輸電線路測量外業數據一體化管理程序設計

徐 輝， 胡吉倫， 周 勇， 龍 維

（1.中南電力設計院，湖北 武漢 430071）

在輸電線路工程施工圖設計階段勘測設計（簡稱“終勘”）中，測量外業數據處理是為設計專業提供基礎地理信息模型的基礎性工作。在數據處理過程中，由于采集的數據量大,需要進行大量的分類處理工作。由于檢索功能較少，數據校核檢查不方便，坐標數據與全站儀測量數據分開管理等原因，往往會產生意想不到的差錯，特別是在特高壓輸電線路工程中，問題顯得尤其突出。因此，對采集的大量測量外業數據進行有效管理，提高測量外業數據處理的質量和效率，具有十分重要的意義。研究開發了適應輸電線路測量外業數據一體化管理程序，對用戶采集的各類型數據提供輸入接口，進行統一管理，并開發針對性的數據處理接口，與數據處理軟件進行無縫銜接，提高了測量外業數據處理的質量和效率，具有較強的推廣應用價值。

1 數據一體化管理的需求分析

外業數據的一體化管理是為了提供高效的數據分類、編輯、查詢與校核，滿足后續數據處理的要求，為數據處理提供統一格式的原始輸入。本管理程序需要交互的系統如下：

1）輸入數據支持系統：GPS處理軟件、全站儀數據處理軟件。

2）輸出數據應用系統：平斷面圖處理軟件、交叉跨越分圖處理軟件、塔基斷面處理軟件、土建基礎配置軟件、大比例尺地形圖軟件，如圖1所示。

圖1 程序與其他數據處理系統關系圖

對于測量作業人員來說，數據一體化管理的基礎對象包括：GPS RTK測量數據、全站儀測量數據（測站數據和前視數據），為了對外業數據進行有效回溯和實現數據的高效管理，需要滿足以下幾個方面的要求：

1）需要對GPS RTK方式采集的坐標數據與全站儀原始數據進行統一管理。在當前的輸電線路測量數據管理中，一般是將全站儀測量數據通過坐標計算轉化為坐標數據進行管理，沒能對原始數據進行直接管理，不利于后期數據質量檢查及管理。在線路工程中，可利用線路工程坐標（用工程累距、偏距、高程表示）對二者進行統一管理。

2）需要對數據采集的時段信息（采集的時間、人員、設備及編號）進行管理。在對數據進行編輯、處理的時候，對有疑問的數據可以與相關作業記錄、測量儀器中的原始數據進行對比分析，保證數據的可追溯性。

3）對外業測量數據進行有效分類。外業測量數據管理的難點在于對數據的有效分類，這也是困擾測量作業人員的一大難題。在輸電線路工程測量中，測量數據類型大體可分為9類，分別是轉角樁測量點、直線樁測量點、塔位樁測量點、輔助樁位測量點、斷面測量點、塔基斷面測量點、塔位地形測量點、斷面檢查測量點、其他類型測量點。各類型數據對應不同的數據處理方法。因此，對測量數據進行有效分類是實現數據一體化管理的關鍵。

4）快速搜索查詢及與其他數據處理軟件良好的接口。作業人員在進行數據處理時，需要對數據進行檢查、編輯，必須按照用戶要求定位到需要的數據，因此需要設計針對數據的搜索查詢定位功能。用戶數據編輯處理好后，軟件應能提供與其他數據處理軟件良好的接口，通過定義好的交換格式進行數據交換。

2 基礎數據及程序功能設計

2.1 基礎數據結構設計

在輸電線路工程測量中，主要是利用GPS RTK和全站儀采集外業數據，通過專業的數據處理軟件對采集的原始數據進行處理，形成對應的坐標數據、全站儀數據（以中南電力設計院采用的Topcon全站儀為例，全站儀數據為GT6格式數據），此2類數據是數據管理的基礎數據。全站儀數據分為測站數據與前視數據，通過時段數據進行統一管理。因此程序內部設計4種類型的數據：時段數據、坐標數據、測站數據、前視數據，4種數據結構及相互間的關系如圖2所示。

4種基礎數據間通過建立關聯索引進行關聯，索引共分為三級，時段數據索引是最高級別的索引。各時段數據具有唯一的時段索引，利用時段索引對時段數據進行管理。第二級索引是坐標數據索引和測站數據索引，分別維護自身數據索引與關聯的時段數據索引。第三級索引為前視數據索引，維護自身數據索引與關聯的測站數據索引。程序建立上述4種類型數據的數組進行管理，通過數據自身索引及關聯索引進行高效管理。

2.2 測量采集數據處理流程

測量外業數據的一體化管理需要滿足用戶數據處理的需要，軟件的功能設計必須滿足用戶數據處理流程中各個環節的功能要求。在目前的輸電線路勘測設計中，施工圖階段幾乎都采用了航空攝影測量或衛星遙感影像測量的作業模式。相比傳統的全工程測量作業模式，航測遙感模式的優點是外業采集的數據量會大大減少。根據多年實踐經驗，對輸電線路外業測量采集數據的處理流程如圖3所示。

圖2 程序基礎數據結構及關系圖

圖3 測量采集數據處理流程圖

2.3 程序功能設計

根據需求分析的要求，程序需要實現數據輸入接口、輸出接口、數據分類、線路坐標計算、樁位成果計算、數據編輯、數據查詢等功能，程序對輸入數據進行自動分類處理，根據輸電線路工程參數確定轉角樁數據、直線樁數據、塔位樁數據、輔助樁數據、斷面測量數據，對于未正確分類的數據，利用批量修改進行手工分類處理，分類處理完成后進行線路坐標計算，線路坐標是本程序與其他處理軟件交互的核心。在程序功能設計中，注重批量處理功能的設計，大量重復編輯、處理工作，采用批量處理方式可以提高數據處理效率，增加用戶操作的友好性。程序主要功能設計如圖4所示。

圖4 程序功能設計圖

3 程序實現及應用

根據軟件設計的模塊劃分和功能，利用VC++6.0進行編碼實現，采用模塊化的方式進行開發，實現了參數設置、數據輸入、數據顯示及顯示控制、數據查詢檢索、數據編輯、數據計算、數據輸出及打印功能，最終打包生成可獨立運行的exe執行程序。

程序實現了較完善的搜索功能，提高了程序的用戶友好性，用戶可根據需要進行數據定位、依據點名進行搜索、顯示特定時間的數據，充分考慮了數據量大時的數據處理特點。

程序開發完成后在我院廣西某直流線路工程施工圖勘測中進行了推廣應用，各作業組利用本程序對各終勘段近100 km的輸電線路測量外業數據進行一體化管理，將坐標數據、全站儀數據進行統一管理，并提供了數據自動和手工批量分類處理功能，充分考慮到了測量數據管理的需要，同時為后續的測量數據處理提供了良好的接口支持，為工程平斷面圖、塔基斷面圖、交叉跨越分圖的高效生成提供了完善的數據支持，提高了工程資料整理的質量和效率。

4 結 語

利用程序對施工圖設計階段輸電線路測量外業采集數據進行一體化管理，具有以下創新性特點：①對坐標數據與全站儀數據進行統一管理，實現了真正意義上的原始數據管理，并利用時段信息進行關聯，保證了原始數據的可追溯性。②提供了自動和手動分類功能，用戶只需較少的處理就能對采集的數據進行相應分類，實際上是對數據進行一定程度的屬性化，為數據的下一步使用提供了依據。③程序實現了友好的查詢檢索功能，改變了以前數據處理軟件中人工查找數據的方式，提高了數據管理效率。④具有良好的輸入輸出接口設計。

一體化管理程序的計算結果滿足現行測量規程規范的技術要求，能夠大幅提高測量人員的工作效率和工作質量，并為后續斷面圖繪制、塔基斷面圖生成和其他資料整理提供完善的接口支持，具有廣闊的應用前景。程序的不足之處是在數據存儲上采用了文件方式，大量的數據管理功能如查詢檢索功能均需要從底層開發程序編碼實現，不利于軟件的維護更新。下一步嘗試將數據采用數據庫方式進行管理，利用關系數據庫本身的高效查詢檢索功能，進一步提高程序性能，為輸電線路外業測量數據的管理提供更加強大的工具。

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