Web平臺下的工程測量數據在線處理系統研制

李 方，鄒進貴

(武漢大學測繪學院，湖北 武漢430079)

一、引 言

測繪技術伴隨著其他技術的發展而得到了迅速提高，逐漸走向自動化、數字化和智能化時代。工程測量任務往往包含多個環節，每一個環節的測量數據處理的正確性、精度和工作時效性直接影響整個測量工程的進度［1］。一旦測量數據出現問題就會影響工作進度，還浪費了很多人力、物力、財力。目前很多應用軟件都面臨著收費昂貴、安裝更新煩瑣、與儀器捆綁銷售、可重復性差等問題。

針對以上問題，筆者開發了一個Web平臺下的工程測量數據在線處理系統，其研究意義在于:①可實時動態處理數據并得到處理結果，實時評估工作質量;②用戶無須購買各種配套軟件，直接利用系統可以處理多種測量數據;③系統升級時只需服務器后臺更新，省去用戶需要多次下載更新軟件的麻煩;④便于用戶進行數據管理。因此，Web平臺下的工程測量數據處理系統具有較高的實用價值。

二、系統功能與結構設計

1．數據庫設計

由于系統需要對數據實現存儲管理，因此需要使用數據庫。針對此系統，本文的數據庫需要進行結構方面的設計，數據庫中包含了12個數據表，分別為:

1)TraverseKnownData;

2)TraverseObserveData;

3)TraverseResult;

4)LevelingKnownData;

5)LevelingObserveData;

6)LevelingResult;

7)IntersectionKnownData;

8)IntersectionObserveData;9)IntersectionResult;

10)CorTransformationKnownData;

11)CorTransformationObserveData;12)CortransformationResult。

在此數據庫中本文對數據表的格式做了一定的設計，主要包含以下幾個數據字段:①DataID，數據ID作為數據表主鍵，用戶唯一標識數據文件，與服務器中對應文件夾下的數據一一對應;②UserName，用于存儲登錄賬號的用戶名;③UserCompany，用于存儲用戶所在的單位或公司;④ProjectName，用于存儲此數據是哪個項目的名稱;⑤Operater，用于存儲數據操作者的名字;⑥Description，用于對數據進行相關備注描述;⑦Time，用于存儲數據操作的時間。具體結構設計見表1。

表1 數據表結構

數據庫中所存儲的數據如圖1所示。

2．系統結構與功能設計

Web平臺下的工程測量數據處理系統的總體結構采用分層次框架設計。根據整個數據處理的流程，系統整體框架設計分為用戶登錄(或用戶注冊)、數據上傳、數據處理、數據下載和數據管理。其中數據處理方面可以設計很多功能模塊，比如導線網、水準網等，各個數據處理模塊相互平行獨立，用戶可根據需要進行功能選擇。進入系統后可以自主選擇數據處理功能模塊，比如導線網、水準網等，各個數據處理模塊相互平行獨立，用戶可根據需要進行功能選擇。目前功能處理暫定為設計導線網、水準網、交會計算和坐標轉換4個模塊，各個模塊的數據處理流程相同。在這種框架結構設計下，各個數據處理模塊相互獨立，后期可根據實際需要繼續添加不同功能的模塊，以逐步優化完善系統。系統框架示意圖如圖2所示。

圖1 數據表數據存儲示意圖

圖2 工程測量數據處理系統結構設計圖

三、Web編程關鍵技術

1．B/S結構

B/S結構(Browser/Server結構)即瀏覽器和服務器結構，用戶都可以通過瀏覽器來訪問網絡上的各類信息，這些信息由多個Web服務器產生，但是數據并不儲存在Web服務器中，大量的數據實際存放在數據庫服務器中，每一個Web服務器通過某種方式與數據庫服務器連接［2］。

2．COM組件技術

COM組件可以理解為一個封裝的代碼集合，它可以把程序代碼轉換到了二進制代碼，運行速度遠快于Web腳本的解釋性語言，而且有很好的保密性，同時可以使用C#、C++等語言編寫，有很好的兼容性，可以在不妨礙老客戶的情況下被升級［3］。ASP中含有執行Web相關任務的COM對象集。這些對象可以執行檢索HTML表單數據、把內容發回至瀏覽器、跟蹤會話和應用程序的狀態等任務。這些對象總是可以在整個ASP應用程序中使用［4］。

(1)利用ATL技術開發COM組件

通過ATL技術可以建立COM組件，然后通過ASP頁面中的腳本對COM對象進行調用，達到可以利用COM組件中函數的目的，完成相應的功能。通過優化技術，ATL在其內部提供了C++開發的程序所必須具有的C啟動代碼的替代部分。同時，為了擺脫龐大的代碼模塊，ATL對產生的代碼去粗取精，只留下了用戶最基本的功能。因此，采用ATL開發的COM組件能夠在網絡環境下實現應用的分布式組件結構［5］。

(2)在ASP．NET中使用COM對象

COM對象可以在ASP．NET中被調用。ADO對象本身就是COM對象，內置的Request、Response、Server等對象也是COM對象。除了使用內置對象，程序員還可以通過調用Server對象的CreateObject方法來創建COM對象實例，具體調用如下:

Set

cnnMyConnectionObj=Server．CreateObject(“ADODB．Connection”)。

3．ADO．NET調用數據庫技術

ADO．NET組件是重要的數據庫開發工具，可以通過使用ADO．NET組件，實現對數據庫的操作。ADO．NET提供與數據源進行交互的相關的公共方法，但是對于不同的數據源采用一組不同的類庫，這些類庫就成為Data Providers，并且通常都是通過與之交互的協議和數據源的類型來進行命名的。ADO．NET包含了以下5個對象:Command對象、SqlConnection對象、SqlDataReader對象、DataSet對象和SqlDataAdapter對象。絕大多數的數據庫訪問任務都能通過它們的組合完成。

四、系統實現與應用

1．系統功能實現

本系統首先實現就是用戶注冊與登錄功能，系統登錄功能主要保證用戶系統數據的安全，限制非工作人員登錄系統，進行非法操作。系統登錄功能的實現比較簡單，只需要在主系統進程創建前，先顯示登錄窗口，對用戶信息進行驗證，若驗證通過，則創建主系統進程，否則，不會創建主系統進程，直至驗證通過。

在用戶注冊方面需要使用的是CreateUserWizard控件，該控件需要用戶輸入用戶名、密碼、郵箱和安全問題等，在每個用戶輸入的TextBox后面都加入一個RequiredFieldValidator控件，將控件的Control ToValidate屬性設置為對于文本框的ID，修改Error Message屬性即可設置輸入無效提示，如“必須輸入用戶名”。將web．config文件中的membership元素設置為min-RequiredPasswordLength=”6”，即設置密碼不少于6位數。使用CompareValidator控件保證再次輸入的密碼與第一次輸入相同。RegularExpressionValidator控件確保電子郵件的格式輸入正確。系統的登錄頁面使用Login控件進行登錄，修改DestinationPageUel屬性重定向至系統功能選擇主頁上，輸入用戶名和正確的密碼，點擊登錄即可進入系統主頁，如圖3和圖4所示。

圖3 新用戶注冊界面

圖4 用戶登錄界面

在數據處理功能模塊中，將以坐標轉換模塊為例進行說明。在坐標轉換處理模塊中本文設置了四參數和七參數兩個轉換模型，用戶需要選擇一種數據處理模型。通過RadioButtonList1．SelectedItem．Text屬性值來確定轉換模型。文件的上傳通過File-Upload控件實現，具體上傳程序可見圖5，文件的下載程序可見圖6。

文件上傳需要獲取服務器端和客戶端路徑，然后獲取上傳文件名稱，設置上傳文件保存服務器的路徑即可實現文件上傳，見圖7。如果服務器中已經存在此文件則會提示文件重復。通過獲取上傳文件的后綴名來實現控制上傳文件的格式。利用ASP．NET調用C++編寫的DLL文件，首先需要在項目中添加引用DLL文件。以下為引用片段:

圖5 上傳文件程序

圖6 數據下載程序

［DllImport("kernel32．dll")］

private extern static IntPtr LoadLibrary(String path);

［DllImport("kernel32．dll")］

private extern static IntPtr GetProcAddress(IntPtr lib，String funcName);

［DllImport("kernel32．dll")］

private extern static bool FreeLibrary(IntPtr lib);

圖7 上傳文件

分別取得了LoadLibrary和GetProcAddress函數的地址，再通過這兩個函數來取得DLL里面的函數即可實現調用DLL處理數據。其他功能模塊的實現基本相同。

2．實例應用

下面以2014年12月水準測量試驗數據進行實例分析。試驗過程中采集了大約6．9 km的水準數據，其中共有6個水準點，分別為B01—B06，其中B01為已知點，其高程為100 m，其余點為待定點，水準路線中包含了一個閉合環B02-B03-B06-B0。

數據采集完畢之后利用工程測量數據在線處理系統進行處理，首先注冊一個賬號，然后登錄賬戶進入系統，選擇水準網計算模塊進入水準網數據處理，上傳已知點文件和觀測值文件，選擇自動處理，然后下載結果文件，如圖8所示。

圖8 下載結果文件

為了驗算本系統計算結果的正確性，本文使用GNPS軟件對水準數據進行了計算，其中圖9(a)為GNPS軟件處理結果，圖9(b)為系統處理結果，圖9(c)為兩者對比結果。

圖9 處理結果對比

通過對比分析可知系統計算結果正確，并有較高的精度。上述過程實現了工程測量數據的自動處理，相對于利用軟件計算工程測量數據處理，該系統十分簡便快捷，特別是對于測量機器人自動測量數據，可以直接上傳處理，大大減輕了測量工作者的作業負擔。

五、結束語

通過使用試驗數據對系統進行驗證，能夠十分方便快捷地得到數據處理結果，相對于手工計算或者軟件計算來說速度更快，工作強度更小，這充分體現了工程測量數據在線處理系統的優越性和實時性。本系統在實際工程中具有較大的實用性，特別適合于處理觀測數據量大、復雜且需要進行平差處理的情況，用戶僅需按照指定格式上傳數據即可進行數據處理，真正實現了工程測量數據的現測現算，能夠實時評估工作質量，及時發現錯誤，對測量工作計劃具有很好的指導性。

［1］ 熊梓言．工程測量數據處理系統設計與實現［J］．測繪與空間地理信息，2008，31(6):177-179．

［2］ 任泰明．基于B/S結構的軟件開發技術［M］．西安:西安電子科技大學出版社，2006:16-20．

［3］ Matt J．CROUCH．怎樣用ASP和COM進行Web編程［M］．北京:人民郵電出版社，2001:20-45．

［4］ 米勒．Visual C++．NET開發人員指南［M］．北京:清華大學出版社，2002:13-53．

［5］ 王建康．大型聯網視頻監控系統中ICE中間件的設計與實現［D］．北京:北京郵電大學，2010．