输电线路测量外业数据一体化管理程序设计

徐 辉， 胡吉伦， 周 勇， 龙 维

（1.中南电力设计院，湖北 武汉 430071）

在输电线路工程施工图设计阶段勘测设计（简称“终勘”）中，测量外业数据处理是为设计专业提供基础地理信息模型的基础性工作。在数据处理过程中，由于采集的数据量大,需要进行大量的分类处理工作。由于检索功能较少，数据校核检查不方便，坐标数据与全站仪测量数据分开管理等原因，往往会产生意想不到的差错，特别是在特高压输电线路工程中，问题显得尤其突出。因此，对采集的大量测量外业数据进行有效管理，提高测量外业数据处理的质量和效率，具有十分重要的意义。研究开发了适应输电线路测量外业数据一体化管理程序，对用户采集的各类型数据提供输入接口，进行统一管理，并开发针对性的数据处理接口，与数据处理软件进行无缝衔接，提高了测量外业数据处理的质量和效率，具有较强的推广应用价值。

1 数据一体化管理的需求分析

外业数据的一体化管理是为了提供高效的数据分类、编辑、查询与校核，满足后续数据处理的要求，为数据处理提供统一格式的原始输入。本管理程序需要交互的系统如下：

1）输入数据支持系统：GPS处理软件、全站仪数据处理软件。

2）输出数据应用系统：平断面图处理软件、交叉跨越分图处理软件、塔基断面处理软件、土建基础配置软件、大比例尺地形图软件，如图1所示。

图1 程序与其他数据处理系统关系图

对于测量作业人员来说，数据一体化管理的基础对象包括：GPS RTK测量数据、全站仪测量数据（测站数据和前视数据），为了对外业数据进行有效回溯和实现数据的高效管理，需要满足以下几个方面的要求：

1）需要对GPS RTK方式采集的坐标数据与全站仪原始数据进行统一管理。在当前的输电线路测量数据管理中，一般是将全站仪测量数据通过坐标计算转化为坐标数据进行管理，没能对原始数据进行直接管理，不利于后期数据质量检查及管理。在线路工程中，可利用线路工程坐标（用工程累距、偏距、高程表示）对二者进行统一管理。

2）需要对数据采集的时段信息（采集的时间、人员、设备及编号）进行管理。在对数据进行编辑、处理的时候，对有疑问的数据可以与相关作业记录、测量仪器中的原始数据进行对比分析，保证数据的可追溯性。

3）对外业测量数据进行有效分类。外业测量数据管理的难点在于对数据的有效分类，这也是困扰测量作业人员的一大难题。在输电线路工程测量中，测量数据类型大体可分为9类，分别是转角桩测量点、直线桩测量点、塔位桩测量点、辅助桩位测量点、断面测量点、塔基断面测量点、塔位地形测量点、断面检查测量点、其他类型测量点。各类型数据对应不同的数据处理方法。因此，对测量数据进行有效分类是实现数据一体化管理的关键。

4）快速搜索查询及与其他数据处理软件良好的接口。作业人员在进行数据处理时，需要对数据进行检查、编辑，必须按照用户要求定位到需要的数据，因此需要设计针对数据的搜索查询定位功能。用户数据编辑处理好后，软件应能提供与其他数据处理软件良好的接口，通过定义好的交换格式进行数据交换。

2 基础数据及程序功能设计

2.1 基础数据结构设计

在输电线路工程测量中，主要是利用GPS RTK和全站仪采集外业数据，通过专业的数据处理软件对采集的原始数据进行处理，形成对应的坐标数据、全站仪数据（以中南电力设计院采用的Topcon全站仪为例，全站仪数据为GT6格式数据），此2类数据是数据管理的基础数据。全站仪数据分为测站数据与前视数据，通过时段数据进行统一管理。因此程序内部设计4种类型的数据：时段数据、坐标数据、测站数据、前视数据，4种数据结构及相互间的关系如图2所示。

4种基础数据间通过建立关联索引进行关联，索引共分为三级，时段数据索引是最高级别的索引。各时段数据具有唯一的时段索引，利用时段索引对时段数据进行管理。第二级索引是坐标数据索引和测站数据索引，分别维护自身数据索引与关联的时段数据索引。第三级索引为前视数据索引，维护自身数据索引与关联的测站数据索引。程序建立上述4种类型数据的数组进行管理，通过数据自身索引及关联索引进行高效管理。

2.2 测量采集数据处理流程

测量外业数据的一体化管理需要满足用户数据处理的需要，软件的功能设计必须满足用户数据处理流程中各个环节的功能要求。在目前的输电线路勘测设计中，施工图阶段几乎都采用了航空摄影测量或卫星遥感影像测量的作业模式。相比传统的全工程测量作业模式，航测遥感模式的优点是外业采集的数据量会大大减少。根据多年实践经验，对输电线路外业测量采集数据的处理流程如图3所示。

图2 程序基础数据结构及关系图

图3 测量采集数据处理流程图

2.3 程序功能设计

根据需求分析的要求，程序需要实现数据输入接口、输出接口、数据分类、线路坐标计算、桩位成果计算、数据编辑、数据查询等功能，程序对输入数据进行自动分类处理，根据输电线路工程参数确定转角桩数据、直线桩数据、塔位桩数据、辅助桩数据、断面测量数据，对于未正确分类的数据，利用批量修改进行手工分类处理，分类处理完成后进行线路坐标计算，线路坐标是本程序与其他处理软件交互的核心。在程序功能设计中，注重批量处理功能的设计，大量重复编辑、处理工作，采用批量处理方式可以提高数据处理效率，增加用户操作的友好性。程序主要功能设计如图4所示。

图4 程序功能设计图

3 程序实现及应用

根据软件设计的模块划分和功能，利用VC++6.0进行编码实现，采用模块化的方式进行开发，实现了参数设置、数据输入、数据显示及显示控制、数据查询检索、数据编辑、数据计算、数据输出及打印功能，最终打包生成可独立运行的exe执行程序。

程序实现了较完善的搜索功能，提高了程序的用户友好性，用户可根据需要进行数据定位、依据点名进行搜索、显示特定时间的数据，充分考虑了数据量大时的数据处理特点。

程序开发完成后在我院广西某直流线路工程施工图勘测中进行了推广应用，各作业组利用本程序对各终勘段近100 km的输电线路测量外业数据进行一体化管理，将坐标数据、全站仪数据进行统一管理，并提供了数据自动和手工批量分类处理功能，充分考虑到了测量数据管理的需要，同时为后续的测量数据处理提供了良好的接口支持，为工程平断面图、塔基断面图、交叉跨越分图的高效生成提供了完善的数据支持，提高了工程资料整理的质量和效率。

4 结 语

利用程序对施工图设计阶段输电线路测量外业采集数据进行一体化管理，具有以下创新性特点：①对坐标数据与全站仪数据进行统一管理，实现了真正意义上的原始数据管理，并利用时段信息进行关联，保证了原始数据的可追溯性。②提供了自动和手动分类功能，用户只需较少的处理就能对采集的数据进行相应分类，实际上是对数据进行一定程度的属性化，为数据的下一步使用提供了依据。③程序实现了友好的查询检索功能，改变了以前数据处理软件中人工查找数据的方式，提高了数据管理效率。④具有良好的输入输出接口设计。

一体化管理程序的计算结果满足现行测量规程规范的技术要求，能够大幅提高测量人员的工作效率和工作质量，并为后续断面图绘制、塔基断面图生成和其他资料整理提供完善的接口支持，具有广阔的应用前景。程序的不足之处是在数据存储上采用了文件方式，大量的数据管理功能如查询检索功能均需要从底层开发程序编码实现，不利于软件的维护更新。下一步尝试将数据采用数据库方式进行管理，利用关系数据库本身的高效查询检索功能，进一步提高程序性能，为输电线路外业测量数据的管理提供更加强大的工具。

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