基于PDA的道路工程勘测设计系统研究

【摘 要】伴随我国基础设施建设的日臻完善，道路工程施工越来越多，道路工程勘测设计变得越来越重要。为了不断开发出更为完善的道路工程勘测设计系统，文章立足于PDA，首先对PDA基本内容进行简要介绍，然后对基于PDA的道路工程勘测设计系统的开发进行研究。

【关键词】PDA；道路工程；勘测设计；系统开发

在道路工程建设中，勘测设计作为工程前期阶段主要工作，其勘测水平、设计质量直接影响着整个工程建设情况。由于土地资源的限制，节能环保要求，生态建设需要等，给现代道路工程勘测设计带来了全新的挑战，促使道路工程必须开发出功能更为强大齐全的勘测设计系统，以满足道路建设实际需要。

一、PDA简介

PDA（Personal Digital Assistant），表面意思是個人数字助理，对于它的理解狭义上指的是电子记事本，而广义上则指的是掌上电脑。电子记事本主要是对便签、日程安排、计算器、备忘录等个人信息进行管理，功能相对简单单一，且固化，用户不能根据自己实际需求来添加新的功能。而掌上电脑不仅拥有自己的操作系统，而且可以利用编程语言开发系统，开发应用软件，当前大多使用的是软键盘进行输入。因而文章谈论的PDA指广义上的PDA，即掌上电脑。

目前，PDA主要分为两大系列：基于Windows CE操作系统的PDA和基于Palm OS操作系统的PDA。就国内而言，两种系列相较起来，基于Windows CE操作系统的PDA要更为常见，使用更为广泛，所以文章采用该类PDA作为道路工程勘测设计系统开发的硬件基础。

二、基于PDA的道路工程勘测设计系统开发

（一）道路工程勘测设计系统的结构设计。在道路工程建设中，勘测能够为工程设计提供所需数据信息，而设计则是为工程正式施工做好铺垫，勘测数据的准确性、实时性决定着工程设计的水准。基于两者之间的紧密联系，为了实现道路工程勘测与设计的一体化运作，基于PDA的道路工程勘测设计系统的开发需要能够对现场勘测数据进行实时检查，对现场设计进行实时调整，能够对错误测量进行处理，能够将实时测量数据以可视化图形显示出来，并能输出相应的报表；具备良好的兼容性，可以接入通用道路设计软件，实用性强。工程测量在整个工程建设中起着重要作用，若数据测量不准确、不全面，势必会给工程正常建设造成巨大影响。为了满足工程测量精确性要求，保证数据测量的完整性，采用拥有专门操作系统的、可编程的PDA来开发工程勘测设计系统，用计算功能强大的系统实施工程测量工作，可以很好的保证工程测量的精确性，对测量数据进行高效准确的处理。

根据这些需求，道路工程勘测设计系统的组织架构应包括5大部分，即路线测量模块、数据管理模块、道路设计模块、控制与碎步测量模块和路线调查模块。路线测量模块主要完成的是对线路中线、道路施工、线路纵横断面、线路工程控制与竣工、管道施工等进行测量，测量可以采用全站仪、经纬仪进行，也可以将传统测量方法与现代测量方法相结合使用。数据管理模块，主要负责对现场勘测数据信息进行采集，对限差进行测量，对参数进行设计，包括常数参数、桥涵参数以及路线的设计规划等。道路设计模块，包括路线的纵横断面设计、平面设计、端部及交叉口设计、坐标设计及调整、其它构造物几何控制参数设计等，主要完成的是对道路及其沿线构造物的几何设计与修改。路线的平面设计将所需资料（圆曲线半径、交点坐标等）输入工程软件当中，由软件对这些数据进行处理计算和修改，直至所有参数整体优化满足道路工程设计。控制与碎步测量，主要负责完成施工放样和勘测设计中的各种控制测量与碎步测量，如高程控制测量、平面控制测量、少数碎部点测量等。路线调查主要负责对道路工程设计所需野外调查数据进行存储，如地质水文等。

（二）主要算法及系统实现。数据通信的实现。数据通讯采用蓝牙技术，所需蓝牙适配器选用基于串口协议的蓝牙串口适配器，以便与串口通讯保持一致。串口通信方式本系统选择异步通信，并对奇偶校验位、波特率、终止符、停止位和数据位等通信参数进行合理设计。全站仪与PDA之间串口通信的实现，同样需要对通信参数进行合理设计，并将全站仪通过蓝牙或串口与PDA连接起来。

图形显示界面的实现，需要做到对比例尺进行准确确定，对图形进行放大缩小移动等操作，测量坐标系与PDA屏幕坐标系一致，矢量图居中显示等。比例尺的确定可以采用修正的实际距离值算法，将所需参数（视图窗口的高度、宽度，最大值最小值等）带入到算法公式当中即可确定全图显示比例。将测量坐标系映射到PDA屏幕坐标系上，使两者保持一致，需要将屏幕默认坐标系转换为测量坐标系，但基于Windows CE操作系统的PDA不支持坐标设置及转换，因而开发者需要自己编写坐标映射这部分代码。代码需要完成的两个关键步骤是将整个坐标系按逆时针方向旋转90°，将位于屏幕左上角的坐标系原点移至视图窗口的左下角。图形缩放可以通过修改比例尺大小来实现，图形的平移可以通过调整坐标原点来实现。纵横断面测量的实现采用全站仪或RTK来完成，先由系统根据桩号、中桩点类型等求出纵横断面的方程，然后输入对应的参数，系统自动绘制出地面线，进而得到横断面框图。

三、总结

综上，采用PDA来开发道路工程勘测设计系统，既能够为系统开发提供专门的操作系统，又能够保证图形界面的友好大方，是道路勘测设计系统开发的重要支撑工具。我国在逐渐完善道路建设的过程中，应结合自身特点，合理选择PDA类型，并对各功能模块进行合理设计，充分发挥勘测设计系统优势。

参考文献

[1] 唐代华.基于PDA的道路勘测设计内外业一体化系统研究[D].重庆：重庆交通大学，2009.

[2] 李敏.基于PDA的道路“勘测+设计”一体系统研究[J].技术与市场，2015，03：28-29.

[3] 周海壮.基于RTK控制终端的道路勘测设计施工系统开发[D].沈阳：东北大学，2014.

作者简介：张昭钊（1991.02- ），男，江苏省宿迁人，本科，助理工程师，研究方向：测绘、GIS。