CN104091005B - 一种架空送电线路工程测量内外业一体化系统 - Google Patents

Abstract

一种架空送电线路工程测量内外业一体化系统，它主要由项目管理模块、数据预处理模块、数据编辑模块、成果输出模块、成品管理模块、风偏断面自动提取模块组成，其中：a)所述的项目管理模块具有新建工程、打开工程和输入工程属性的功能；b)所述的数据预处理模块具有数据整理、格式转换、坐标转换和保存入库的功能；c)所述的数据编辑模块具有导入控制点成果和修改已有成果的功能；d)成果输出模块具有绘制塔基断面图、修整塔位地形图、导出桩位成果的功能；e)所述的成品管理模块具有修改已有成果、保存文档资料及查看已有报告的功能；f)所述的风偏断面自动提取模块具有自动提取断面点的功能。该系统保证了测量定位信息处理结果的质量，大幅度减轻了人工成本的支出，同时提高了内业处理速度，普遍适用于各等级送电线路工程测量的数据管理工作。

Description

一种架空送电线路工程测量内外业一体化系统

技术领域

本发明公开了一种架空送电线路工程测量内外业一体化系统，适用于利用全站仪及GPS等仪器进行高压、特高压送电线终勘定位时的测量数据处理工作，属于测绘学科中的工程测量技术领域。

背景技术

送电线路勘测定位是连接设计阶段与施工阶段承上启下的重要环节。根据各等级架空送电线路勘测规范的统一要求，送电工程测量主要完成定线测量、平断面测量和定位测量三大任务。因此，需利用全站仪、GPS等测量仪器获得大量相关原始数据值，并经过整理计算，才能得到直观的定位信息——数据表和成果图，用于具体的设计工作。

目前，从事送电线路测量工作的设计单位其内业数据处理方法还停留在人工干预为主、计算机制图为辅的模式。

这种模式处理测量所得的原始数据，需要先进行人工判断，以减少冗余数据的干扰，再根据不同的处理目的(如整理桩位成果资料、绘制塔基断面图、绘制塔位地形图等)人工提取用特定标识(塔位中心桩、塔基方向点、地形地物点等)区分的测量点，最终要整理成商业软件默认的数据格式。

根据架空送电线路勘测规范要求，特高压送电线路需要绘制塔位地形图，对于地形图的添加统一图框、旋转至标准方向、输入相关信息等修整工作，通常由人工进行。

同时，后续勘测工作中如若发现某一项测量成果(桩位编号、里程等)需要进行调整修改，则需要人工手动对每一个相关数据文件和CAD文件进行，存在大量简单重复劳动。

另外，对于多个工程的测量成果仅简单地利用文件夹进行区分存储，并没有形成信息管理平台，资料的查询、调用、修改等操作还停留在面向某一文件直接操作的阶段。

综上，现阶段送电线路工程测量内业处理工作具有效率低、出错率高、质量难以保证等缺点，限制了其在如今工作中的应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种利用Visual Basic编程语言，结合Microsoft Office Access数据库、AutoCAD2004(2008)绘图软件、MicrosoftExcel试算表等计算机技术，以提高送电线路工程测量数据处理、分析和资料管理的智能化、自动化，同时保证成图质量，初步实现送电线路工程测量内外业一体化的架空送电线路工程测量内外业一体化系统。

本发明的目的是通过如下技术方案来实现架空送电线路工程测量内外业一体化系统，它主要由项目管理模块、数据预处理模块、数据编辑模块、成果输出模块、成品管理模块、风偏断面自动提取模块组成，其中：

a)所述的项目管理模块具有新建工程、打开工程和输入工程属性的功能，并实现对送电线路工程测量项目的专业化、智能化管理；

b)所述的数据预处理模块具有数据整理、格式转换、坐标转换和保存入库的功能，并实现对测量数据的自动化识别、计算、分析及存储；

c)所述的数据编辑模块具有导入控制点成果和修改已有成果的功能；

d)成果输出模块具有绘制塔基断面图、修整塔位地形图、导出桩位成果的功能；

e)成品管理模块具有修改已有成果及查看已有报告的功能；

f)风偏断面自动提取模块具有自动提取断面点的功能，针对220kV及以下等级的项目与线路设计变更工作的特点，利用系统自动提取出路径线与等高线交点的坐标及风偏断面线与等高线交点的坐标，并存储为架空送电线路软件可识别的数据格式。

本发明所述的内外业一体化系统各模块具体功能实现如下：

a)所述的项目管理模块中：

所述的新建工程是指每一个新的送电线路工程测量项目都新建立一个与之对应的数据库，用于存放各种相关资料，并指定相关原始数据、文档资料、CAD文件存放目录，方便管理使用；

所述的打开工程用于选择当前操作的项目；

所述的输入工程属性用于输入工程信息，包括项目简介、项目等级、坐标系统、人员组成、作业时间这些基本属性，另外需要填写每一次设计变更后工程测量资料更新和操作人员等情况；

b)所述的数据预处理模块中：

所述的数据整理是指针对测量过程中原始测量数据中可能存在的修改点名、修改仪器高或目标高、点名重复等数据冗余的情况，通过计算机编程自动识别的方法剔除，并将整理后的数据另存；

所述的格式转换是指由于某些成熟的商业软件对导入的数据格式具有强制规定，因此需要对用不同仪器观测采集的数据进行相互转换，包括“*.txt”与“*.gt6”、“*.txt”与“*.dat”文件的相互转换；

所述的坐标转换是指可以进行坐标正反算，并通过坐标转换原理实现数据在不同坐标系间的转换；

所述的保存入库是将检查、计算无误的原始数据、计算成果保存到相应的数据库中，并将相应的文件复制保存到指定的文件夹下；

c)所述的数据编辑模块中：

所述的导入控制点成果是指实现保存当前工程项目中所使用的控制点信息的功能，便于以后相关工作的使用；

所述的修改已有成果是针对工程测量可能出现的设计变更等情况，需要对已有的资料(主要是桩位成果)进行修改调整，因此，该功能实现了对数据库中已有桩位资料的查询，并在此基础上删除、修改和添加记录；

d)所述的成果输出模块中：

所述的绘制塔基断面图是指导入整理好的测量数据或者从当前数据库中调出相应数据值，通过点名中的字符串或者与指定方向线之间的夹角区分出不同的塔基方向线中应包含的测点，并计算与塔位中心桩之间的平距和高差，按照平距从小到大排序，利用CAD绘制出相应的塔基断面图，再给出每一个塔基的测量质量的评定；

所述的修整塔位地形图是指在塔位地形图上添加地形图图框，同时将其旋转至规定的方向，并删除图框外的等高线、高程点等冗余信息；

所述的导出桩位成果是指将当前操作项目中所有塔位成果数据按照一定的规律导出到Excel表格中，包括塔位名称、累距、转角度数、塔位X坐标、塔位Y坐标、塔位Z坐标等信息；

e)所述的成品管理模块中：

所述的修改已有成果是指由于设计变更而使项目名称、塔位名称、累距等基本信息发生变化，而这些信息已经存在于绘制的塔基断面图和塔位地形图中，因此需要同步修改。系统首先根据需要修改的信息存放的图层和在图框中的插入点位置进行判断，然后根据数据库中新的桩位成果和CAD图存放的路径目录，自动对所有塔基断面图和塔位地形图中的信息进行更新；

所述的保存文档资料是指实现对当前操作工程相关的工程说明文档、作业指导书、勘测大纲、工程测量技术报告和成品校审单等资料的存储；

所述的查看已有报告是系统提供自有窗口，可以查看当前操作线路中相关的所有文档，包括*.txt、*.dat、*.dwg、*.doc及*.xls格式；

f)所述风偏断面自动提取模块视线中实现对于电子三维地形图断面点的自动提取，提供三种选择对象的方式，即指定图层、选择对象和描绘对象。

本发明所述的内外业一体化系统，

d)所述的成果输出模块中：

绘制塔基断面图时，需要指定塔位桩号、图框大小、绘图比例尺、绘图员及校审等信息；

所述的图框大小可以调用预存在系统中的高压(110kV～750kV)和特高压(1000kV、±800kV和±1100kV)等两种标准“*.dwt”模板文件，也可以由绘图员任意指定长度和宽度进行绘制，并可另存为新的模板文件，方便下次使用；

通过点名中的字符串来区分塔基方向线上的测点时，要求外业员采集数据时按照一定的编码规则区分，如“A.，B.，C.，D.，1.，2.，3.，4.，…；A-，B-，C-，D-，1-，2-，3-，4-，…”。

当测量原始数据点名没有遵循编码规则时，绘制塔基断面图需要导入各测点的坐标值，通过与指定方向线之间的夹角来区分塔基方向线上的测点，需要另外给出后视方向上的测点点名与前进方向上的测点点名。然后计算出从后视方向上的测点至塔位中心桩的方位角以及从塔位中心桩至前进方向上的测点的方位角，由此可得线路的转角。当此转角值小于某个阈值时可以认定为直线。根据基础分坑的要求，确定各塔基方向线的方位角。最后计算从塔位中心桩至各个测点的方位角与塔基方向线的方位角之间的夹角，当夹角值在一定阈值范围内可以认为其为该方向线上的测点；

质量评定是根据当前项目的等级与预设的各个塔基方向线上的最小长度值来评价测量员的外业工作是否符合要求。

d)所述的成果输出模块中，更为具体的是：

根据规定，800kV和1000kV线路的塔腿间高差超过1.5m时，需要测量塔位处的地形。同时将测量成果绘制成等高距为0.5m或1.0m的塔位地形图，加载统一图框和塔位相关信息，最后存储。

修整塔位地形图，在塔位地形图上添加地形图图框，同时将其旋转至规定的方向，并删除图框外的等高线、高程点等冗余信息；

整饰塔位地形图时，需要输入塔位桩号、图框大小、绘图比例尺、绘图员及校审，系统将自动根据塔位号提取桩位坐标、累距、转角度数等信息，并附加在地形图中；

其中，添加图框的方法与前述添加塔基断面图图框方法一致，可以添加预存图框也可以自定义尺寸。

d)所述的成果输出模块中，更进一步的是：

旋转地形图首先需要给定目标方向值，一般需要A-O方向为从左至右或者从上至下，通过计算实际方向与目标方向的夹角进行旋转；然而，由于地形图整体旋转导致标注文字偏离成图要求方向，需要将文字再按照反向旋转过去；

删除图框外的等高线时通过计算判断等高线与图框是否相交：是，则从交点处裁剪；否，则判断下一条。删除高程点时，通过该高程点的坐标与图框的四个顶点之间的几何关系进行判断。

本发明采用以上技术方案具有以下技术效果：基于数据库的项目管理模式体现了智能化、专业化和高效率等特点，在此基础上形成了对工程测量成果的整理、计算、分析、评价、存储及输出的一体化内业处理流程；系统改进了现有的工程测量手工内业处理方式，保证了测量定位信息处理结果的质量，大幅度减轻了人工成本的支出，同时提高了内业处理速度；本发明处理功能强大、计算流程清晰、运用算法新颖，普遍适用于各等级送电线路的工程测量数据管理工作，具有很好的推广价值和指导作用。

附图说明

图1是架空送电线路工程测量内外业一体化系统结构图。

图2是架空送电线路工程测量内外业一体化系统操作流程图。

图3是坐标正反算的示意图。

图4是送电线路直线塔的塔基方向线示意图。

图5是送电线路转角线塔的塔基方向线示意图。

图6是架空送电线路工程测量内外业一体化系统中成果输出模块的绘制塔基断面图操作流程。

图7是架空送电线路工程测量内外业一体化系统中成果输出模块的内修整塔位地形图操作流程。

图8是架空送电线路工程测量内外业一体化系统中风偏断面自动提取模块操作流程。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作详细的介绍：图1-8所示，本发明所述的架空送电线路工程测量内外业一体化系统，它主要由项目管理模块、数据预处理模块、数据编辑模块、成果输出模块、成品管理模块、风偏断面自动提取模块组成，其中：

a)所述的项目管理模块具有新建工程、打开工程和输入工程属性的功能，并实现对送电线路工程测量项目的专业化、智能化管理；

b)所述的数据预处理模块具有数据整理、格式转换、坐标转换和保存入库的功能，并实现对测量数据的自动化识别、计算、分析及存储；

c)所述的数据编辑模块具有导入控制点成果和修改已有成果的功能；

d)所述的成果输出模块具有绘制塔基断面图、修整塔位地形图、导出桩位成果的功能；

e)所述的成品管理模块具有修改已有成果、保存文档资料及查看已有报告的功能；

f)所述的风偏断面自动提取模块具有自动提取断面点的功能，针对220kV及以下等级的项目与线路设计变更工作的特点，利用系统自动提取出路径线与等高线交点的坐标及风偏断面线与等高线交点的坐标，并存储为架空送电线路软件可识别的数据格式。

本发明所述的工程测量内外业一体化系统中：

a)所述的项目管理模块中：

所述的新建工程是指每一个新的送电线路工程测量项目都新建立一个与之对应的数据库，用于存放各种相关资料，并指定相关原始数据、文档资料、CAD文件存放目录，方便管理使用；

所述的打开工程用于选择当前操作的项目；

所述的输入工程属性用于输入工程信息，包括项目简介、项目等级、坐标系统、人员组成、作业时间这些基本属性，另外需要填写每一次设计变更后工程测量资料更新和操作人员等情况；

b)所述的数据预处理模块中：

所述的数据整理是指针对测量过程中原始测量数据中可能存在的修改点名、修改仪器高或目标高、点名重复等数据冗余的情况，通过计算机编程自动识别的方法剔除，并将整理后的数据另存一份；

所述的格式转换是指由于某些成熟的分析软件对导入的数据格式具有强制规定，因此需要对用不同仪器观测采集的数据进行相互转换，包括“*.txt”与“*.gt6”、“*.txt”与“*.dat”文件的相互转换；

所述的坐标转换是指可以进行坐标正反算，并通过坐标转换原理实现数据在不同坐标系间的转换；

所述的保存入库是将检查、计算无误的原始数据、计算成果保存到相应的数据库中，并将相应的文件复制保存到指定的文件夹下；

c)所述的数据编辑模块中：

所述的导入控制点成果是指实现保存当前工程项目中所使用的控制点信息的功能，便于以后相关工作的使用；

所述的修改已有成果是针对工程测量可能出现的设计变更等情况，需要对已有的资料(主要是桩位成果)进行修改调整，因此，该功能实现了对数据库中已有桩位资料的查询，并在此基础上删除、修改和添加记录；

d)所述的成果输出模块中：

所述的绘制塔基断面图是指导入整理好的测量数据或者从当前数据库中调出相应数据值，通过点名中的字符串或者与指定方向线之间的夹角区分出不同的塔基方向线中应包含的测点，并计算与塔位中心桩之间的平距和高差，按照平距从小到大排序，利用CAD绘制出相应的塔基断面图，再给出每一个塔基的测量质量的评定；

所述的修整塔位地形图是指在塔位地形图上添加地形图图框，同时将其旋转至规定的方向，并删除图框外的等高线、高程点等冗余信息；

所述的导出桩位成果是指将当前操作项目中所有塔位成果数据按照一定的规律导出到Excel表格中，包括塔位名称、累距、转角度数、塔位X坐标、塔位Y坐标、塔位Z坐标等信息；

e)所述的成品管理模块中：

所述的修改已有成果是指由于设计变更而使项目名称、塔位名称、累距等基本信息发生变化，而这些信息已经存在于早期绘制的塔基断面图和塔位地形图中，因此需要同步修改。系统首先根据需要修改的信息存放的图层和在图框中的插入点位置进行判断，然后根据数据库中新的桩位成果和CAD图存放的路径目录，自动对所有塔基断面图和塔位地形图中的信息进行更新；

所述的保存文档资料是指实现对当前操作工程相关的工程说明文档、作业指导书、勘测大纲、工程测量技术报告和成品校审单等资料的存储；

所述的查看已有报告是系统提供自有窗口，可以查看当前操作线路中相关的所有文档，包括*.txt、*.dat、*.dwg、*.doc及*.xls格式；

f)所述风偏断面自动提取模块视线中实现对于断面点的自动提取，提供三种选择对象的方式，即指定图层、选择对象和描绘对象。

本发明所述的工程测量内外业一体化系统中：

d)所述的成果输出模块中，进一步阐述：

绘制塔基断面图时，需要指定塔位桩号、图框大小、绘图比例尺、绘图员及校审等信息；

所述的图框大小可以调用预存在系统中的高压(110kV～750kV)和特高压(1000kV、±800kV和±1100kV)等两种标准“*.dwt”模板文件，也可以由绘图员任意指定长度和宽度进行绘制，并可另存为新的模板文件，方便下次使用；

通过点名中的字符串来区分塔基方向线上的测点时，要求外业员采集数据时按照一定的编码规则区分，如“A.，B.，C.，D.，1.，2.，3.，4.，…；A-，B-，C-，D-，1-，2-，3-，4-，…”。

当测量原始数据点名没有遵循编码规则时，绘制塔基断面图需要导入各测点的坐标值，通过与指定方向线之间的夹角来区分塔基方向线上的测点，需要另外给出后视方向上的测点点名与前进方向上的测点点名。然后计算出从后视方向上的测点至塔位中心桩的方位角以及从塔位中心桩至前进方向上的测点的方位角，由此可得线路的转角。当此转角值小于某个阈值时可以认定为直线。根据基础分坑的要求，确定各塔基方向线的方位角。最后计算从塔位中心桩至各个测点的方位角与塔基方向线的方位角之间的夹角，当夹角值在一定阈值范围内可以认为其为该方向线上的测点；

质量评定是根据当前项目的等级与预设的各个塔基方向线上的最小长度值来评价测量员的外业工作是否符合要求。

本发明所述的工程测量内外业一体化系统中：

d)所述的成果输出模块中，进一步阐述：

根据规定，800kV和1000kV线路的塔腿间高差超过1.5m时，需要测量塔位处的地形。同时将测量成果绘制成等高距为0.5m或1.0m的塔位地形图，加载统一图框和塔位相关信息，最后存储。

整饰塔位地形图时，需要输入塔位桩号、图框大小、绘图比例尺、绘图员及校审，系统将自动根据塔位号提取桩位坐标、累距、转角度数等信息，并附加在地形图中；

其中，添加图框的方法与前述添加塔基断面图图框方法一致，可以添加预存图框也可以自定义尺寸。

本发明所述的工程测量内外业一体化系统中：

d)所述的成果输出模块中，进一步阐述：

旋转地形图首先需要给定目标方向值，一般需要A-O方向为从左至右或者从上至下，通过计算实际方向与目标方向的夹角进行旋转；然而，由于地形图整体旋转导致标注文字偏离成图要求方向，需要将文字再按照反向旋转过去；

删除图框外的等高线时通过计算判断等高线与图框是否相交：是，则从交点处裁剪；否，则判断下一条。删除高程点时，通过该高程点的坐标与图框的四个顶点之间的几何关系进行判断。

实施例

为了更加详细、清楚的描述本发明的目的及技术方案，下面将结合附图介绍工程测量测量数据管理的具体实施步骤。

如图1、2中所示，对于每一个新送电线路工程测量项目，用户选择新建功能，同时须指定相关原始数据、文档资料、CAD文件存放目录。

对已有工程进行查询、添加、修改等操作时，选择打开功能，根据工程名称指定当前操作的项目。

系统中添加的相关工程属性应用于后续出图、分析、报告中，主要包括项目简介、项目等级、坐标系统、人员组成、作业时间这些基本属性，另外需要填写每一次设计变更后工程测量资料更新和操作人员等情况；

如图1、2中所示，通过计算机编程自动识别的方法剔除测量值中可能出现的各种冗余数据，并将整理后的数据在同一目录下另存一份。

需要整理的情况有：

原始测量数据中可能存在的修改点名、修改仪器高或目标高，系统默认TopCon系列全站仪采用“`”符号区分，Leica系列全站仪直接在原始数据上修改，不同系列的全站仪对于该种情况会有不同的存储方式。

点名重复时会影响数据在商业分析软件中的应用，因此首先须提取当前文档中所有测点的点名，并通过循环判断，当原始数据中出现点名重复情况时在该点名前添加一个数字串加以区分。

由于全站仪测量记录的数据格式有较多类别，如“测距”、“测角”、“测坐标”等，对此需要进行整理分析，剔除可能出现的空值、格式错误等情况。

本发明通过不同的标识符来区分测站、测点、距离、角度、标高等信息，提取出用于计算的数据。

所述的格式转换是指由于某些成熟的分析软件对导入的数据格式具有强制规定，因此需要对用不同仪器观测采集的数据进行相互转换，包括“*.txt”与“*.gt6”、“*.txt”与“*.dat”文件的相互转换。

坐标转换，可以进行坐标正反算，并通过坐标转换原理实现数据在不同坐标系间的转换。

坐标正算

已知A点的坐标、AB边的方位角、AB两点间的水平距离，计算待定点B的坐标，称为坐标正算，如图3所示。B点的坐标可由下式计算：

x_B＝x_A+Δx_AB

y_B＝y_A+Δy_AB

式中，Δx_AB、Δy_AB为两导线点坐标之差，称为坐标增量，即：

Δx_AB＝x_B-x_A＝Dcosα_AB

Δy_AB＝y_B-y_A＝Dsinα_AB

坐标反算

已知A、B两点的坐标，计算A、B两点的水平距离与坐标方位角，称为坐标反算，如图3所示。

式中，反正切函数的值域是-90°～+90°，而坐标方位角为0°～360°，因此坐标方位角的值，可根据Δx、Δy的正负号判断所在象限，将反正切角值换算为坐标方位角。

坐标转换

两个不同的二维平面直角坐标系之间转换时，通常使用四参数模型。

(1)两个坐标平移量(Δx，Δy)，即两个平面坐标系的坐标原点之间的坐标差值。

(2)平面坐标轴的旋转角度A，通过旋转一个角度，可以使两个坐标系的X和Y轴重合在一起。

(3)尺度因子K，即两个坐标系内的同一段直线的长度比值，实现尺度的比例转换。通常K值几乎等于1。

本发明操作时指定两个公共已知点，计算出两套坐标系统间的四参数，再通过方程组实现坐标转换。

保存入库，将检查、计算无误的原始数据、计算成果保存到相应的数据库中，并将相应的文件复制备份到指定的文件夹下。

如图1、2中所示，导入控制点成果实现保存当前工程项目中所使用的控制点信息的功能，便于以后相关工作的使用；

导入的控制点坐标可以是逐条添加，也可以存放在“*.txt”、“*.dat”或“*.xls”文档中批量导入。

修改已有成果实现了对数据库中已有桩位资料的查询，并在此基础上删除、修改、添加记录。查询条件可以任意指定，通过桩位编号、累距区间、测量员等复合条件进行查询。

如图1、2、6中所示，绘制塔基断面图，导入整理好的测量数据或者从当前数据库中调出相应数据值，通过点名中的字符串或者与指定方向线之间的夹角区分出不同的塔基方向线中应包含的测点，并计算与塔位中心桩之间的平距和高差，按照平距从小到大排序，利用CAD绘制出相应的塔基断面图，再给出每一个塔基的测量质量的评定。

绘制塔基断面图时，需要指定塔位桩号、图框大小、绘图比例尺、绘图员及校审等信息；

其中，图框大小可以调用预存在系统中的220kV等级、800kV等级的“*.dwt”模板文件，也可以由绘图员任意指定长度和宽度进行绘制，并可另存为新的模板文件，方便下次使用。

通过点名中的字符串来区分塔基方向线上的测点时，要求外业员采集数据时按照一定的编码规则区分，如“A.，B.，C.，D.，1.，2.，3.，4.，…；A-，B-，C-，D-，1-，2-，3-，4-，…”等。

如图4、5中所示，塔基构成要素包括：中心桩O，四个塔腿1、2、3、4；两塔腿角平分线方向A、B、C、D。原前进方向与转角后前进方向的夹角为转角a(直线塔为0°)，利用角平线确定塔腿，左转则要减去转角的一半，右转与之相反，要加上转角的一半。1号腿角度为45°-a/2，2号腿为135°-a/2，3号腿为225°-a/2，4号腿为315°-a/2。塔腿上的测量点相对于中心桩的距离设为D，高程差设为h，塔基断面图核心要素即是由点T(D,h)构成的折线。

当测量原始数据点名没有遵循编码规则时，绘制塔基断面图需要导入各测点的坐标值，通过与指定方向线之间的夹角来区分塔基方向线上的测点，需要另外给出后视方向上的测点点名与前进方向上的测点点名。然后计算出从后视方向上的测点至塔位中心桩的方位角以及从塔位中心桩至前进方向上的测点的方位角，由此可得线路的转角。根据施工分坑的要求，确定各塔基方向线的方位角。最后计算从塔位中心桩至各个测点的方位角与塔基方向线的方位角之间的夹角，当夹角值在一定阈值范围内可以认为其为该方向线上的测点；

质量评定是根据当前项目的等级与预设的各个塔基方向线上的最小长度值来评价测量员的外业工作是否符合要求；

根据规定，800kV和1000kV线路的塔腿间高差超过1.5m时，需要测量塔位处的地形。同时将测量成果绘制成等高距为0.5m或1.0m的塔位地形图，加载统一图框和塔位相关信息，最后存储。

修整塔位地形图，在塔位地形图上添加地形图图框，同时将其旋转至规定的方向，并删除图框外的等高线、高程点等冗余信息。

具体的，如图7中所示。整饰塔位地形图时，需要输入塔位桩号、图框大小、绘图比例尺、绘图员及校审，系统将自动根据塔位号提取桩位坐标、累距、转角度数等信息，并附加在地形图中；

其中，转角读数根据坐标正反算计算而得。

其中，添加图框的方法与前述添加塔基断面图图框方法一致，可以添加预存图框也可以自定义尺寸。

具体的，旋转地形图首先需要给定目标方向值(一般需要A-O方向为从左至右或者从上至下)，通过计算实际方向与目标方向的夹角进行旋转。然而，由于地形图整体旋转导致标注文字偏离成图要求方向，需要将文字再按照反向旋转过去。

具体的，删除图框外的等高线时通过计算判断等高线与图框的是否相交：是，则从交点处裁剪；否，则判断下一条。

判断线段相交的算法有很多，本程序采用先判断每一条线段的两个端点是否都在另一条线段的两侧，是则求出两条线段所在直线的交点，否则不相交。

线段与点的位置关系可以用点和线段构成的三角形面积来进行判断。如果“线段ab和点c构成的三角形面积”与“线段ab和点d构成的三角形面积”的正负符号相异，那么点c和点d位于线段ab两侧。这里所说的三角形面积可以用公式计算：

TriArea＝((a.x-c.x)*(b.y-c.y)-(a.y-c.y)*(b.x-c.x))/2

删除高程点时，通过该高程点的坐标与图框的四个顶点之间的几何关系进行判断。

导出桩位成果，可以将当前操作项目中所有塔位成果数据按照一定的规律导出到Excel表格中，包括塔位名称、累距、转角度数、塔位X坐标、塔位Y坐标、塔位Z坐标等信息。

如图1、2中所示，修改已有成果，由于设计变更而使项目名称、塔位名称、累距等基本信息发生变化，而这些信息已经存在于绘制的塔基断面图和塔位地形图中，因此需要同步修改。系统首先根据需要修改的信息存放的图层和在图框中的插入点位置进行判断，然后根据数据库中新的成果资料成果和CAD图存放的路径目录，自动对所有塔基断面图和塔位地形图中的信息进行更新。

保存文档资料是指实现对当前操作工程相关的工程说明文档、作业指导书、勘测大纲、工程测量技术报告和成品校审单等资料的存储；

查看已有报告，系统提供自有窗口，可以查看当前操作线路中相关的所有文档，包括*.txt、*.dat、*.dwg、*.doc及*.xls等格式。

如图1、8中所示，风偏断面自动提取模块具有自动提取断面点的功能，针对220kV及以下等级的项目与线路设计变更工作的特点，利用系统自动提取出路径线与等高线交点的坐标及风偏断面线与等高线交点的坐标，并存储为架空送电线路软件可识别的数据格式。

具体的，对于断面点的自动提取，提供三种选择对象的方式，即指定图层、选择对象和描绘对象。

其中，“指定图层”选择时分别指定电子三维地形图中等高线、路径线、风偏断面线所在的图层名称；

“选择对象”选择时指定电子三维地形图中等高线所在图层名称，计算时在地形图中通过选择对象的方式选定路径线和断面线；

“描绘对象”选择时指定电子三维地形图中等高线所在图层，计算时在地形图中通过画线的方式描绘线路路径线和风偏断面线。

Claims (5)

1.一种架空送电线路工程测量内外业一体化系统，它由项目管理模块、数据预处理模块、数据编辑模块、成果输出模块、成品管理模块、风偏断面自动提取模块组成，其特征在于：

a) 所述的项目管理模块具有新建工程、打开工程和输入工程属性的功能，并实现了对送电线路工程测量项目的专业化、智能化管理；

所述的项目管理模块中：所述的新建工程是指每一个新的送电线路工程测量项目都新建立一个与之对应的数据库，用于存放各种相关资料，并指定相关原始数据、文档资料和成品存放目录，方便管理使用；所述的打开工程用于选择当前操作的项目；所述的输入工程属性用于输入工程信息，包括项目简介、项目等级、坐标系统、人员组成、作业时间这些基本属性，另外需要填写每一次设计变更后工程测量资料更新和操作人员情况；

b) 所述的数据预处理模块具有数据整理、格式转换、坐标转换和保存入库的功能，并实现对测量数据的自动化识别、计算、分析及存储；

所述的数据预处理模块中：所述的数据整理是指针对测量过程中原始测量数据中可能存在的修改点名、修改仪器高或目标高、点名重复数据冗余的情况，通过计算机编程自动识别的方法剔除，并将整理后的数据另存；所述的格式转换是指由于某些成熟的分析软件对导入的数据格式具有强制规定，因此需要对用不同仪器观测采集的数据进行相互转换，包括“*.txt”与“*.gt6”、“*.txt”与 “*.dat”文件的相互转换；所述的坐标转换是指进行坐标正反算，并通过坐标转换原理实现数据在不同坐标系间的转换；所述的保存入库是将检查、计算无误的原始数据、计算成果保存到相应的数据库中，并将相应的文件复制保存到指定的文件夹下；

c) 所述的数据编辑模块具有导入控制点成果和修改已有成果的功能；

所述的数据编辑模块中：所述的导入控制点成果是指实现保存当前工程项目中所使用的控制点信息的功能，便于以后相关工作的使用；所述的修改已有成果是针对工程测量可能出现的设计变更情况，需要对已有的资料进行修改调整，因此，实现了对数据库中已有桩位资料的查询，并在此基础上删除、修改和添加记录；

d) 所述的成果输出模块具有绘制塔基断面图、修整塔位地形图、导出桩位成果的功能；

所述的成果输出模块中：所述的绘制塔基断面图是指导入整理好的测量数据或者从当前数据库中调出相应数据值，通过点名中的字符串或者与指定方向线之间的夹角区分出不同的塔基方向线中应包含的测点，并计算与塔位中心桩之间的平距和高差，按照平距从小到大排序，利用CAD绘制出相应的塔基断面图，再给出每一个塔基的测量质量的评定；所述的塔位地形图整饰是指在塔位地形图上添加地形图图框，同时将其旋转至规定的方向，并删除图框外的等高线、高程点冗余信息；所述的导出桩位成果是指将当前操作项目中所有塔位成果数据按照一定的规律导出到Excel表格中，包括塔位名称、累距、转角度数、塔位X坐标、塔位Y坐标、塔位Z坐标信息；

e) 所述的成品管理模块具有修改已有成果、保存文档资料及查看已有报告的功能；

所述的成品管理模块中：所述的修改已有成果是指由于设计变更而使项目名称、塔位名称、累距基本信息发生变化，而这些信息已经存在于绘制的塔基断面图和塔位地形图中，因此需要同步修改；系统首先根据需要修改的信息存放的图层和在图框中的插入点位置进行判断，然后根据数据库中新的桩位成果和CAD图存放的路径目录，自动对所有塔基断面图和塔位地形图中的信息进行更新；所述的保存文档资料是指实现对当前操作工程相关的工程说明文档、作业指导书、勘测大纲、工程测量技术报告和成品校审单资料的存储；所述的查看已有文档资料是系统提供自有窗口，查看当前操作线路中相关的所有文档，包括 *.txt、*.dat、*.dwg、*.doc 及 *.xls 格式；

f) 所述的风偏断面自动提取模块具有自动提取电子三维地形图断面点的功能，针对220kV及以下等级的项目与线路设计变更工作的特点，利用系统自动提取出路径线与等高线交点的坐标及风偏断面线与等高线交点的坐标，并存储为架空送电线路软件可识别的数据格式；

所述风偏断面自动提取模块视线中实现对于电子三维地形图断面点的自动提取，提供三种选择对象的方式，即指定图层、选择对象和描绘对象。

2.根据权利要求1所述的架空送电线路工程测量内外业一体化系统，其特征在于：

所述步骤d)中的成果输出模块中：绘制塔基断面图时，需要指定塔位桩号、图框大小、绘图比例尺、绘图员及校审信息；所述的图框大小调用预存在系统中的高压110kV～750kV和特高压1000kV、±800kV和±1100kV两种标准“*.dwt”模板文件，或由绘图员任意指定长度和宽度进行绘制，并可另存为新的模板文件，方便下次使用；通过点名中的字符串来区分塔基方向线上的测点时，要求外业员采集数据时按照一定的编码规则区分；当测量原始数据点名没有遵循编码规则时，绘制塔基断面图需要导入各测点的坐标值，通过与指定方向线之间的夹角来区分塔基方向线上的测点，需要另外给出后视方向上的测点点名与前进方向上的测点点名；然后计算出从后视方向上的测点至塔位中心桩的方位角以及从塔位中心桩至前进方向上的测点的方位角，由此可得线路的转角；当此转角值小于某个阈值时认定为直线；根据基础分坑的要求，确定各塔基方向线的方位角；最后计算从塔位中心桩至各个测点的方位角与塔基方向线的方位角之间的夹角，当夹角值在一定阈值范围内认为其为该方向线上的测点；质量评定是根据当前项目的等级与预设的各个塔基方向线上的最小长度值来评价测量员的外业工作是否符合要求。

3.根据权利要求1所述的架空送电线路工程测量内外业一体化系统，其特征在于：

所述步骤d) 中的成果输出模块中：根据规定，800kV和1000kV线路的塔腿间高差超过1.5m时，需要测量塔位地形；同时将测量成果绘制成等高距为0.5m或1.0m的塔位地形图，加载统一图框和塔位相关信息，最后存储；整饰塔位地形图时，需要输入塔位桩号、图框大小、绘图比例尺、绘图员及校审，系统将自动根据塔位号提取桩位坐标、累距、转角度数信息，并附加在地形图中；其中，添加图框的方法可以添加预存图框也可以自定义尺寸。

4.根据权利要求1所述的架空送电线路工程测量内外业一体化系统，其特征在于：

所述步骤d) 中的成果输出模块中：旋转地形图首先需要给定目标方向值，一般需要A-O方向为从左至右或者从上至下，通过计算实际方向与目标方向的夹角进行旋转；然而，由于地形图整体旋转导致标注文字偏离成图要求方向，需要将文字再按照反向旋转过去；删除图框外的等高线时通过计算判断等高线与图框是否相交：是，则从交点处裁剪；否，则判断下一条；删除高程点时，通过该高程点的坐标与图框的四个顶点之间的几何关系进行判断。

5.根据权利要求1所述的架空送电线路工程测量内外业一体化系统，其特征在于：

所述步骤f) 中的风偏断面自动提取模块中：“指定图层”选择时分别指定电子三维地形图中等高线、路径线、风偏断面线所在的图层名称；“选择对象”选择时指定电子三维地形图中等高线所在图层名称，计算时在地形图中通过选择对象的方式选定路径线和断面线；“描绘对象”选择时指定电子三维地形图中等高线所在图层，计算时在地形图中通过画线的方式描绘线路路径线和风偏断面线。