GNSS控制网选点辅助程序的设计与实现

朱逍贤，余代俊，蒲朝旭

(1.成都理工大学现代工程测量技术及应用研究所，四川 成都 610059； 2.成都市建筑职业中专校，四川 成都 610051)

GNSS控制网选点辅助程序的设计与实现

朱逍贤1，2*，余代俊1，蒲朝旭1

(1.成都理工大学现代工程测量技术及应用研究所，四川 成都 610059； 2.成都市建筑职业中专校，四川 成都 610051)

目前，测量平面控制网主要采用GNSS方式布设。但传统的GNSS控制网内业图上选点速度慢、复杂且容易出错，为此，笔者提出一种内业选点的“一笔构图法”。在构图完成之后，再利用程序进行控制点信息和边信息的统计输出检查，当满足技术设计要求之后，即可进行外业的踏勘埋石。实践表明，该法能够有效降低内业选点的复杂度，提高工作效率。

控制网选点；点处理；边处理；一笔构图法

1 引 言

GNSS控制网在测量平面基准建立中是首选。GNSS控制网的布测一般要经过图上选点、实地踏勘调整点位、埋石、观测和数据处理等步骤。图上选点一般可以在CASS软件上以测区地形图或影像图配以该区域边界矢量图为基础，根据控制网等级、用途、交通情况和地物分布等进行初步选点构网，并检查所构网形是否满足相应GNSS等级网的平均边长要求和设计的点位数[1～4]，之后再进行实地踏勘，进而对网点位置进行调整。

为了在图上调整挪动地面对应的某点位时不因挪动一点而拆散破坏相邻各边的图形结构，本文提出了一种内业选点的“一笔构图法”。所谓“一笔构图法”即是在内业选点时使用一条完整的多段线构成全部预设网点之图形，这样，在调整挪动某一点位时，只需用鼠标选定该点并拖动即可，而不致使网形散架。当控制网规模较大、点数较多时，人工统计相关信息时往往易出错。本文提出了自动统计点数及编号检查，自动统计全网边数及平均边长的方法，并用程序加以实现，极大方便了控制网选点并提高了工作效率。

2 程序设计与实现

2.1 点融合处理

在进行“一笔构图法”绘制时，一般是采用目视方法在CASS中进行操作，有可能会造成所绘制的点或线由于目视识别误差、捕捉未打开、捕捉错误等原因而无法将所有的点或线都按照需要重合在一起，故在进行相关信息统计时应该先进行点融合处理。

点融合处理即是通过程序将上述人工操作产生的错误进行修复处理，其具体的实现步骤如下：

(1)获取“一笔构图法”所绘制的折线；

(2)获取该折线各个顶点坐标，并且对每个顶点进行编号；

(3)循环找出距离每一个点的最近点；

(4)对(3)步中的数据按照最近点由多到少进行排序；

(5)对(4)步排序后的数据按照最近点由多到少依次处理，前面已经处理的点号后面直接跳过不予处理；

(6)将进行点融合之后的数据按照(2)中的编号进行排序，以便更新折线点坐标；

(7)根据(6)中的数据修改图中的折线，从而使需要重合在一起的点重合在一起。

需要特别说明的是，(3)步中根据距离查找距离一个点的最近点，这里涉及一个阈值的问题。由于GNSS测量规范中不可能允许两个GNSS点之间的距离只有几米或者几十米，同时由于目视误差也不可能达到几百上千米的误差，而且实际显示器的大小、测区范围等因素都可能影响目视误差，故该项限差需要根据实际情况进行设置，比如 10 m、20 m等。

2.2 点号重复性检查

在进行点融合之后，才能够进行点号的编写，这步通常采用手工直接在图面进行输入填写的方式，这就很容易在手工编写点号时出现重复点号的情况，故必须进行检查。

进行点号重复性检查的具体实现思路如下：

(1)选择用于查重的点号；

(2)循环比较各个点号，如果出现重复点号则进行记录；

(3)将(2)步中的处理结果在AutoCAD命令行进行输出，如果包含重复点号，则将重复点号文字进行输出，以便用户进行检查。

2.3 点统计

控制点数量是GNSS控制网测量项目中一个重要指标，控制点数量需按项目合同要求布设，直到满足要求为止。

点数量统计的具体实现步骤如下：

(1)获取需要统计的折线；

(2)按照2.1节中的思路先进行点融合处理，以免统计出的点数量存在错误；

(3)将进行点融合之后的点坐标序列进行去重处理，以免同一个点被统计多次；

(4)将点统计结果进行输出。

2.4 边统计

最长最短边长和平均边长也是GNSS控制网设计中需要考虑的一个重要技术指标，如果最长最短边长超限太多、平均边长不能满足某一个等级的要求，则不能认定所设计的控制网能够满足需求，需要重新进行设计。

边统计的具体实现步骤如下：

(1)选取需要统计的折线；

(2)按照2.1节中的思路先进行点融合处理，以免统计出的边信息存在错误；

(3)根据点融合之后的折线组成线段集合；

(4)对(3)中所组成的线段集合进行去重处理，删除重复边；

(5)统计去重之后的线段条数和长度，并查找计算出最长边长和最短边长；

(6)将统计计算出的平均边长和最长最短边长进行输出。

2.5 点号缩放

当打印输出控制网图的幅面有变，如A3或A4时，点号字体的大小要匹配网图，因此点号缩放是必需的一个功能，在AutoCAD中，字体的缩放一般是按照其基点或者对齐点进行缩放，这就会造成当文字较小时，缩放后离其需要注记的点位置距离过远，文字较大时距离过近等问题。此处的点号缩放是将文字的缩放中心调整为其所对应的点位置，这样就会使文字的缩放更加合理。

其具体实现方法如下：

(1)选取进行点号去重检查之后的点号和进行点融合之后的折线；

(2)将折线的顶点信息存入一个集合，点号的信息存入另一个集合；

(3)比较(2)中两个集合的元素个数是否一致。如果不一致则提示用户错误原因，并且要求用户重新选择处理；

(4)匹配点号与顶点，按照距离最近进行匹配；

(5)按照用户输入的缩放比例参数对文字以其匹配的顶点为中心进行缩放。

3 效果展示

将2中所设计的功能利用ObjectARX .NET[5]编写程序并且在AutoCAD 2006下测试通过。

为方便使用，将上述功能进行了整合，放入AutoCAD的菜单中，如图1所示。

图1 控制网选点辅助程序菜单

3.1 点融合处理

在进行点融合处理之前的效果如图2所示，根据2.1节中的算法进行点融合处理之后的效果如图3所示。从图3可以看出，需要捕捉在一起的点已经捕捉在一起，而超过所设的限差的点则没有被捕捉在一起，满足了点融合的要求。

图2 进行点融合之前

图3 进行点融合之后

3.2 点号重复性检查

在用户手工编写点号时，可能会出现类似于图4的情况，造成图中出现重复的点号，这就会造成后续点号个数统计和点数量统计结果不一致的情况，故需要进行点号重复性检查。对图4进行重复性检查得到的结果如图5所示，提示图4存在重复点号，并且输出重复点号为G1和G6，这样就方便用户定位和修改错误。如果用于选择的点号个数与折线顶点去重之后的个数不一致时，程序同样会提示用户重新选择，直到两者一致时方能够进行后面的检查。

图4 进行点号重复性检查之前

图5 点号重复性检查结果

3.3 点统计

图6为进行点融合和点号重复检查并修改之后的成果图，对此图进行点统计，统计结果输出如图7所示，从输出结果可以看出进行点融合之后点的个数为8个，与图6中正确标注的点号的个数8个是一致的。

图6 进行3.1和3.2的检查并修改后

图7 点统计结果

3.4 边统计

同样对图6进行边统计，统计结果如图8所示。从图中可以看出该折线剔除重复边之后进行统计得出的平均边长为 14.791 m，最长边为 21.459 m，最短边为 9.180 m(注：此处的边长没有考虑比例尺，实际工作中的边长应该按照项目设计书中的要求进行设计)。

图8 边统计结果

3.5 点号缩放

对图6中的点号进行2倍缩放之后，其效果如图9所示。图10为AutoCAD中通过调整文字高度的方式进行的字体自动缩放，从图中可以看出其为基于文字的对齐点或者文字的定位点进行的缩放，无法达到图9的效果，通过该方法的文字缩放能够使文字更好的分布在图中，从而达到更好的图面效果。

图9 点号缩放后效果

图10 AutoCAD自带缩放效果

4 结 论

本文对GNSS控制网图上选点作业中存在的问题进行了分析，指出了传统绘图方法的不足，针对这类问题，提出了用“一笔构图法”进行控制网的绘制方法。在利用了“一笔构图法”绘制控制网后，利用自编写程序进行点融合处理、点号重复性检查、点数量统计、平均边长统计等各项处理及检查，并满足GNSS测量技术规定之后，即可进行外业的后续埋石，大大提高了生产作业效率。

在后期的使用中，还可以根据需要进行其他功能的添加，比如实现点号与点位的挪移联动，并且在联动时能够考虑文字对线条的压盖[6～9]等问题。

[1] CJJ/T 73-2010. 卫星定位城市测量技术规范[S].

[2] GB/T 18314-2009. 全球定位系统(GPS)测量规范[S].

[3] 徐杰，孟黎，唐诗华等. 控制网选点系统的研究[J]. 测绘与空间地理信息，2008(1)：158～161.

[4] 吴春松，孙晓炜，王浩等. GPS控制网的技术设计研究[J]. 硅谷，2012(20)：53，19.

[5] 李冠亿. 深入浅出AutoCAD二次开发基础[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2012.

[6] 曾洪飞，张帆，卢择临. AutoCAD VBA & VB.NET开发基础与实例教程[M]. 北京：中国电力出版社，2009.

[7] 杨孝安，王保国. 基于CAD平台的植被符号自动移位[J]. 城市勘测，2008(1)：122～124.

[8] 李乃良，杨孝安. 基于AutoCAD的地形图中高程注记的自动移位[J]. 城市勘测，2008(2)：119～121.

[9] 付崇江，余代俊，王丽丽. 基于.NET平台的CAD地形图注记的自动调整[J]. 工程勘察，2010(3)：84～90.

[10] 蒲朝旭，汤洪，林莉. 椭圆搜索方式高程注记智能移位方法[J]. 测绘科学，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

朱逍贤(1987—)，女，硕士研究生，主要从事工程测量技术应用及研究。