一種圖形化的縱橫斷面數據處理方法及實現

[ 作者簡介：蒲生亮(1986 - )，男，助理工程師，主要從事水利水電工程測量，2009年畢業于武漢大學，大學本科。]

（內蒙古自治區水利水電勘測設計院，內蒙古 呼和浩特 010020）

摘要： 常見的縱橫斷面數據處理方法主要從數據或格式著手，往往容易忽略了其“圖形”意義，本文嘗試從“圖形化”角度編寫了基于VISUAL LISP 的縱橫斷面數據處理程序，可以應用于各種縱橫斷面測量數據處理。

關鍵詞： 圖形化，縱橫斷面測量，數據處理，VISUAL LISP， AUTOCAD二次開發

A Graphical Data Processing Method and Implementation of Vertical and Horizontal Cross-Section

PU Shengliang1

(Inner Mongolia Water Resources and Hydropower Survey and Design Institute,Inner Mongolia Hohhot 010020)

Abstract : The common methods of data processing of vertical and horizontal cross-section mainly started from data or format, often easy to overlook its "graphics" meaning, this paper attempts from the "graphical" point of view to write the vertical and horizontal cross-section of data processing program based on VISUAL LISP, can be applied to the kinds of vertical and horizontal cross-section measurement data processing.

Keywords: Graphical, Vertical And Horizontal Cross-Section Measurement, Data Processing, VISUAL LISP, AUTOCAD Secondary Development

引言

隨著GPS-RTK技術在測量工作中的廣泛應用，傳統的測量手段得到了大程度地提升，以測點為主要方式的測繪任務面臨著“多文件”、“大體積”的數據整理及處理困境。雖然眾多斷面測量軟件大放異彩，可是各有其千秋，并且大多基于純程序設計語言的文本操作得以實現，有的以“固定”格式的數據成圖為主，有的僅以本職工作出發編寫而其他行業應用有限或繁瑣，而且都有一個共同的特點：無不使程序使用者容易陷于“文(件)山點?！?，極為不方便，且不得不犧牲了測點數據的可見性與直觀性，稍有特色者也不過參考點圖而已。正是基于以上思考，本文嘗試從點數據的圖形角度出發，增加了縱橫斷面數據整理及處理過程的形象直觀性、簡易性。

1 需求分析與功能設計

首先，我們必須知道“要解決的問題是什么？”也即如何從測點源數據得到目標數據，從而生成測繪最終成果。其次，也要知道“是否有行得通的解決辦法？”也即采用何種編程方法，達到什么樣的功能效果，實現數據的轉化，因而本文選擇了AUTOCAD VISUAL LISP集成開發環境作為程序編碼與測試工具。最后，要弄明白“怎樣具體實現？”也是程序開發最關鍵的步驟，需要反復進行模塊編碼、調試、精化與集成，從而實現程序編寫所預期的各項功能。

圖表 1.1 E-R圖

（1）開發目標。如圖1.1 所示，我們要實現測量點的集合AI到成果元數據的集合BJ的轉化，I為源點數據的數目，J為目標元數據的數目，也是眾多縱橫斷面數據處理程序的設計思路和目標，而我們要實現“圖形化”的目的，即要完成數據圖形化（DI）和圖形數據化（ID）兩個過程，其功能轉化過程如圖1.2 所示。

圖表 1.2 功能圖

（2）應用范圍。從理論上講，可以實現縱橫斷面設計與成圖。在實際測量工作中可以應用于渠道、河道縱橫斷面等相關數據成果的生產過程。

2 流程設計與編碼實現

（1）根據圖表 1.2 ，其功能所對應的程序流程圖如圖表2.1 所示：

圖表 2.1 程序流程圖

（2）根據圖表 2.1 我們可以編寫相關函數，以實現功能，函數列表如下：

主程序單元 C:ZD () C:HD ()

縱斷面數據處理程序 橫斷面數據處理程序

一級調用單元 C:E2C() C:L2C ()

高程點生成數據文件 復合線輸出XY坐標

二級調用單元 C:STRPARSE () C:L1R ()

字符串轉換為字符串列表 判斷點在直線上的位置

圖表 2.2 函數功能及其關系調用

（3）根據圖表2.2 我們可以得到其抽象數據類型定義，如下所示：

ADT ZD_HD {

數據對象：C={AI,BI|AI為點數據集合;BI為元數據集合}

數據關系：R={,}

基本操作：

C:ZD (/ LSTS LSTZ B D Z C ZA ZZ S SA FF Z1 ZA1 ZZ1)

// 操作結果：返回一個非NIL值

C:HD (/ LSTS LSTZ P PP P1 FF STR B Z C ZA S SA ZZ ZN FLAG D)

// 操作結果：返回一個非NIL值

E2C (/ SN LSTS P1 P2 SS I SI PT Y X H)

// 操作結果：返回一個XYH點列表

L2C (/ PL ENTDATE A N LSTZ FIND KEY YY XX)

// 操作結果：返回一個XYH點列表

STRPARSE (STR DELIMITER / SEARCHSTR STRINGLEN RETURN N CHAR)

// 操作結果：返回一個子字符串列表

L1R (P1 P2 P3 / B C P)

// 操作結果：返回一個INT值，等于0時點在線上，大于0時點在線的左側，小于0時點在線的右側。

} ADT ZD_HD

3 程序測試與成果生成

（1）打開AUTOCAD，加入CASS環境，展繪點號和高程點。輸入命令APPLOAD，選擇和加載文件“*.FAS/*.LSP/*.VLX”;若命令無效可重復加載。開啟圓心和節點捕捉，從上游至下游（前進方向）連接縱斷線，從前進方向左端至右端連接橫斷線。輸入命令“ZD”，框選高程點（包含縱斷線），生成縱斷數據文件及成果圖。輸入命令“HD”，框選高程點（包含橫斷線），選擇（橫斷線），選擇中心樁和方向點（前進方向），輸入中心樁號，生成縱斷數據文件及成果圖。

（2）以某長1KM縱橫斷測量項目所采集數據為實例，其原始數據格式為“點名，注釋，東坐標，北坐標，高程”，展繪后散點圖如3.1所示。目標縱斷成果和橫斷成果格式為“距離，高程”，并生成橫斷面圖（以第一條為例，如圖3.2所示）和縱斷面圖（如圖3.3所示）。

圖表 3.1 測點數據散點圖

圖表 3.2 縱斷面成果圖

圖表 3.3 橫斷面成果圖

4 結語

（1）通過該程序的設計、編碼與測試，以及成果生成，取得了預期的結果，操作更加簡便、尤其適合于電腦操作不太熟練的同志。

（2）通過斷面線的繪制，避免了多人協作測量數據凌亂無章的特點，斷面點的選擇也更具靈活性，斷面數據的可靠性更高，出錯率更低。

（3）LISP語言在人工智能方面有著稱奇的優勢，雖然本程序在生產實踐中應用尚可，但是仍立足于簡單數據源、圖元素，本質上還是文本操作處理，因而將來在數據處理智能化方面有著很大的空間，需要結合本職工作進行更深一步的學習和研究。

參考文獻：

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