）。第一种选择是把观测数据从E500通信到微机，第二种选择是把应用程序从E500通信到微机，第三种选择是把应用程序从微机通信到E500。如下图：

图2 数据通讯选项示意图

　　1.2 数据合并：数据合并是把每天或每段观测数据合并到一起，以便进行数据处理及计算。
　　1.3 数据转换：数据转换是观测数据根据需要转换成不同的数据格式，以便与其他软件进行共享。
　　2、数据处理
　　数据处理菜单下包含：限差检查、观测手簿打印二个功能。
　　2.1 限差检查
　　限差检查是对外业采集的数据进行各种限差检查，包括对数据的各种格式和水准测量规范要求的所有限差项目及数据之间的相互关系等进行检查。并且把检查结果显示。
　　2.2 成果打印：成果打印是本软件核心模块之一，有手簿打印、手簿目录打印两项选择。手簿打印时有奇数页、偶数页、全部打印供选择，也具备有打印手簿中某一页的功能。手簿目录打印时，根据提供的起始页码，自动地把观测手簿的目录打印出来。
　　3、高程概算
　　高程概算菜单下包含：路线信息采集、手簿数据采集、经纬度数据采集、高程概算和概算成果打印五个功能。
　　3.1 路线信息采集：路线信息采集是把路线名、起闭点高程、仪器型号、标尺的尺长改正等项目填好或选好，供概算时采用。
　　3.2 手簿数据采集：手簿数据采集是把各测段的往返测的测站数、高差、测段长、日期及天气情况、各水准点的重力常数等信息的收集。选择合并好的数据文件，再点击数据采集按钮即可。
　　3.3 经纬度数据采集：经纬度数据采集是把各个水准点的点名、经纬度及点位说明和所在地情况等信息的采集。
　　3.4 高程概算：高程概算是把以上采集好的各项数据集中进行处理，处理完显示概算信息。生成一个文件名与数据文件名一样，后缀为*.lpt的打印文件。
　　3.5 概算成果打印：概算成果打印是把概算结果用打印机打印出来，其表格格式及内容与水准规范的样本一样。根据自己需要可以选择打印路线信息、打印不平行改正、打印高程概算中的某一项进行打印。
　　4、跨河水准
　　观测跨河水准时，根据规范进行观测，使用PC-500E电子手簿记录。打印观测跨河水准成果时，有河宽在200-300米之间，小于200米，和三角高程三项内容可供选择，根据观测方法不同选择相应的项目打印。
　　5、文件管理
　　文件管理菜单下包含：文件输出和文件编辑两个功能。
　　5.1 文件输出有路线网图文件、路线纵断面文件、平差MSM文件三项内容可供选择，根据需要进行选择输出。
　　5.1.1 输出路线网图文件，是为了利用CASS软件制作水准路线略图而设置的，它利用经纬度的相互关系生成的交换文件（*.CAS）。作图时打开CASS软件利用读入交换文件的功能把文件读入，就能把点位和点名展上，再适当编辑即可。
　　5.1.2 路线纵断面文件，是增加对数据检查的一个手段，即根据往返观测路线的纵断面图显示的起伏情况，判断出数据的真实性（往返的观测路线相同）。加上实地的通视情况及总站数等因素，对观测路线的难易程度的评定提供参考。
　　5.1.3 平差MSM文件，是与清华山维平差系统进行对接。通过输出的平差文件，可以直接在清华山维平差系统进行平差。输出时有按距离、按测站的平差选择。
　　5.1.4 手簿目录文件，当水准路线中出现跨河水准，合并的数据分为若干段，不能直接打印手簿目录。这时可以利用这个功能输出若干个目录文件，再用EXCEL电子表格进行合并编辑，这样处理会方便一些。
　　5.2 文件编辑
　　文件编辑，与写字板的功能一样，能编辑各类文本文件。
　　角检查、窗口和帮助三个功能比较简单，篇幅有限不给予讲解。至此，水准测量外内业一体化数据处理系统就基本完成了，可以进行编辑，编辑成功后就可以生成一个可供直接运行的可执行文件EXE。当然，也可以打包，制成安装光盘。
　　五、结束语
　　本系统经过2001、2002年的广西三、四等水准复测与改造的实际应用，实现了外业数据采集到内业数据处理的一体化，提高了工作效率，也给数据管理到整体网平差提供了方便。在近两年的区域控制网测量中，也得到充分应用，但在实践中也发现了一些不足，有待进一步改进，比如在控制网中既有几何水准又有三角高程时，就不能很好地输出平差数据等。随着在实际应用中的不断改进，这功能将会根据需要逐步得到完善。附几个程序界面：