测绘与空间地理信息
GEOMATICS&SPATIALINFORMATIONTECHNOLOGY
Vol.42ꎬNo.4Apr.ꎬ2019
中纬全站仪GSI数据生成CASS9.1
绘图坐标文件编程设计
李海灵
(福建省地质工程研究院ꎬ福建福州350001)
摘要:利用全站仪测量碎部点是目前1∶500数字地籍碎部测量主要的作业方法ꎮ为了节省外业设站、定向时
间ꎬ提高作业效率ꎬ可通过中纬全站仪采集测站点到碎部点的距离与角度等数据(下文称GSI数据)ꎬ再用Visual达到预期效果ꎮ
Basic6.0编写程序ꎬ根据测站点坐标及GSI数据生成CASS9.1绘图坐标文件ꎮ相关测量实例证明了上述编程可关键词:GSI数据ꎻ生成ꎻ坐标文件ꎻ编程设计
中图分类号:P221 文献标识码:A 文章编号:1672-5867(2019)04-0194-03
ProgrammingforGSIDataofGeomaxElectronicTotalStation
GeneratingDrawingCoordinateFileofCASS9.1
(FujianInstituteofGeologicalEngineeringꎬFuzhou350001ꎬChina)
Abstract:UsingElectronicTotalStationtomeasurebrokenpointsisthemainmethodofthe1∶500DigitalCadastralDetailSurveyatpresent.Inordertosavethetimeofbuildingstationsandorientingꎬimproveworkefficiencyꎬitisagoodwaytocollectthedataofdis ̄data.Somerelatedsurveypracticalexamplesproofthattheaforementionedprogramminghasachievedtheexpectedeffect.Keywords:GSIdataꎻgenerateꎻcoordinatefileꎻprogramming
tancesandanglesfromastationtoabrokenpointandotherrelateddata(hereinafterreferredtoasGSIdata)byGeomaxElectronicTotalStationandthenprogrambyVisualBasic6.0ꎬtogenerateCASS9.1drawingcoordinatefilesbasedonsitecoordinatesandGSI
LIHailing
0 引 言
近3年来ꎬ福建省陆续开展农村不动产测量ꎬ1∶500数字地籍碎部测量仍主要采用全站仪作业[1]ꎮ全站仪测量碎部点有两种方式:一是使用仪器上装载的程序直接测定碎部点坐标(下文称直接坐标法)ꎻ二是外业采集测站点至碎部点的距离、角度等数据ꎬ内业再由程序计算生成其坐标数据(下文称边角法)ꎮ边角法可以免去外业现场给定测站及定向点坐标ꎬ设站、定向更快捷ꎬ节省时间ꎮ此方法尤其适用分散的农村居民点测量ꎬ实现图根控制(采用GNSSRTK测量)与碎部测量适时进行ꎬ充分利用外业时间ꎮ另外ꎬ如果测站点坐标有更新ꎬ内业就可通过程序适时计算更新碎部点坐标ꎬ提高内业效率ꎮ因此ꎬ边角法比直接坐标法更具优势ꎮ南方CASS是如今测绘行业内用户量最大、使用最方便快捷的主流地形、地籍成图软件ꎬCASS9.1是目前较新版本ꎬ其符号库符合2007年版
收稿日期:2018-06-20
图式(GB/T20257.1-2007)ꎮ但CASS9.1目前不能直接读取中纬全站仪GSI数据ꎬ业内也没有普及GSI数据生成CASS9.1绘图坐标文件的程序ꎬ这就需要编写一个程序解决上述问题ꎮ通过VisualBasic6.0编程实现上述数据衔接应运而生ꎮ
1 GSI数据及CASS9.1绘图坐标文件解析
中纬全站仪采用GSI(串行接口)数据格式结构ꎬ该数据有两种存储格式:8位字符GSI-8格式和16位字符GSI-16格式ꎮ本文针对处理的是GSI-8格式ꎮ文件一行记录实例:110003+0000013621.324+3595959022.324+0900659031...0+0006425151....+0008+00087...0+“51”表示常数ꎻ“87”表示棱镜高ꎮ
0000170088....+00000000ꎮ其中ꎬ字索引“11”表示点号ꎻ
CASS9.1绘图坐标文件(下文简称坐标文件)指的是
“21”表示水平度盘ꎻ“22”表示垂直度盘ꎻ“31”表示斜距ꎻ
作者简介:李海灵(1983-)ꎬ男ꎬ福建武平人ꎬ工程师ꎬ学士ꎬ主要从事工程测量方面的应用研究工作ꎮ
第4期
李海灵:中纬全站仪GSI数据生成CASS9.1绘图坐标文件编程设计
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含简编码格式的坐标数据文件ꎬ扩展名是“dat”ꎮ本文所述生成的坐标文件在原来文件记录“点号”字段上作改进ꎬ将测点点号数字编码(外业所用的)化ꎬ而非流水号ꎬ有助于内业成图中识别当前碎部点是何地物点ꎬ以便作相应图形编辑ꎮ文件一行记录实例(线状地物连线第一点):2041ꎬF8ꎬ533929.699ꎬ2764856.123ꎬ0ꎮ文件内每一行代表一个点ꎬ各字段分别为:点号(数字编码+ꎮ地物
测点序号)ꎬ简编码ꎬY(东)坐标ꎬX(北)坐标ꎬ高程[2]
或线状地物不连线点的点号中不含测点序号ꎬ仅为该点
的外业数字编码ꎮ
2 坐标文件生成程序设计
坐标文件生成主要包含碎部点坐标计算及编码转换ꎮ坐标文件生成流程如图1所示ꎮ
图1 坐标文件生成流程
Fig.1 Coordinatefilegenerationprocess
2.1 碎部点坐标计算
碎部点坐标计算主要包括碎部点与测站点间的平面坐标增量计算及高差计算ꎮ求得平面坐标增量及高差后ꎬ分别与对应测站点的平面坐标、高程值求和ꎬ即获得待求碎部点坐标ꎮ当碎部点棱镜高为0时ꎬ本程序认为其高程无效“点高程展高程点ꎬ直接将其高程赋值为0ꎮ运用CASS9.1软件的)ꎬ快捷排除了”工具时ꎬ将不展出高程值为碎部点无效的高0程的点ꎬ提(高如阳台角图面整
2.1.1 洁度ꎮ
依据数学公式平面坐标增量计算
sinαABꎬ其中y坐标增量ꎬΔxAB、Δꎬ可得、水平距离yAB:Δ、SxAB=、αABS、坐标方位角分别为直线cosαABꎬΔ[3]ꎮAByAB=因为的xSGSI坐
标增量、数据包含的字段中只有各碎部点到测站点的斜距ꎬ没有水平距离ꎬ因此ꎬ应对上述平面坐标增量计算式作改进ꎬ
详见①Visual计算Basicx坐标6.0(北坐标定义其函数过程)增量:
(子程序)的代码ꎮ
s1为观测斜距PrivateFunctionꎬ单位:jszl_x(s1ꎬ米ꎻb为天顶距bꎬa_dxꎬꎬ单位spjj):度、As分Double、秒ꎻ'
dx为定向边方位角ꎬ单位:度ꎻspjj为水平夹角ꎬ单位:度a_、分、秒
Dimdel_xꎬhd_bꎬa_dqbꎬpi
pihd_b=3.14159265358979
a_dqb==zhwd(b)(pi(a_dx+spjj)/(180)
计算
pi/180)'待求边方位角del_jszl_x=Round(s1Sin(hd_b)Cos(a_dqb)ꎬEndx=del_x3)②Private计算Function
Functiony坐标(东坐标jszl_y(s1ꎬ)增量bꎬ:Dima_dxꎬspjj)AsDoublepihd_b=del_3.141yꎬ=zhwd(b)(pi592hd_bꎬ653a_dqbꎬ589pi/79
计算
a_dqb=(a_dx+spjj)(180)
pi/180)'待求边方位角del_jszl_y=Round(s1Sin(hd_b)Sin(a_dqb)ꎬ2.1.2 Endy高差计算
Function
=del_y3)依据公式h=Ssinα+(Scosα)2为经过各种改正后的斜距ꎻα为观测垂直角/2R+ꎻiR-v为地球平(式中ꎬS
均曲率半径ꎻi为设站仪器高ꎻv为反射棱镜高)[4]计算高差ꎮVBPrivate子程序代码如下:
DimFunctionjszl_h(s1ꎬbꎬyg1ꎬjg)AsDoublepihd_b=del_hꎬ3.141592hd_bꎬ653pi
589del_h==zhwd(b)(piRound(s1Cos(/79180)
(Sin(hd_b)))hd_b)+yg1-jg+(s1
jszl_h^22.1.3 EndFunction
=del_h
/(26369000)ꎬ3)
起算数据检测是保证输出坐标文件数据准确性很重
碎部点坐标起算数据检测设计
要的一个步骤ꎮ设计思路是根据控制点坐标反算出定向边的平距PJ1、求出测站点与定向点的高差GC1ꎬ再由外业观测定向点的数据计算定向边的平距PJ2、测站点与定向点的高差GC2ꎮ当∣PJ2-PJ1∣>5cm或∣GC2-GC1∣>8cm[5]行代码ꎬ而退出当前过程ꎬ程序弹出起算数据核对提示(Exitsub)ꎮ因此ꎬ并不再往下执ꎬ外业定向后ꎬ
须将定向点作为一碎部点观测并记录ꎮ内业通过本程序生成坐标文件时也将生成一个定向检测文件ꎬ反馈起算数据检测情况ꎮ
2.2 编码转换
编码转换就是将外业测点编码(本文中指EPSW测图编码)转换为CASS9.1房屋EPSW、921表示未加固陡坎测图编码由3软件能识别的相应简编码位数字组成ꎮ其优点是纯数字ꎬ例如:204ꎮ
ꎬ观测记录表示混合
时不用进行输入切换ꎬ能便捷输入仪器ꎬ节省外业时间ꎮ因此ꎬ笔者力荐外业使用纯数字编码ꎮ其缺点是初学者不容易记住CASS9.1ꎮ
简编码有1—3位ꎬ第一位是英文字母ꎬ大小
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测绘与空间地理信息
2019年
写等价ꎬ后面是范围为0—99的数字ꎬ无意义的0可以省略ꎬ例如:A和A00等价、F1和F01等价ꎮ字母与数字组合的编码在外业不便输入仪器ꎬ影响作业效率ꎮ除了描述实体属性的简编码外ꎬ还有描述线状地物连接关系的连接码ꎬ常用的如“+”ꎬ意指本点与上一点相连ꎬ连线依测点顺序进行ꎮ
因此ꎬ编码转换的关键是通过CASS9.1的简编码定义文件(JCODE.DEF)及符号定义文件(WORK.DEF)找出与外业测点编码相对应的CASS9.1简编码ꎮ例如:204、921对应的CASS9.1简编码为F8、K0ꎮ
3 程序界面设计
程序界面内容主要有7项:1)控制点文件(即KNW文件DAT)定向类型单选按钮文件所在路径指定“打开”按钮ꎻ2)GSIꎻ7)ꎻ4)“支站坐标提取并转生成文件所在路径指定”按钮ꎻ5)“退出ꎻ3)KNW”按钮生成的格式复
ꎻ6)选框ꎮ
在界面上设计DAT文件“打开”按钮是为了程序使用者能在第一时间浏览生成结果ꎮ定向类型包含“置零”及“未置零”两项ꎮ“置零”指外业照准定向点时将水平度盘设为零ꎬ此项被选中时ꎬ程序直接采用GSI中水平度盘读数进行计算碎部点方位角ꎮ“未置零”选项是为了外业定向忘记将水平度盘设为零的情况而考虑的ꎬ此项被选中时ꎬ程序则将每个碎部点的水平度盘读数减去相应定向点的水平度盘读数ꎬ获得水平夹角ꎬ再计算相应碎部点方位角ꎮ支站坐标提取并转KNW格式(NASEW软件输出的控制点成果文件格式)选项是为了通过程序提取支站坐标ꎬ并以KNW文件存储ꎬ便于后续使用支站坐标ꎮ4 坐标文件生成实例
5002017年3月至4月ꎬ笔者在福建惠安两村庄进行1∶
据来源于此测区数字地籍测量ꎬ以下中纬全站仪GSI数据及控制点数1)GSI由于篇幅关系数据
ꎮ
ꎬ选取了其中一天外业采集的部分GSI
数据作说明ꎬ如图2所示ꎮ
图2 GSI数据Fig.2 GSIdata
G182)控制点坐标文件数据
G191072764917.018G201071072764942.625533810.8812764986.937533776.06926.5011533726.38426.30126.55111
G21G22107G231072765042.925533670.24927.2181G251072765084.2892765116.340533639.681533686.01628.47527.1761G26107G271072765174.748533764.55224.19711G281072765122.5872765072.388533809.297533784.72522.96825.09111
G30G291071072765049.5082765014.365533812.076533786.65424.55825.70611
3)1072764997.985533809.30925.4451运行本程序通过程序生成的坐标文件数据
ꎬ获得与上文列出的GSI数据对应坐标文件数据如下136ꎬS19ꎬ533639.680ꎬ2765084.288ꎬ28.477:
204ꎬꎬ533691.613ꎬ2765103.566ꎬ0
220ꎬꎬ533701.736ꎬ2765125.630ꎬ0220ꎬꎬ533720.754ꎬ2765139.453ꎬ02041ꎬF8ꎬ533688.270ꎬ2765125.028ꎬ02042ꎬ136ꎬS19ꎬ533639.683ꎬ2765084.286ꎬ28.464+ꎬ533691.503ꎬ2765126.874ꎬ02511ꎬM4ꎬ533654.641ꎬ2765070.324ꎬ02512ꎬ611ꎬꎬ533662.502ꎬ2765052.499ꎬ0+ꎬ533656.517ꎬ2765071.531ꎬ0603ꎬꎬ533662.859ꎬ2765052.361ꎬ02001ꎬF0ꎬ533673.952ꎬ2765047.659ꎬ02002ꎬ248ꎬꎬ533669.167ꎬ2765052.964ꎬ0+ꎬ533669.352ꎬ2765053.087ꎬ0
2481ꎬM1ꎬ533667.950ꎬ2765055.205ꎬ02482ꎬZ1ꎬC11ꎬ533648.201ꎬ2765074.548ꎬ28.313+ꎬ533667.577ꎬ2765054.851ꎬ0229ꎬꎬ533673.189ꎬ2765047.038ꎬ0251ꎬꎬ533668.548ꎬ2765052.250ꎬ0
229ꎬꎬ533665.803ꎬ2765055.914ꎬ0200ꎬꎬ533666.202ꎬ2765056.614ꎬ0
1141ꎬW0ꎬ533660.479ꎬ2765063.624ꎬ01142ꎬ229ꎬꎬ533683.099ꎬ2765055.346ꎬ0
+ꎬ533660.972ꎬ2765063.660ꎬ0Z2ꎬC11ꎬ533657.464ꎬ2765060.324ꎬ27.892547ꎬꎬ533665.602ꎬ2765055.242ꎬ0547ꎬꎬ533662.820ꎬ2765051.782ꎬ02041ꎬF8ꎬ533697.373ꎬ2765042.803ꎬ02042ꎬ2041ꎬF8ꎬ533697.636ꎬ2765042.215ꎬ0+ꎬ533697.745ꎬ2765042.428ꎬ02042ꎬ2043ꎬ+ꎬ533694.140ꎬ2765038.692ꎬ02044ꎬ+4)+ꎬ533696.678ꎬ2765036.169ꎬ0ꎬ533694.373ꎬ2765033.846ꎬ0
由于篇幅关系定向检测文件数据
ꎬ从本程序生成的该实例定向检测文件中ꎬ选取部分数据以示检测情况ꎬ差:0.002G23-mꎮ
G22边长检测较差:0.001具体如下mꎬG22:
高程检测较(下转第199页)
第4期
杨爱玲等:洪水风险图编制技术研究
199
4.4 洪水影响和损失分析
料和调查洪痕资料来率定参数文件ꎮ控制下游出口断面水位相差在0.20m以内ꎬ洪峰流量相差在5%以内率定糙率参数成果ꎮ
二维模型利用土地利用图、航拍图ꎬ并结合现场调查ꎬ考虑分区内的地形、地貌、植被状况ꎬ根据«洪水风险图编制技术细则»«水力计算手册»等资料ꎬ对不同下垫面赋予不同的糙率值ꎬ并将结果以坐标加糙率的文本格式导入模型ꎬ通过插值得到各网格糙率值ꎮ
根据防洪保护区、蓄滞洪区、城市各方案洪水分析得到的最大淹没范围、最大淹没水深、淹没历时等要素ꎬ结合淹没区社会经济情况ꎬ综合分析评估洪水影响程度(包括淹没范围内、不同淹没水深区域内的人口、资产统计分析等ꎬ并评估洪水损失)ꎮ洪水影响分析包括淹没区的人口与社会经济指标计算及洪水灾害损失评估ꎮ对洪水风险区进行影响分析ꎬ主要是统计不同量级洪水各级水深淹没区域内的经济和社会指标ꎬ从而在一定程度上反映洪水的危害程度ꎮ
影响分析主要考虑淹没范围内不同淹没水深区域(外洪<0.5mꎬ0.5—1.0mꎬ1.0—2.0mꎬ2.0—3.0mꎬ>3mꎬ内涝0.05—0.3mꎬ0.3—0.5mꎬ0.5—1.0mꎬ1.0—2.0mꎬ2.0—3.0mꎬ>3m)内的受淹面积、受淹耕地面积、受灾人口总数、受影响交通线路及重要设施、受影响行政区域以及GDP等指标ꎮ
持ꎮ洪水风险图在行政主管部门制定防洪规划、拟订防洪减灾非工程措施、部署防汛抢险应急保障措施等工作中起到重要的作用ꎬ在土地规划管理和便于水资源管理部门依法行政方面起到了很好的技术保障作用ꎬ并且可以增强全民的防洪减灾意识ꎮ
通过项目实施ꎬ逐步规范和统一洪水风险图编制技术体系和技术要求ꎬ提高洪水风险图编制技术水平和技术能力ꎻ建立洪水风险图应用管理制度ꎬ初步确立洪水风险图的法律效力ꎬ使洪水风险管理的实施能够有据可循ꎬ使加大洪水风险和防洪压力的各种社会行为得到控制ꎻ推进洪水风险图在防汛指挥、洪水风险区土地管理、增强全民水患意识和洪水影响评价等领域的实际应用ꎬ为防洪规划与应急决策、灾情评估、居民避险、土地利用开发、灾害保险、公共减灾对策以及灾害教育与宣传等工作提供技术支撑ꎬ进一步提高相关部门的洪水风险管理能力和水平ꎮ
参考文献:
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险图制作[J].测绘与空间地理信息ꎬ2015ꎬ38(11):106-108.
5 结束语
利用洪水风险图编制项目中得到的成果数据ꎬ可在实时洪水风险图淹没展示等方面展开成果的应用ꎬ并且利用洪水风险图中的基础地形数据ꎬ水文数据、结合实际影像提取数据ꎬ在水灾过程中开展灾前、灾中、灾后的损失评估ꎬ结合防汛预案的对策ꎬ启动应急调度指挥提供支(上接第196页)
G21-G22边长检测较差:-0.003mꎬG22高程检测较差:-0.011mꎮ
Z1-G21边长检测较差:0.000mꎬG21高程检测较差:-0.007mꎮ
5)CASS9.1展绘图
运行CASS9.1软件ꎬ将上述生成的坐标文件展绘成图(尚未编辑的初始图)ꎬ如图3所示ꎮ
[编辑:任亚茹]
的坐标文件ꎬ便可实现自动绘图ꎬ获得初始图ꎬ接着进行图形编辑ꎬ这样也节省内业成图时间ꎮ全站仪品牌很多ꎬ每个品牌的测量数据格式也不一样ꎬ中纬全站仪GSI数据格式具有一定的代表性ꎬ其生成坐标文件的编程方式对其他品牌的全站仪数据生成坐标文件具有一定的参考意义ꎮ
参考文献:
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图3 CASS9.1展绘图(部分)
Fig.3 CASS9.1exhibitiondrawing(partial)
5 结束语
通过上述实例证明ꎬ给本程序提供控制点坐标数据及外业GSI数据ꎬ就可生成坐标文件ꎮ外业应用有编码采点ꎬ内业使用CASS9.1软件的“简码识别”工具打开生成
[编辑:张 曦]
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