DiNi12電子水準(zhǔn)儀觀測(cè)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理與應(yīng)用

張歡

(徐州市勘察測(cè)繪研究院，江蘇 徐州 221002)

1 引 言

隨著科技的進(jìn)步發(fā)展，測(cè)量儀器也日新月異，美國天寶(Trimble)公司推出的DiNi12 型電子水準(zhǔn)儀在高精度水準(zhǔn)測(cè)量、沉降監(jiān)測(cè)等工程中發(fā)揮著重要作用。其工作原理是利用銦鋼條碼尺和電子影像處理技術(shù)，通過CCD 線陣探測(cè)器，將條碼尺影像轉(zhuǎn)換為數(shù)字電信號(hào)，并與儀器中存儲(chǔ)的條碼信息進(jìn)行比對(duì)獲得當(dāng)前條碼尺的讀數(shù)和視距信息。其主要特點(diǎn)是能夠自動(dòng)記錄和傳輸觀測(cè)數(shù)據(jù)，可以自動(dòng)對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行平差，并支持間歇點(diǎn)測(cè)量、倒尺測(cè)量、重復(fù)觀測(cè)等功能。其標(biāo)稱精度為每千米往返測(cè)量高差中誤差±0.3 mm。

由此可見，電子水準(zhǔn)儀與傳統(tǒng)水準(zhǔn)儀相比有著巨大的優(yōu)勢(shì)，可大幅度提高測(cè)量效率和成果精度。利用電子水準(zhǔn)儀是未來高精度水準(zhǔn)測(cè)量的趨勢(shì)之一。但由于我國尚未出臺(tái)與國際接軌的電子水準(zhǔn)儀測(cè)量規(guī)范，電子水準(zhǔn)儀從測(cè)量方法到觀測(cè)數(shù)據(jù)成果等許多方面都與我國現(xiàn)行規(guī)范要求有著很大不同。特別是電子水準(zhǔn)儀的觀測(cè)數(shù)據(jù)成果，與我國現(xiàn)行規(guī)范要求的水準(zhǔn)測(cè)量成果在格式和內(nèi)容上，存在很大差別。這就造成了許多測(cè)量人員對(duì)電子水準(zhǔn)儀輸出成果的不解和疑問，影響對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)的進(jìn)一步分析，影響測(cè)繪工作的進(jìn)程，甚至理解錯(cuò)誤，造成不必要的損失。于此，作者基于VB6.0、Excel VBA 語言，開發(fā)了一款電子水準(zhǔn)儀觀測(cè)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)處理程序。利用本程序，將DiNi12 型電子水準(zhǔn)儀的觀測(cè)數(shù)據(jù)一鍵轉(zhuǎn)換為通俗易懂的標(biāo)準(zhǔn)格式，同時(shí)在轉(zhuǎn)換過程中，完成粗差檢測(cè)、線路錯(cuò)誤檢查等自動(dòng)化檢測(cè)步驟，以提高數(shù)據(jù)質(zhì)量。結(jié)合實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)，本軟件可以完全解決電子水準(zhǔn)儀現(xiàn)存的弊端。

2 DiNi12 型電子水準(zhǔn)儀存儲(chǔ)格式

圖1 為一條水準(zhǔn)線路的局部測(cè)量數(shù)據(jù)。

圖1 原始觀測(cè)數(shù)據(jù)界面

由圖1 可以看出:數(shù)據(jù)開頭記錄了觀測(cè)數(shù)據(jù)的文件名稱;“Start－Line”行記錄了數(shù)據(jù)的觀測(cè)方式，線路名稱;“Start－Line”與“End－Line”之間為觀測(cè)數(shù)據(jù)，按行分別記錄了點(diǎn)名、觀測(cè)時(shí)間、線路名稱、前后尺高度、水平距離以及各段高差;數(shù)據(jù)末尾記錄了線路閉合差、前后累積視距等信息。

3 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理

在對(duì)DiNi12 型電子水準(zhǔn)儀數(shù)據(jù)記錄格式各部分含義充分了解的情況下，采用VB6.0 編程語言編程實(shí)現(xiàn)對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)的讀取、線路錯(cuò)誤檢查、數(shù)據(jù)處理、成果輸出等功能。程序設(shè)計(jì)思想框圖如圖2 所示。

圖2 程序設(shè)計(jì)思想框圖

3.1 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式文件

原始觀測(cè)數(shù)據(jù)經(jīng)軟件處理后，統(tǒng)一按以上數(shù)據(jù)格式歸類存儲(chǔ)，以便程序隨后的標(biāo)準(zhǔn)化處理。圖3 為生成后的部分標(biāo)準(zhǔn)格式文件。

3.2 測(cè)段成果檢查

程序會(huì)自動(dòng)對(duì)處理后的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)文件進(jìn)行以下處理:

(1)程序會(huì)自動(dòng)判斷此線路測(cè)量方式，并重新計(jì)算測(cè)站數(shù)量

(2)程序會(huì)自動(dòng)將各測(cè)段高差進(jìn)行累加，并將累加后的最后高差與儀器自動(dòng)計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行比較，即高差正確性檢驗(yàn)，防止程序計(jì)算出現(xiàn)錯(cuò)誤。

(3)按照我國現(xiàn)行測(cè)量規(guī)范對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行判斷，包括前后視距差限差判斷、測(cè)站視距差累積判斷、基輔分劃讀數(shù)差判斷、基輔分劃所測(cè)高差的差判斷、最大兩次讀數(shù)差等，并對(duì)超限測(cè)站一一進(jìn)行顯示。

(4)高差改正，可以通過輸入高差改正數(shù)，對(duì)測(cè)站層、高差進(jìn)行改正，包括溫度、尺長等改正。

圖4 為軟件測(cè)段數(shù)據(jù)成果檢查界面。

圖3 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式文件界面

圖4 測(cè)段成果數(shù)據(jù)檢查界面

3.3 測(cè)段信息查詢

由于DiNi12 型電子水準(zhǔn)儀所自帶的平差程序，只能對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行平差，一是無法生成平差報(bào)告，二是將對(duì)原始觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了修改，無法滿足我國現(xiàn)行的測(cè)量規(guī)范，因此本程序設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)段信息查詢窗口(如圖5 所示)，可以對(duì)線路任意段高差進(jìn)行查詢，查詢內(nèi)容包括兩點(diǎn)之間測(cè)站數(shù)量、距離和高差，方便第三方平差軟件進(jìn)行平差計(jì)算。

圖5 測(cè)段信息查詢界面

3.4 手簿生成

為了生成滿足現(xiàn)行測(cè)量規(guī)范的手簿成果，本程序利用Microsoft Excel 2007，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化手簿的成果生成輸出，并可以通過對(duì)Excel 模板的修改、更換來適應(yīng)不同測(cè)繪項(xiàng)目的需求。圖6、圖7 為手簿成果輸出界面及手簿成果界面。

圖6 手簿成果輸出界面

圖7 手簿成果界面

4 結(jié) 語

DiNi12 型電子水準(zhǔn)儀為目前國內(nèi)電子水準(zhǔn)儀的主要使用儀器，其具有操作簡(jiǎn)單、精度高、讀數(shù)速度快、抗干擾能力強(qiáng)、記錄準(zhǔn)確等特征。針對(duì)此儀器開發(fā)設(shè)計(jì)觀測(cè)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理程序，該程序具有界面友好、可靠性高、適應(yīng)廣泛等特點(diǎn)，并能夠按照我國測(cè)量規(guī)范對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、檢查以及輸出標(biāo)準(zhǔn)化成果。該程序在我院二等水準(zhǔn)測(cè)量、沉降觀測(cè)等領(lǐng)域進(jìn)行了充分的驗(yàn)證，大大減輕了外業(yè)的勞動(dòng)強(qiáng)度，取得了良好的效果。

［1］DiNi12 電子水準(zhǔn)儀說明書［R］．

［2］GB/T 12897－2006．國家一、二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范［S］．

［3］CJJ/T8－2010．城市測(cè)量規(guī)范［S］．

［4］丁占春，馬保衛(wèi)．DiNi12 電子水準(zhǔn)儀觀測(cè)數(shù)據(jù)讀取與手簿制作［J］．城市勘測(cè)，2007(5)．

［5］喬植朋．DiNi12 電子水準(zhǔn)儀的應(yīng)用［J］．科技資訊，2009(19)．