GNSS控制網選點輔助程序的設計與實現

朱逍賢，余代俊，蒲朝旭

(1.成都理工大學現代工程測量技術及應用研究所，四川 成都 610059； 2.成都市建筑職業中專校，四川 成都 610051)

GNSS控制網選點輔助程序的設計與實現

朱逍賢1，2*，余代俊1，蒲朝旭1

(1.成都理工大學現代工程測量技術及應用研究所，四川 成都 610059； 2.成都市建筑職業中專校，四川 成都 610051)

目前，測量平面控制網主要采用GNSS方式布設。但傳統的GNSS控制網內業圖上選點速度慢、復雜且容易出錯，為此，筆者提出一種內業選點的“一筆構圖法”。在構圖完成之后，再利用程序進行控制點信息和邊信息的統計輸出檢查，當滿足技術設計要求之后，即可進行外業的踏勘埋石。實踐表明，該法能夠有效降低內業選點的復雜度，提高工作效率。

控制網選點；點處理；邊處理；一筆構圖法

1 引 言

GNSS控制網在測量平面基準建立中是首選。GNSS控制網的布測一般要經過圖上選點、實地踏勘調整點位、埋石、觀測和數據處理等步驟。圖上選點一般可以在CASS軟件上以測區地形圖或影像圖配以該區域邊界矢量圖為基礎，根據控制網等級、用途、交通情況和地物分布等進行初步選點構網，并檢查所構網形是否滿足相應GNSS等級網的平均邊長要求和設計的點位數[1～4]，之后再進行實地踏勘，進而對網點位置進行調整。

為了在圖上調整挪動地面對應的某點位時不因挪動一點而拆散破壞相鄰各邊的圖形結構，本文提出了一種內業選點的“一筆構圖法”。所謂“一筆構圖法”即是在內業選點時使用一條完整的多段線構成全部預設網點之圖形，這樣，在調整挪動某一點位時，只需用鼠標選定該點并拖動即可，而不致使網形散架。當控制網規模較大、點數較多時，人工統計相關信息時往往易出錯。本文提出了自動統計點數及編號檢查，自動統計全網邊數及平均邊長的方法，并用程序加以實現，極大方便了控制網選點并提高了工作效率。

2 程序設計與實現

2.1 點融合處理

在進行“一筆構圖法”繪制時，一般是采用目視方法在CASS中進行操作，有可能會造成所繪制的點或線由于目視識別誤差、捕捉未打開、捕捉錯誤等原因而無法將所有的點或線都按照需要重合在一起，故在進行相關信息統計時應該先進行點融合處理。

點融合處理即是通過程序將上述人工操作產生的錯誤進行修復處理，其具體的實現步驟如下：

(1)獲取“一筆構圖法”所繪制的折線；

(2)獲取該折線各個頂點坐標，并且對每個頂點進行編號；

(3)循環找出距離每一個點的最近點；

(4)對(3)步中的數據按照最近點由多到少進行排序；

(5)對(4)步排序后的數據按照最近點由多到少依次處理，前面已經處理的點號后面直接跳過不予處理；

(6)將進行點融合之后的數據按照(2)中的編號進行排序，以便更新折線點坐標；

(7)根據(6)中的數據修改圖中的折線，從而使需要重合在一起的點重合在一起。

需要特別說明的是，(3)步中根據距離查找距離一個點的最近點，這里涉及一個閾值的問題。由于GNSS測量規范中不可能允許兩個GNSS點之間的距離只有幾米或者幾十米，同時由于目視誤差也不可能達到幾百上千米的誤差，而且實際顯示器的大小、測區范圍等因素都可能影響目視誤差，故該項限差需要根據實際情況進行設置，比如 10 m、20 m等。

2.2 點號重復性檢查

在進行點融合之后，才能夠進行點號的編寫，這步通常采用手工直接在圖面進行輸入填寫的方式，這就很容易在手工編寫點號時出現重復點號的情況，故必須進行檢查。

進行點號重復性檢查的具體實現思路如下：

(1)選擇用于查重的點號；

(2)循環比較各個點號，如果出現重復點號則進行記錄；

(3)將(2)步中的處理結果在AutoCAD命令行進行輸出，如果包含重復點號，則將重復點號文字進行輸出，以便用戶進行檢查。

2.3 點統計

控制點數量是GNSS控制網測量項目中一個重要指標，控制點數量需按項目合同要求布設，直到滿足要求為止。

點數量統計的具體實現步驟如下：

(1)獲取需要統計的折線；

(2)按照2.1節中的思路先進行點融合處理，以免統計出的點數量存在錯誤；

(3)將進行點融合之后的點坐標序列進行去重處理，以免同一個點被統計多次；

(4)將點統計結果進行輸出。

2.4 邊統計

最長最短邊長和平均邊長也是GNSS控制網設計中需要考慮的一個重要技術指標，如果最長最短邊長超限太多、平均邊長不能滿足某一個等級的要求，則不能認定所設計的控制網能夠滿足需求，需要重新進行設計。

邊統計的具體實現步驟如下：

(1)選取需要統計的折線；

(2)按照2.1節中的思路先進行點融合處理，以免統計出的邊信息存在錯誤；

(3)根據點融合之后的折線組成線段集合；

(4)對(3)中所組成的線段集合進行去重處理，刪除重復邊；

(5)統計去重之后的線段條數和長度，并查找計算出最長邊長和最短邊長；

(6)將統計計算出的平均邊長和最長最短邊長進行輸出。

2.5 點號縮放

當打印輸出控制網圖的幅面有變，如A3或A4時，點號字體的大小要匹配網圖，因此點號縮放是必需的一個功能，在AutoCAD中，字體的縮放一般是按照其基點或者對齊點進行縮放，這就會造成當文字較小時，縮放后離其需要注記的點位置距離過遠，文字較大時距離過近等問題。此處的點號縮放是將文字的縮放中心調整為其所對應的點位置，這樣就會使文字的縮放更加合理。

其具體實現方法如下：

(1)選取進行點號去重檢查之后的點號和進行點融合之后的折線；

(2)將折線的頂點信息存入一個集合，點號的信息存入另一個集合；

(3)比較(2)中兩個集合的元素個數是否一致。如果不一致則提示用戶錯誤原因，并且要求用戶重新選擇處理；

(4)匹配點號與頂點，按照距離最近進行匹配；

(5)按照用戶輸入的縮放比例參數對文字以其匹配的頂點為中心進行縮放。

3 效果展示

將2中所設計的功能利用ObjectARX .NET[5]編寫程序并且在AutoCAD 2006下測試通過。

為方便使用，將上述功能進行了整合，放入AutoCAD的菜單中，如圖1所示。

圖1 控制網選點輔助程序菜單

3.1 點融合處理

在進行點融合處理之前的效果如圖2所示，根據2.1節中的算法進行點融合處理之后的效果如圖3所示。從圖3可以看出，需要捕捉在一起的點已經捕捉在一起，而超過所設的限差的點則沒有被捕捉在一起，滿足了點融合的要求。

圖2 進行點融合之前

圖3 進行點融合之后

3.2 點號重復性檢查

在用戶手工編寫點號時，可能會出現類似于圖4的情況，造成圖中出現重復的點號，這就會造成后續點號個數統計和點數量統計結果不一致的情況，故需要進行點號重復性檢查。對圖4進行重復性檢查得到的結果如圖5所示，提示圖4存在重復點號，并且輸出重復點號為G1和G6，這樣就方便用戶定位和修改錯誤。如果用于選擇的點號個數與折線頂點去重之后的個數不一致時，程序同樣會提示用戶重新選擇，直到兩者一致時方能夠進行后面的檢查。

圖4 進行點號重復性檢查之前

圖5 點號重復性檢查結果

3.3 點統計

圖6為進行點融合和點號重復檢查并修改之后的成果圖，對此圖進行點統計，統計結果輸出如圖7所示，從輸出結果可以看出進行點融合之后點的個數為8個，與圖6中正確標注的點號的個數8個是一致的。

圖6 進行3.1和3.2的檢查并修改后

圖7 點統計結果

3.4 邊統計

同樣對圖6進行邊統計，統計結果如圖8所示。從圖中可以看出該折線剔除重復邊之后進行統計得出的平均邊長為 14.791 m，最長邊為 21.459 m，最短邊為 9.180 m(注：此處的邊長沒有考慮比例尺，實際工作中的邊長應該按照項目設計書中的要求進行設計)。

圖8 邊統計結果

3.5 點號縮放

對圖6中的點號進行2倍縮放之后，其效果如圖9所示。圖10為AutoCAD中通過調整文字高度的方式進行的字體自動縮放，從圖中可以看出其為基于文字的對齊點或者文字的定位點進行的縮放，無法達到圖9的效果，通過該方法的文字縮放能夠使文字更好的分布在圖中，從而達到更好的圖面效果。

圖9 點號縮放后效果

圖10 AutoCAD自帶縮放效果

4 結 論

本文對GNSS控制網圖上選點作業中存在的問題進行了分析，指出了傳統繪圖方法的不足，針對這類問題，提出了用“一筆構圖法”進行控制網的繪制方法。在利用了“一筆構圖法”繪制控制網后，利用自編寫程序進行點融合處理、點號重復性檢查、點數量統計、平均邊長統計等各項處理及檢查，并滿足GNSS測量技術規定之后，即可進行外業的后續埋石，大大提高了生產作業效率。

在后期的使用中，還可以根據需要進行其他功能的添加，比如實現點號與點位的挪移聯動，并且在聯動時能夠考慮文字對線條的壓蓋[6～9]等問題。

[1] CJJ/T 73-2010. 衛星定位城市測量技術規范[S].

[2] GB/T 18314-2009. 全球定位系統(GPS)測量規范[S].

[3] 徐杰，孟黎，唐詩華等. 控制網選點系統的研究[J]. 測繪與空間地理信息，2008(1)：158～161.

[4] 吳春松，孫曉煒，王浩等. GPS控制網的技術設計研究[J]. 硅谷，2012(20)：53，19.

[5] 李冠億. 深入淺出AutoCAD二次開發基礎[M]. 北京：中國建筑工業出版社，2012.

[6] 曾洪飛，張帆，盧擇臨. AutoCAD VBA & VB.NET開發基礎與實例教程[M]. 北京：中國電力出版社，2009.

[7] 楊孝安，王保國. 基于CAD平臺的植被符號自動移位[J]. 城市勘測，2008(1)：122～124.

[8] 李乃良，楊孝安. 基于AutoCAD的地形圖中高程注記的自動移位[J]. 城市勘測，2008(2)：119～121.

[9] 付崇江，余代俊，王麗麗. 基于.NET平臺的CAD地形圖注記的自動調整[J]. 工程勘察，2010(3)：84～90.

[10] 蒲朝旭，湯洪，林莉. 橢圓搜索方式高程注記智能移位方法[J]. 測繪科學，2015(3)：141～145.

TheDesignandImplementationofAuxiliarySelectionPointforGNSSControlNetwork

Zhu Xiaoxian1，2，Yu Daijun1，Pu Chaoxu1

(1.The Modern Engineering Measurement Techniques and Applications Institute，Chengdu University of Technology，Chengdu 610059，China； 2.Chengdu Architecture Vocational High School，Chengdu 610051，China)

At present，the measurement plane control network is mainly used GNSS.However，the traditional GNSS control network on the industry map is slowly，complex and error-prone，therefore，the author put forward a kind of interior design point method called “Once Drawing for Building Graphics Method”.After the drawing is completed，the program is used to statistical output the control point and side information and to check. When the technical design requirements are met，the excavation can be carried out.Practice shows this can effectively reduce the complexity of the internal selection point and improve the work efficiency.

selection point for control network；point processing；edge processing；once drawing for building graphics method

1672-8262(2017)06-143-04

P209

B

2017—02—28

朱逍賢(1987—)，女，碩士研究生，主要從事工程測量技術應用及研究。