基于掌上電腦的線路測繪軟件研制

周宏達 李建 葛山運 王云

重慶工程職業(yè)技術(shù)學院，重慶 400037

基于掌上電腦的線路測繪軟件研制

周宏達 李建 葛山運 王云

重慶工程職業(yè)技術(shù)學院，重慶 400037

為減輕線路測繪人員野外作業(yè)強度，編者利用Microsoft Visual Studio 2008軟件開發(fā)工具，成功開發(fā)出在Pocket PC上運行的線路測繪軟件系統(tǒng)。本文詳細闡述該系統(tǒng)的設(shè)計思想及具體實現(xiàn)方法，接著論述系統(tǒng)中導線測量、水準測量、坐標換算及換帶計算、放樣測量、道路縱橫斷面測繪模塊的具體實現(xiàn)，并通過一些工程項目對該軟件系統(tǒng)進行檢驗后，提出結(jié)論。

Pocket PC；Microsoft Visual Studio；線路測量軟件；軟件研制

pocket PC；microsoft visual studio；line measurement software；software development

引言

隨著測繪內(nèi)外業(yè)一體化、自動化程度的提高，電子手簿在外業(yè)記錄中應(yīng)用日益增多。目前，掌上電腦（Pocket PC）和便攜機已廣泛應(yīng)用于道路測量、管線測量、地形圖測繪等測量工作中，在外業(yè)數(shù)據(jù)采集和處理中發(fā)揮了重大作用。Pocket PC，具有便攜易用，功能強大，供電時間長等優(yōu)點，因而使用越來越廣泛。本文主要利用Visual Studio 2008軟件開發(fā)工具，研制出在Pocket PC運行的軟件解決線路測量項目中具體測繪問題。

1 Pocket PC操作系統(tǒng)及開發(fā)工具概述

1.1 Pocket PC概述

Pocket PC集中了計算、多媒體、網(wǎng)絡(luò)等多種功能，其主要由硬件和軟件兩部分組成。一臺典型Pocket PC設(shè)備硬件部分主要由CPU、存儲卡、觸摸屏、控制按鈕等組成；軟件部分由操作系統(tǒng)、內(nèi)置應(yīng)用程序和用戶應(yīng)用程序三部分構(gòu)成。

1.2 Windows CE概述

Windows CE是目前使用最廣泛的Pocket PC操作系統(tǒng)之一。測繪行業(yè)中，大多數(shù)全站儀、GPS接收機、電子手簿都使用該系統(tǒng)。該系統(tǒng)由Microsoft公司專為信息設(shè)備、嵌入式應(yīng)用等設(shè)計，是一款基于Win 32 API與處理器無關(guān)的嵌入式操作系統(tǒng)。其主要包含內(nèi)核、對象存儲/文件系統(tǒng)、GWES和網(wǎng)絡(luò)與通信四大模塊。

1.3 Microsoft Visual Studio 2008概述

Microsoft Visual Studio 2008是Microsoft公司設(shè)計的面向Windows Vista、Office 2007、Web 2.0的新一代開發(fā)工具，也能進行Pocket PC應(yīng)用程序開發(fā)。它提供了強大、方便的開發(fā)環(huán)境，使開發(fā)者可以輕松地設(shè)計功能強大，方便實用的應(yīng)用程序。

2 軟件需求分析及概要設(shè)計

2.1 設(shè)計目標

本軟件系統(tǒng)主要為線路測繪工作者減輕野外工作強度，提高工作效率而設(shè)計。系統(tǒng)應(yīng)滿足線路測繪外業(yè)數(shù)據(jù)處理的需要，計算結(jié)果正確，符合國家規(guī)范要求，且操作簡便，便于測繪人員使用。另外，本系統(tǒng)還應(yīng)有較高的穩(wěn)定性、實用性和可擴展性。

2.2 概要設(shè)計

線路測繪工作主要由控制測量和坐標放樣兩大類工作構(gòu)成。根據(jù)實際工作要求，本系統(tǒng)主要設(shè)計以下五個功能模塊（如圖1所示）：

圖1 主要功能模塊

2.3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)采用結(jié)構(gòu)體管理觀測數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)流概況如圖2所示：

圖 2 數(shù)據(jù)流概況圖

3 軟件設(shè)計與實現(xiàn)

3.1 導線測量模塊

線路測繪項目中，導線測量主要進行5秒、10秒級及圖根導線測量。本模塊完成上述三種級別導線測量數(shù)據(jù)處理。原始觀測數(shù)據(jù)可由程序在全站儀中直接讀取，也可手工輸入。某測站10秒級導線測量觀測數(shù)據(jù)錄入界面如圖3所示。

在本模塊中還設(shè)計有測站名稱修改、觀測數(shù)據(jù)查詢、測量成果查詢、支導線點測量等實用功能。

3.2 水準測量模塊

線路測繪項目中，普遍使用的水準測量只有三、四等和等外水準，本模塊主要針對上述水準測量工作任務(wù)進行開發(fā)。

水準測量外業(yè)工作需要記錄原始觀測數(shù)據(jù)，并實時對該數(shù)據(jù)進行超限檢查，判定測站成果合格后，才允許遷站。輸入原始觀測數(shù)據(jù)后，本軟件會根據(jù)指定的水準測量等級，依據(jù)相關(guān)國家標準，自動檢查各項限差，判定其是否超限。若超限，則提示測量人員該站重測；若合格，則自動保存該站數(shù)據(jù)。當整條單一水準路線施測完畢后，本軟件自動判定閉合差是否超限。若超限，提示測量人員重測；若合格，給出簡易平差成果。圖4所示為某一附合水準路線簡易平差成果。

圖 3 10秒級導線測量觀測數(shù)據(jù)錄入界面

圖 4 簡易平差成果

3.3 坐標換算及換帶計算模塊

在眾多線路測繪工程項目中，坐標換算及換帶計算運用相當普遍。本模塊實現(xiàn)了北京54坐標系與80國家大地坐標系坐標換算，大地正反算，六度帶、三度帶、任意度帶之間換帶計算等程序模塊，便于線路測繪人員使用。圖5為六度帶與三度帶之間換帶計算程序界面。

圖 5 換帶計算程序界面

3.4 放樣測量模塊

放樣測量是線路測繪工作的重點內(nèi)容。其中，極坐標放樣是最常用的放樣方法。本模塊成功實現(xiàn)了單點放樣、直線放樣、圓弧線放樣、緩和曲線放樣等功能，并在放樣同時進行放樣檢測，顯示放樣誤差。

不管是直線或曲線放樣，在設(shè)計確定其特征要素后都要計算該線路上各放樣點的坐標。某線路部分特征點坐標計算結(jié)果如圖6所示。

圖 6 坐標計算結(jié)果

在查看各放樣點的坐標的同時，可選中某個放樣點，單擊“點位放樣”按鈕，進入點位放樣程序模塊，利用測繪儀器，完成該點的放樣工作。

3.5 道路縱、橫斷面測繪模塊

道路縱、橫斷面測繪作業(yè)任務(wù)就是測量線路中心位置平行或垂直于線路方向的地面起伏情況并繪制縱、橫斷面圖形，為線路設(shè)計、計算路基土石方量等提供依據(jù)。

道路縱、橫斷面測繪作業(yè)人員首先進行縱、橫斷面方向定向，然后以線路起始點或線路中線點作為起算點，分別施測其它特征點，測定各特征點與起算點間水平距離和高差。最后，本模塊根據(jù)各特征點數(shù)據(jù)繪出縱、橫斷面圖。某橫斷面測量的數(shù)據(jù)輸入界面如圖7示。

圖 7 某橫斷面測量數(shù)據(jù)輸入界面

由于篇幅限制，本文中未列出以上線路測繪軟件設(shè)計所需的測繪學原理與公式。本軟件系統(tǒng)通過眾多線路測繪工程項目驗證，其數(shù)據(jù)處理成果符合國家相關(guān)標準規(guī)范要求，證明該軟件系統(tǒng)是可行的。

4 結(jié)論

Pocket PC具有體積小、易攜帶、功能強等優(yōu)點，現(xiàn)已逐步成為測量內(nèi)外業(yè)一體化不可缺少的工具。本文重點對基于Pocket PC上運行的線路測繪軟件系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)進行了詳細闡述。該軟件系統(tǒng)具備良好的數(shù)據(jù)處理功能，在一定程度上滿足了線路測繪人員作業(yè)需求，大幅提高他們的工作效率。

[1]Total Training Microsoft Visual Studio 2008:Essentials - Featuring Windows Forms，Microsoft Press，2009

[2]潘正風等.數(shù)字測圖原理與方法（第二版）.武漢：武漢大學出版社，2009

[3]張正祿等.工程測量學.武漢：武漢大學出版社，2005

Pocket PC Line Measurement Software Development

ZHOU Hongda1LI Jian2GE Shanyun3WANG Yun4

1-4 Chongqing Vocational Institute of Engineering, Chongqing 400037

In order to alleviate the line surveyors field work intensity, editor using Microsoft Visual Studio 2008 software development tools, successfully developed a line measuring software system running on the Pocket PC. This article describes the design ideas of the system and the specific method, then discusses the traverse survey, leveling, coordinate conversion,stakeout,vertical and horizontal crosssection measurements modules to achieve. Through a number of projects to test the software system,with its conclusions.

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.09.048