电力工程控制测量精度分析及质量检查系统设计.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 21 日 作者简介：李乐乐（1990），男，汉族，硕士，工程师，研究方向为电力工程智慧安全监测；王增超（1982），男，汉族，硕士，工程师，研究方向为电力设计。-65-电力工程控制测量精度分析及质量检查系统设计 李乐乐 王增超 山东电力工程咨询院有限公司，山东 济南 250013 摘要：摘要：电力已经成为社会生产生活中必不可少的能源，为了满足不断提高的电力需求，电力工程建设力度持续加大。高精度测绘产品是电力工程设计与施工开展的重要保障。本文对电力工程控制测量精度分析与测绘成品质量检查系统进行了详细介绍，描述了软件系统的结构设计、子模块程序的功能，介绍了系统测试的内容和方法，本系统有助于提高勘测设计的质量和效率，提升工程测量的质量。关键词：关键词：电力工程；控制测量精度分析；质量检查系统设计 中图分类号：中图分类号：TU198 电力工程属于民生保障工程，工程质量与电力供应稳定性、可靠性及用电安全等均存在密切关系，同时也会对民众生活质量造成深远影响，电力工程质量及建设进度备受关注。工程测量是电力工程建设项目中的关键性作业内容，电力工程设计与施工等活动，对工程测量精度具有较高要求，进行电力工程控制测量精度分析及质量检查系统的系统研发，对提高工程测量数据质量方面具有重要意义1-4。本文论述了电力工程控制测量精度分析与质量检查系统的总体设计，详细介绍了系统的结构及界面设计及基本的功能，给出了系统测试的方案，介绍了测试的内容和方法。本系统辅助选择满足工程需求的坐标系统，可对测绘地图进行自动检查，避免人工检查的差错及疏漏，提高勘测生产的质量和效率5-7。图 1 控制点数据转换登录系统流程图 1 总体设计 1.1 软件结构及界面设计（1）系统登录管理模块 系统登录管理模块的主要功能除了注册以及登录账户之外，还包含了对账户数据库的增删改查功能，不仅实现了自主注册认证功能，还能够通过管理员账户对用户信息进行信息修改的功能，登录流程如图 1：（2）数据输入模块 该功能为数据操作模块，主要功能是对相关数据进行检查和修改，同时能够针对不同种类的数据格式文件进行操作，完成核心数据检查之外，其核心功能还包括坐标系统的增加识别以及中央子午线的选择。（3）数据计算模块 完成数据检查之后，可以在该模块为使用者展示相关坐标系，并完成计算功能。在此基础上，利用数据计算结果实现数据转换功能以及精度评定功能。（4）数据输出操作模块 本模块的主要功能是数据输出，通过经纬度格式以及坐标数据选择最终的数据输出流程。（5）用户交互界面管理模块图 用户界面主要显示了用户方可以操作和查看的主要功能，除登录之外，还包含流程中的数据处理以及数据输出功能。2 系统程序描述 2.1 系统登录管理模块 系统登录管理模块的主要功能是通过对数据库的数据进行操作实现的，完成诸如注册、登录等基本功能的数据操作后，再通过数据库编程中的 SqlCommand类与数据库进行交互，完成数据的相关SQL语句功能。2.2 数据输入模块（1）使用 tkinter 库构建 GUI 界面 中国科技期刊数据库 工业 A-66-在地理信息系统中，用户需要选择一个包含数据文件的目录，因此使用了 filedialog.askdirectory()函数来让用户选择数据文件所在的目录。同时，为了确保程序可以找到所有需要的数据文件，使用glob.glob()函数查找指定目录下特定后缀名的文件。（2）为输入坐标信息设计界面 在选择参考信息方面，可以提供内置椭球体、自定义椭球体和中央子午线等选项，并使用 Listbox 组件在界面上呈现以上选项。用户可以在 Entry 组件中输入具体的坐标值。（3）为输出坐标信息设计界面 与输入坐标信息的设计类似，同样使用 Listbox和 Entry 组件来选择输出坐标信息。同时可以添加更多的选项，如参考投影面信息等。（4）数据检查模块介绍 使用 Pandas 库中的 read_csv()函数来读取 CSV格式的坐标数据，并将其转换为 DataFrame 格式。在读取数据时，需要根据坐标类型不同进行不同的处理，在读入坐标数据后，需要对数据的格式和范围进行检查，以确保数据的正确性。对于无带号的坐标数据，需要检查数据的位数是否符合要求，并检查经度和纬度的取值范围是否正确。对于有带号的坐标数据，我们还需要检查带号和子午线是否与所选参考系一致。2.3 数据计算模块（1）度分秒格式转换 度分秒是地理坐标中常用的表达方式之一，但不同地区和场合中对于度分秒的表达方式存在差异。因此，在坐标转换系统中，需要支持多种形式的度分秒转换，如度.分秒、度.度和度分秒等。不同的度分秒表示方法也可以通过简单的数学计算互相转换。在进行度分秒转换时，需要考虑到精度损失问题，并根据实际需求选择适当的转换方法。（2）坐标正反算与换带计算 坐标正反算和换带计算是坐标转换系统中最基本的功能之一。坐标正算指的是根据已知的大地坐标和椭球参数计算出平面坐标；而坐标反算则是根据已知的平面坐标和椭球参数计算出大地坐标。在进行坐标正反算时，需要考虑到椭球参数、投影方式以及坐标系等因素。（3）四参数/七参数坐标转换 四参数/七参数坐标转换是坐标转换系统中较为复杂的一种转换方式。通过设定基准点和转换参数来将一个点的坐标从一个坐标系转换到另一个坐标系。其中，四参数转换主要用于平面坐标系的转换，而七参数转换则适用于三维坐标系的转换。在进行四参数/七参数坐标转换时，需要考虑到基准点的选择、参数计算和精度控制等因素。（4）参考投影面坐标计算 参考投影面坐标计算是坐标转换系统中一个比较专业的功能，它主要用于根据输入的投影面信息重新计算椭球，进行坐标正负换算。在进行参考投影面坐标计算时，需要考虑到椭球参数、投影方式、坐标系以及投影面信息等因素。此外，为了保证计算结果的准确性，还需要进行合理的参数设置和精度控制。（5）转换坐标相对精度评定 转换坐标相对精度评定是坐标转换系统中一个重要的质量控制功能，能够通过设定两个相邻点，计算它们在不同坐标系下的差异，以评估坐标转换的相对精度。在进行相对精度评定时，需要考虑到数据源质量、坐标系误差、转换参数质量等因素，并选取合适的评估方法和精度控制措施。2.4 数据输出模块 坐标转换系统中，可以添加复选框，让用户选择输出大地坐标时的格式，包括度分秒及其他格式。在输出平面坐标时，用户可以选择是否输出带号。针对添加坐标转换评价精度功能，系统会计算出输出坐标相对于原始坐标的相对精度，并将其显示出来。此外，还可以在参数转换和坐标转换的界面上，显示相关参数的值和转换的精度，可以让用户更加清晰地了解坐标转换的结果和质量。2.5 用户交互界面管理模块（1）输入椭球选择参考椭球是确定地球表面形状的基础。由于地球不是完美的球体，因此需要采用椭球来描述其形状。正确选择参考椭球对于保证坐标转换的精度至关重要。本系统用户可以通过复选框选择不同的坐标系预设椭球。同时还能够通过输入椭球的长半轴 a 和扁率 e 来实现。（2）数据检查是确保数据质量的重要环节。在数据输入后，用户可以点击数据检查按钮，系统会自动对输入数据进行检查。如果数据存在问题，比如格式中国科技期刊数据库 工业 A-67-错误、超出范围等，系统会弹出错误对话框，并将错误内容保存到默认的输入数据文件夹中，以便用户查看和修改。（3）数据输出他可以通过复合框选择的方式，让用户任意选择多种输出格式，以满足不同的需求。（4）用户可以设定相对误差的限制。如果误差超出限制范围，系统会弹出报错信息，并在最终输出时对数据进行高亮显示，可以帮助用户清晰了解数据质量，及时进行调整和处理，提高数据的准确度和可靠性。3 2.6 测绘成品质量检查系统（1）数据提取的过程可以分为两个步骤：首先是根据输入的原始坐标，通过数学计算获得坐标对应的边长；然后根据边长和相邻点的距离关系，建立联系，形成完整的数据结构。（2）在数据匹配中，系统提供两种数据匹配方式，一是根据输入点位置查找最近点，二是根据设定的匹配间距进行匹配。（3）在精度计算中，需要根据图形比例尺确定精度的限差值，并计算检查点的误差。本系统提供多种精度计算方式，包括根据点位精度计算和根据点间距计算等。（4）成果输出是测量工作中的最终环节。本系统将计算结果输出成表格文件，并提供输出路径目录。3 系统测试方案 3.1 测试目标系统 系统测试的目标不仅是验证是否满足需求，更应该找到问题和不足，以完善系统。因此，测试应该采用全面的方法，包括黑盒和白盒测试，覆盖系统主体和直接依赖组件。测试用例设计应该考虑正常、边界和异常情况，并给出定量评估标准。测试过程需要规范记录，给出明细报告，指出问题原因和优化建议。1 3.2 测试内容 测试内容主要包含以下几点：（1）功能测试 功能测试在系统测试中起着核心的作用，它涵盖了多个方面，包括功能点、操作流程、界面和用户手册等。测试的重点是验证功能的正确性、完整性和安全性，以及确保系统易于学习和使用，具有良好的交互效果和视觉体验。同时，测试还需要设计多种不同情况下的用例，包括正常值和边缘值。除了验证功能的输出，测试还需要关注潜在的 bug 和不足之处，并记录问题并给出修复建议。与开发者密切配合，并持续完善测试用例，也是功能测试的重要方面。（2）压力测试 通过模拟系统在正常或超出正常负载情况下的工作条件，评估系统在压力下的稳定性和性能表现。（3）负载测试：通过模拟系统在预期负载情况下的工作条件，测试系统的性能、响应时间和资源利用率等指标。（4）安装测试 检查不同环境下安装过程的兼容性，验证系统在各种操作系统上的安装过程是否顺利，是否能够正确地配置和运行。2（5）安全测试 测试系统对用户会话的管理和保护机制，确保用户会话的安全性，如会话超时、会话令牌管理等。3.3 测试组织 项目主要进行系统测试，采用基于系统设计的黑盒测试方法，即测试人员不需要了解系统内部的实现细节，而是根据系统的功能和规范进行测试。为系统测试设置专门的测试组，由测试人员承担系统测试任务，他们专注于测试工作，以确保测试的独立性和专业性。评估系统功能时，需要考虑效率、可靠性、效益、易用性和维护性等多个角度，以综合评价系统的性能和质量。4 总结 电力工程建设对于国家经济的发展起着关键作用，测绘产品是电力设计和施工实施的重要支撑，高精度、高质量的测绘产品对促进工程建设的推进具有重要意义，本文梳理了电力工程控制测量精度分析及质量检查系统的软件结构设计，详细介绍了系统登录管理模块、数据输入模块、数据计算模块、数据输出操作模块、用户交互界面管理模块等重要模块，并进行了系统测试方案的分析探讨，系统能满足电力勘测生产人员的部分需求，其中部分功能模块还有待优化，以后将继续完善该系统。中国科技期刊数据库 工业 A-68-参考文献 1赵建才,李铭石.地形图数字化测绘成果质量检查与评定的实施J.现代测绘,2012,35(5):3.2谢国秋.数字测绘成果质检评分系统的开发与研究J.测绘标准化,2020.3邓国庆,肖学年,马晓萍,等.数字测绘成果质量评定模型及方法的研究J.测绘标准化,2008(1):7.4张蕊.数字测绘产品 DEM 质量研究与应用D.合肥工业大学,2016.5孙粉霞,卢刚.数字正射影像图的质量检查C/2007 全国测绘科技信息交流会暨信息网创建 30 周年庆典,2007.6刘鑫.数字测绘产品的质量检查与质量控制J.工程技术研究,2023,5(6):103-105.7张倩文.数字测绘产品的质量检查与质量的控制J.工程建设,2020(3).