Web平台下的工程测量数据在线处理系统研制

李 方，邹进贵

(武汉大学测绘学院，湖北 武汉430079)

一、引 言

测绘技术伴随着其他技术的发展而得到了迅速提高，逐渐走向自动化、数字化和智能化时代。工程测量任务往往包含多个环节，每一个环节的测量数据处理的正确性、精度和工作时效性直接影响整个测量工程的进度［1］。一旦测量数据出现问题就会影响工作进度，还浪费了很多人力、物力、财力。目前很多应用软件都面临着收费昂贵、安装更新烦琐、与仪器捆绑销售、可重复性差等问题。

针对以上问题，笔者开发了一个Web平台下的工程测量数据在线处理系统，其研究意义在于:①可实时动态处理数据并得到处理结果，实时评估工作质量;②用户无须购买各种配套软件，直接利用系统可以处理多种测量数据;③系统升级时只需服务器后台更新，省去用户需要多次下载更新软件的麻烦;④便于用户进行数据管理。因此，Web平台下的工程测量数据处理系统具有较高的实用价值。

二、系统功能与结构设计

1．数据库设计

由于系统需要对数据实现存储管理，因此需要使用数据库。针对此系统，本文的数据库需要进行结构方面的设计，数据库中包含了12个数据表，分别为:

1)TraverseKnownData;

2)TraverseObserveData;

3)TraverseResult;

4)LevelingKnownData;

5)LevelingObserveData;

6)LevelingResult;

7)IntersectionKnownData;

8)IntersectionObserveData;9)IntersectionResult;

10)CorTransformationKnownData;

11)CorTransformationObserveData;12)CortransformationResult。

在此数据库中本文对数据表的格式做了一定的设计，主要包含以下几个数据字段:①DataID，数据ID作为数据表主键，用户唯一标识数据文件，与服务器中对应文件夹下的数据一一对应;②UserName，用于存储登录账号的用户名;③UserCompany，用于存储用户所在的单位或公司;④ProjectName，用于存储此数据是哪个项目的名称;⑤Operater，用于存储数据操作者的名字;⑥Description，用于对数据进行相关备注描述;⑦Time，用于存储数据操作的时间。具体结构设计见表1。

表1 数据表结构

数据库中所存储的数据如图1所示。

2．系统结构与功能设计

Web平台下的工程测量数据处理系统的总体结构采用分层次框架设计。根据整个数据处理的流程，系统整体框架设计分为用户登录(或用户注册)、数据上传、数据处理、数据下载和数据管理。其中数据处理方面可以设计很多功能模块，比如导线网、水准网等，各个数据处理模块相互平行独立，用户可根据需要进行功能选择。进入系统后可以自主选择数据处理功能模块，比如导线网、水准网等，各个数据处理模块相互平行独立，用户可根据需要进行功能选择。目前功能处理暂定为设计导线网、水准网、交会计算和坐标转换4个模块，各个模块的数据处理流程相同。在这种框架结构设计下，各个数据处理模块相互独立，后期可根据实际需要继续添加不同功能的模块，以逐步优化完善系统。系统框架示意图如图2所示。

图1 数据表数据存储示意图

图2 工程测量数据处理系统结构设计图

三、Web编程关键技术

1．B/S结构

B/S结构(Browser/Server结构)即浏览器和服务器结构，用户都可以通过浏览器来访问网络上的各类信息，这些信息由多个Web服务器产生，但是数据并不储存在Web服务器中，大量的数据实际存放在数据库服务器中，每一个Web服务器通过某种方式与数据库服务器连接［2］。

2．COM组件技术

COM组件可以理解为一个封装的代码集合，它可以把程序代码转换到了二进制代码，运行速度远快于Web脚本的解释性语言，而且有很好的保密性，同时可以使用C#、C++等语言编写，有很好的兼容性，可以在不妨碍老客户的情况下被升级［3］。ASP中含有执行Web相关任务的COM对象集。这些对象可以执行检索HTML表单数据、把内容发回至浏览器、跟踪会话和应用程序的状态等任务。这些对象总是可以在整个ASP应用程序中使用［4］。

(1)利用ATL技术开发COM组件

通过ATL技术可以建立COM组件，然后通过ASP页面中的脚本对COM对象进行调用，达到可以利用COM组件中函数的目的，完成相应的功能。通过优化技术，ATL在其内部提供了C++开发的程序所必须具有的C启动代码的替代部分。同时，为了摆脱庞大的代码模块，ATL对产生的代码去粗取精，只留下了用户最基本的功能。因此，采用ATL开发的COM组件能够在网络环境下实现应用的分布式组件结构［5］。

(2)在ASP．NET中使用COM对象

COM对象可以在ASP．NET中被调用。ADO对象本身就是COM对象，内置的Request、Response、Server等对象也是COM对象。除了使用内置对象，程序员还可以通过调用Server对象的CreateObject方法来创建COM对象实例，具体调用如下:

Set

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

3．ADO．NET调用数据库技术

ADO．NET组件是重要的数据库开发工具，可以通过使用ADO．NET组件，实现对数据库的操作。ADO．NET提供与数据源进行交互的相关的公共方法，但是对于不同的数据源采用一组不同的类库，这些类库就成为Data Providers，并且通常都是通过与之交互的协议和数据源的类型来进行命名的。ADO．NET包含了以下5个对象:Command对象、SqlConnection对象、SqlDataReader对象、DataSet对象和SqlDataAdapter对象。绝大多数的数据库访问任务都能通过它们的组合完成。

四、系统实现与应用

1．系统功能实现

本系统首先实现就是用户注册与登录功能，系统登录功能主要保证用户系统数据的安全，限制非工作人员登录系统，进行非法操作。系统登录功能的实现比较简单，只需要在主系统进程创建前，先显示登录窗口，对用户信息进行验证，若验证通过，则创建主系统进程，否则，不会创建主系统进程，直至验证通过。

在用户注册方面需要使用的是CreateUserWizard控件，该控件需要用户输入用户名、密码、邮箱和安全问题等，在每个用户输入的TextBox后面都加入一个RequiredFieldValidator控件，将控件的Control ToValidate属性设置为对于文本框的ID，修改Error Message属性即可设置输入无效提示，如“必须输入用户名”。将web．config文件中的membership元素设置为min-RequiredPasswordLength=”6”，即设置密码不少于6位数。使用CompareValidator控件保证再次输入的密码与第一次输入相同。RegularExpressionValidator控件确保电子邮件的格式输入正确。系统的登录页面使用Login控件进行登录，修改DestinationPageUel属性重定向至系统功能选择主页上，输入用户名和正确的密码，点击登录即可进入系统主页，如图3和图4所示。

图3 新用户注册界面

图4 用户登录界面

在数据处理功能模块中，将以坐标转换模块为例进行说明。在坐标转换处理模块中本文设置了四参数和七参数两个转换模型，用户需要选择一种数据处理模型。通过RadioButtonList1．SelectedItem．Text属性值来确定转换模型。文件的上传通过File-Upload控件实现，具体上传程序可见图5，文件的下载程序可见图6。

文件上传需要获取服务器端和客户端路径，然后获取上传文件名称，设置上传文件保存服务器的路径即可实现文件上传，见图7。如果服务器中已经存在此文件则会提示文件重复。通过获取上传文件的后缀名来实现控制上传文件的格式。利用ASP．NET调用C++编写的DLL文件，首先需要在项目中添加引用DLL文件。以下为引用片段:

图5 上传文件程序

图6 数据下载程序

［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);

图7 上传文件

分别取得了LoadLibrary和GetProcAddress函数的地址，再通过这两个函数来取得DLL里面的函数即可实现调用DLL处理数据。其他功能模块的实现基本相同。

2．实例应用

下面以2014年12月水准测量试验数据进行实例分析。试验过程中采集了大约6．9 km的水准数据，其中共有6个水准点，分别为B01—B06，其中B01为已知点，其高程为100 m，其余点为待定点，水准路线中包含了一个闭合环B02-B03-B06-B0。

数据采集完毕之后利用工程测量数据在线处理系统进行处理，首先注册一个账号，然后登录账户进入系统，选择水准网计算模块进入水准网数据处理，上传已知点文件和观测值文件，选择自动处理，然后下载结果文件，如图8所示。

图8 下载结果文件

为了验算本系统计算结果的正确性，本文使用GNPS软件对水准数据进行了计算，其中图9(a)为GNPS软件处理结果，图9(b)为系统处理结果，图9(c)为两者对比结果。

图9 处理结果对比

通过对比分析可知系统计算结果正确，并有较高的精度。上述过程实现了工程测量数据的自动处理，相对于利用软件计算工程测量数据处理，该系统十分简便快捷，特别是对于测量机器人自动测量数据，可以直接上传处理，大大减轻了测量工作者的作业负担。

五、结束语

通过使用试验数据对系统进行验证，能够十分方便快捷地得到数据处理结果，相对于手工计算或者软件计算来说速度更快，工作强度更小，这充分体现了工程测量数据在线处理系统的优越性和实时性。本系统在实际工程中具有较大的实用性，特别适合于处理观测数据量大、复杂且需要进行平差处理的情况，用户仅需按照指定格式上传数据即可进行数据处理，真正实现了工程测量数据的现测现算，能够实时评估工作质量，及时发现错误，对测量工作计划具有很好的指导性。

［1］ 熊梓言．工程测量数据处理系统设计与实现［J］．测绘与空间地理信息，2008，31(6):177-179．

［2］ 任泰明．基于B/S结构的软件开发技术［M］．西安:西安电子科技大学出版社，2006:16-20．

［3］ Matt J．CROUCH．怎样用ASP和COM进行Web编程［M］．北京:人民邮电出版社，2001:20-45．

［4］ 米勒．Visual C++．NET开发人员指南［M］．北京:清华大学出版社，2002:13-53．

［5］ 王建康．大型联网视频监控系统中ICE中间件的设计与实现［D］．北京:北京邮电大学，2010．