几种数字水准仪数据预处理的程序实现
摘要：本文对几种常见的数字水准仪观测数据进行分析，介绍了水准数据预处理的基本思路，通过编程实现了对原始观测数据的处理，并格式输出生成电子水准手簿、平差易及lslm等平差软件格式，有效地提高工作效率和质量。

关键词：数字水准仪；观测数据；格式转换；程序设计
1 引言
近年来，随着测量技术的发展和工程测量精度要求的提高，数字水准仪在水准测量中的应用日益广泛。

相比光学水准仪，数字水准仪直接将测量数据记录在存储卡上，具有以下特点：（1）精度高，标称每公里往返测高差中数标准差可达±0.2mm；（2）速度快，重复精测小于2.5秒；（3）读数准确，通过条形码尺和光电传感器实现电子读数，不存在人为读数误差；（4）效率高，自动安平，只需调焦和按键就可以自动读数，减轻了劳动强度。

但目前水准仪原始观测数据与我国现有规范格式并不一致，且与常用的水准平差软件无相应格式转换接口。

针对这一实际问题，笔者分析了目前国内几种常见的数字水准仪，通过分析其数据格式，利用visual c#语言编程实现了原始水准数据输出至电子水准手簿及平差易、lslm等平差软件格式。

2 水准仪数据格式分析
（1）天宝dini水准仪
dini水准仪的文件以.dat文本格式保存，其记录信息主要包括
文件头、点名、前后视标识等信息。

“start-line”表示测段开始，“end-line”表示测段结束；“bbff”表示观测顺序为后后前前，“bffb”表示观测顺序为后前前后；“rb”表示后视，“rf”表示前视；“####”表示该站重复测量，不参与计算。

下列数据为某测站水准数据片段：
可以看出该水准仪原始数据格式一行记录中共包含六个部分，各部分用字符“|”来表示分割标识符。

其中：第一部分为文件头，用来说明文件格式；其余五部分为数据块，第一数据块用来记录数据行存储地址；第二数据块用来记录点名、测量时间和测量次数等信息；第三数据块用来记录前后视标识、读数等信息；第四数据块用来记录视距等信息；第五数据块用来记录高程等信息。

（2）徕卡dna水准仪
dna水准仪数据格式为.gsi格式，分为两种存储格式gsi-8（8
位字符）和gsi-16（16位字符）格式。

它是由字索引与测量数据构成数据块，下列为某一段gsi-8数据格式：
第一行表示测段开始；第二行表示起点和高程值；第三至六行表示一个测段前后视的测量信息（点号、距离、读数）；第七行为本测站统计信息。

（3）拓普康dl水准仪
dl111水准仪数据为*.l文本文件，包括文件头、前后视等信息，标识符“ghij”表示一个完整的测站数据；dl501水准仪的数据格式分为*.cs1和*.cs2文本文件，前者包括各测站全部原始观测值
结果，后者输出为整理后的各测站前视、后视观测值、高差值和前视点高程值等信息。

3 程序设计思路
通过对上述几种常见数字水准仪数据格式的分析，分别编写不同的函数读取不同型号的水准数据。

借助数据文件后缀名
（如.dat、.cs2.、.gsi、.l等）判别水准仪型号，再逐行读取数据，根据标识符逐项提取每一测站信息。

读取文件成功后，观测数据可以直接输出至软件界面的表格中，包括测站号、后视点号、前视点号、测站高差及视距长度等信息，具体程序设计框图如图1所示。

通过设定不同级别的水准测量等级可以对手簿输出时的前后视距、视线高、高差互值进行检查，不符合规范值字体变红，以便后期进行检查；设置水准点冠号和转点冠号以确定水准路线中的水准点和控制点高差信息，以便输出平差数据格式，图2为程序运行时的界面显示。

程序可生成三种格式文件：电子水准手簿（.xls）、平差易文件（.txt）、lslm平差文件（.in1）。

选择输出电子手簿，程序自动计算每一测站的视线高度、视距长度、高差互差及水准线路累计高差，通过设置的水准等级信息，系统根据规范限差判断观测数据是否超限，如若超限则字体红色显示，否则显示正常。

输出excel电子手簿时，visual c#语言需调用excel软件，在vs2010编程环境中引用microsoft excel 11.0 object library（根据版本不同，引用
版本号不同）。

选择输出平差文件（.txt和in1）时，通过设置水准点冠号和转点冠号，对外业数据进行检查，遇到冠号点则计算测点至测点之间的累计高差及视距长度，忽略水准线路上过渡点（尺垫点），这样可以直接输出平差软件所需的数据格式。

4 应用实例
笔者在工作实践中运用大量的水准测量数据对该程序进行了验证。

本文抽出工作中某一测段拓普康dl501水准仪观测数据，将其转换成excel格式的电子水准手簿，如图3所示，输出的手簿中包括表头、测站数据、测站统计信息等，符合相关规范的要求。

5 结束语
本文在分析徕卡、天宝、拓普康等几种常见水准仪数据记录格式的基础上，通过计算机语言编写了数据格式转换程序，有效地解决了水准测量外业观测数据与电子水准手簿及平差易、lslm等平差软件的数据格式衔接。

经过大量工程实践，表明该程序既能有效提高工作效率，又能保证数据质量，具有很强的实用性。

参考文献
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[2]. 李维功等.dini数字水准仪数据格式转换及平差功能程序设计与实现[j].测绘通报，2007年第7期
[3]. 苏利娜等.电子测量仪器自动记录数据格式转换程序设计[j].测绘科学，2011，36（4）
[4]. 胡栩彬.数字水准仪观测数据文件预处理[j].地理空间信息，2008（10）
作者简介：梁智勇：男，汉族，河南正阳人，注册测绘师，硕士研究生学历，主要从事工程测量。