一种基于C#辅助工具的建筑楼高测量新模式

吕成亮，王斌彬，高志超

(天津市测绘院，天津 300381)

一种基于C#辅助工具的建筑楼高测量新模式

吕成亮*，王斌彬，高志超

(天津市测绘院，天津 300381)

针对天津城市测量中建筑楼高测量存在的问题，本文提出一种基于C#辅助工具的建筑楼高测量新模式，给出了新模式的具体原理和实现流程。结合具体的工程项目，同时采用新旧两种楼高测量模式，比对两种模式下的测量结果和工作效率。工程实践结果表明：基于C#辅助工具的建筑楼高测量新模式是可行的，增强了结果的可靠性，提高了工作效率。

建筑物楼高；C#辅助工具；三角高程测量；程序设计

1 引 言

建筑楼高测量是建筑规划验收测量中的重要部分，其测量方法分为直接法和间接法。直接法一般利用钢尺或者手持测距仪直接测量，间接法则是通过三角高程原理进行测量和计算。由于三角高程测量方法简便灵活，受地形条件的限制较少，因此在天津的城市测量中，建筑楼高普遍采用三角高程测量。具体方法是利用免棱镜模式的全站仪采集相关边角数据，人工记录外业观测结果，最后录入三角高程计算公式进行计算。这种测量模式的自动化程度低，且在转变记录载体的时候容易发生错误。

为了解决上述问题，本文提出基于C#辅助工具的建筑楼高测量工作新模式，并在日常的城市测量工作中进行验证。

2 建筑楼高测量新模式

建筑楼高测量新模式是在三角高程测量楼高的基础上，实现从全站仪记录的数据中提取三角高程测楼高所需数据，并自动计算楼高。

2.1 建筑楼高测量原理

如图1所示，为三角高程测楼高原理。HA为仪器所立点位A的高程值，i为仪器高，HB为建筑物首层高程值，HM为建筑外檐所测楼高点位M的高程值，s即为目标建筑楼高。

s=HM-HB

(1)

HM=HA+i+D′×sinα

(2)

D′为全站仪在A点观测M点时的斜距，α为高度角。

图1 三角高程测楼高原理

在全站仪A点附近N点立水准尺，已知N点的高程值为HN。将全站仪调成水平，读取水准尺的读数为k。由水准观测原理可知：

HA+i=HN+k

(3)

所以

s=HN+k+D′×sinα-HB

(4)

2.2 建筑楼高测量新模式作业步骤

目前测楼高工作模式是外业观测具体楼高点位，在记录本上记录每次观测的D′和α、k数值，然后通过等外水准测量获取HN和HB，最后利用式(4)编写的程序，逐一手动输入所需数据计算楼高。这种工作模式，不利于提高工作效率，且在重复录入数据的过程中容易由人为因素造成错误。

分析式(4)中所需的计算数据，发现计算建筑物楼高的数据共由两部分组成。一部分为全站仪的观测数据，包括：水准尺读数k，斜距D′和高度角α；另一部分数据为已知点的高程值，包括立水准尺点的高程值HN和建筑物首层高程值HB，这些数据需要通过等外水准观测得到。借助C#编写的辅助工具，这两部分数据均可以实现观测、记录、计算的自动化。

基于此，本文提出一种基于C#辅助工具的建筑楼高测量工作新模式，提高内外业工作效率，并降低因数据转载造成失误的概率。具体步骤如下：

(1)首先将全站仪整平，垂直角调整为0°，读取立在已知高程点N的读数k，将k记录为全站仪的仪器高。

(2)调整角度，开始观测楼高。以A楼为例，依次观测楼高特征点，命名为A-1，A-2，…同时记录每次的观测数据。

(3)导出外业任务GSI文件，利用辅助工具的全站仪数据提取功能，自动提取计算楼高所需外业观测数据，包括：观测点号，高度角，斜距，所立水准尺的读数。

(4)通过辅助工具的高程数据整理功能，从等外水准的计算结果中自动提取计算楼高所需高程值，包括：楼号，立水准尺点的高程值和该楼的首层高程值。

(5)通过辅助工具的计算楼高功能，利用步骤(c)和(d)中提取的数据，自动计算楼高并输出结果。

3 程序设计与工程应用分析

3.1 程序设计

如图2所示，利用C#编写辅助工具实现的功能包括两部分：

图2 程序设计流程

(1)提取三角高程计算楼高所需数据。包括从全站仪的导出文件中自动提取水准尺读数k、斜距D′和高度角α；从等外水准的计算结果文件中自动提取立水准尺点的高程值HN和建筑物首层高程值HB。

(2)根据三角高程原理编写相应的公式自动计算各观测点位的建筑楼高。

C#用来从文件中读取数据的类是StreamReader。它是一个通用类，用于输入流从外部源中读取数据。使用其中的Readline()方法从文件中读取文本，这个方法读取换行之前的文本，并以字符串的形式返回结果文本。需要注意的是，使用StreamReader类读取文件，必须设定参数UnicodeEncoding.GetEncoding(“GB2312”)，否则读取的文件显示中文是乱码。

由于GSI文件中包含其他不需要参与建筑物楼高计算的数据信息，且对于不同设站点的HN值在等外水准计算结果文件中的位置没有绝对规律可循，因此程序实现的关键性问题在于有用数据的提取和配对。

为了解决数据提取的问题，采用String类的Split()方法将字符串转换为基于所提供的分隔符的数组，然后利用String类的Substring()方法提取其中有用的数据信息。为了解决数据配对的问题，设置全站仪记录的水准尺读数k的格式为B-XXX，其中B表示立尺点的点号，XXX表示水准尺的读数。根据k值中点号B判定等外水准计算结果中匹配的点位高程值。

3.2 工程应用分析

以天津生态城澜水苑小区一期规划竣工验收为例，同时采用原来的工作模式和本文提出的新工作模式，并对比两种工作模式所需时间和计算结果，进行实际工程应用分析。

澜水苑一期共有19栋联排别墅，按照建设施工许可证和相应图纸要求，进行规划竣工验收时，每栋别墅至少测量4个建筑楼高点，共计76个测量点位。在不考虑外业观测手动记录发生错误的情况下，两种工作模式的最终结果完全一致，两种模式下的工作时间如表1所示。

工作时间统计结果 表1

由表可知，新的工作模式具有如下特点：

(1)内外业自动化程度高，效率较原有模式有很大的提升。其中，外业效率提升64%，内业效率提升90%。这种效率的提升，随着规划竣工验收规模的扩大，优势尤为明显。

(2)能够自动记载并保存观测的原始数据，增强了后续计算楼高的可靠性。当出现规划楼高与实测楼高相差较大时，可以排除外业观测记录失误的可能性。

(3)降低内外业环节中由于人为因素造成失误的可能性。新的工作模式减少了外业观测数据手动记录和内业数据手动整理输入的环节，避免了人为因素造成的失误，在一定程度上也避免了因失误造成的工作时间浪费。

4 结 语

本文提出基于C#辅助工具的建筑楼高测量工作新模式，在具体的工程应用中进行验证发现楼高测量的效率得到了极大提升。

当今科技飞速发展，测绘工作者也应该不断积累经验，在测量方法和模式上推陈出新；同时，应该经常总结并解决现有工作中遇到的问题，不断提高工作效率，减少发生错误的可能。

[1] 王勇，吴俐民. 网络RTK技术在城市控制测量中的试验与研究[J]. 城市勘测，2006(4)：27～28.

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[5] CJJ/T 8-2011. 城市测量规范[S].

A New Pattern of Surveying the Height of Building Based on the Auxiliary Tool by C#

Lv Chengliang，Wang Binbin，Gao Zhichao

(Tianjin Institute of Surveying and Mapping，Tianjin 300381，China)

In order to solve the problem in surveying the height of building at Tianjin，this article designs an auxiliary tool by C#，and it takes a new pattern of working. In the concrete engineering project，it compares the result and efficiency of new pattern with the old one. The engineering practices shows that this new pattern is practical，and it increases reliability and efficiency.

the height of building；auxiliary tool by C#；trigonometric leveling；design program

1672-8262(2017)01-105-03

P258，P209

B

2016—03—20 作者简介：吕成亮(1986—)，男，硕士，工程师，主要从事GPS数据处理方面的研究。