微机在罗盘仪闭合导线面积测量内业计算与绘图中的应用.doc

微机在罗盘仪闭合导线面积测量内业计算与绘图中的应用
林拱能
（包溪林业采育场 365100）

摘要 根据多年林地测量和计算机应用积累的经验，利用Visual Basic和Windows操作系统的API函数，采用坐标求积法，设计了一套全新的罗盘仪闭合导线面积测量内业计算绘图软件，在造林地测量或伐区面积测量中有积极的作用。
关键词 微机 罗盘仪 闭合导线测量 面积计算绘图

罗盘仪是林业工作者距离和面积测量的主要工具。罗盘仪林地面积测量内业计算，先要对外业测量得到的数据进行计算整理，再在毫米方格纸上绘图、点方格数，然后再根据图形比例尺和毫米方格数来求算林地面积。这是传统的内业计算方法，这种方法不仅工作量大，而且容易出错或因绘图者的技术条件限制造成很大的误差。随着现代科技的进步，利用微机进行罗盘仪闭合导线面积测量内业计算绘图已成为可能，以往林业报刊也报道过这方面的信息，但限于早期计算机技术，以往的版本是在DOS操作系统下用Basic开发的（如早期应用于Pc1500机的版本），外业数据用Data或Input语句输入，对Basic语言不熟的一般用户难于掌握；或由于作者采用的计算方法所限，不能求算复杂的多边形面积，实用性受到一定的限制。作者根据多年林地测量和计算机应用积累的经验，利用Visual Basic和Windows操作系统的API函数，采用VB标准代码，设计了一套全新的罗盘仪闭合导线面积测量内业计算绘图软件，现做一简要介绍。
1、功能介绍
该软件采用坐标求积法来计算多变形面积，可计算复杂的多边形面积，理论上面积误差为0；外业数据输入界面友好，图形比例尺可选、可输入或在1：100~100000范围内任意可调可分别选择显示闭合时图形或不闭合时图形，或两者分别用两种不同的颜色同时显示进行比较，也可用“绘图笔”直接在图上绘制地物标进行图形修饰；计算结果得到林地面积、图形比例尺、相对闭合差、导线总长度和一幅10X10厘米的图形，并可把所有计算结果打印在纸上或保存在硬盘上。
2、系统需求
Windows95,98, NT,2000，建议采用Windows98；内存16M，建议32M以上；本软件安装后月占7M硬盘；屏幕显示设置600X800分辨率。
3、工作流程
本软件运行后，显示用户界面，界面分数据输入区、结果和图形控制区、图形输出显示区。用户外业数据输入完毕后只需按“绘图”按钮，全部计算和绘图瞬间即可完成，工作过程如下图所示（无箭头直线连接的操作为可选项，运行时选其一或跳过）：

运行主程序

外业数据输入
图形浏览器，打开已保存的图

数据库引擎读取数据

闭合

图形结果

不闭合

计算 绘图

手工修饰、套图
数据结果---面积、导线总长度、相对闭合差

比较

比例尺微调
输出图形

图1、运行流程图

4、对测量方法的要求与面积计算
4.1、对测量方法的要求
4.1.1、顺序法
沿一个方向，如图，A为起点，A,B,C,D...为测站（仪器安置点，从B开始也是标尺安置点），按顺序一站一站的测量，方位角读北针，按测量站点顺序，分别记载方位角、倾斜角和视间距。这种测量方法常用于测量方向视线不通畅的情况下，如伐区设计。

A----------B--------C------------D--------------------E------.....
图2、顺序法测量方向示意图

4.1.2跳站法
如下图，A,B,C..为测站，0为起点，A为第一测站，B为第二测站，依此类推，1，2，3...为标尺安放点，测量沿A----E方向前进，在实地可为顺时针或逆时针。观测读数时，朝A---0方向观测读数称“后视”，读取的各值称“后视值”；朝A---1方向观测读数称“前视”，读取的各值称“前视值”。读取方位角时，一般人们习惯前视读北针，后视读南针，这样观测读数方法所得到的观测值与顺序法得到的观测值是一样的，计算绘图时选“顺序法”或“跳站法”均可，但也有人习惯不管前视后视一律读北针，或仅第一站前视后视均读北针随后各站前视读北针后视读南针。前视读北针读取的方位角是正方位角，后视读北针读取的方位角是反方位角 ，其值与正方位角相差180°，因此，如果存在后视读北针的情况，无论在哪个测站，计算绘图时选“跳站法”（见主界面），外业数据输入时所有后视读北针的点“正反”栏填1。这种测量方法常用于视野比较开阔造林地测量。

导线： 0 ---------------A-----------1---------B---------2--------C-----3----.....
图3、跳站法测量法示意图 测站用A,B,C...表示，转点用1,2,3表示

4.2、面积计算方法
建立平面直角坐标系统，根据外业测量所得到各测点的方位角、倾斜角和视间距，可以得到每一个测点Pn在这个坐标系中的位置Pn（xn, yn），假设各点全在坐标第一项限内，则有由这些点顺序连成的直线围成的闭合图形总面积：
n为各测点序号，其值 n=1,2,3,…n n=测点总数
5、运行样例
采用包溪场蒋坑工区15林班6大班2小班造林地测量外业数据。
5.1主界面
外业数据
图，向右转90度

比例尺微调
数据结果
图4、程序运行主界面

比例尺可选、可输入或可调（在1：100~50000范围内）是本软件的特点。利用比例尺可调，可以绘制一幅与目前使用的地形图比例尺（1：10000）相同的图形，再用这幅图套在地形图上，可以准确地确定图形面积的实地位置，这给森林资源变化调查小班勾绘带来了极大的方便。而用手工绘图，当面积较小或测点之间距离较短时，采用1：10000以上的比例尺绘图是很困难的。
5.2、闭合图形
闭合图形用绿色线条绘制，闭合差已自动调整，没有闭合差“缺口”或“交叉”，是程序的默认输出图形（注：图例中总面积数不一致是软件未注册用户名造成的）。见图6。

图5、 选“闭合”时显示的图形 图6、选“不闭合”时显示的图形

5.3、不闭合图形
可以选择显示未调整闭合差时的图形，图形用红色线条绘制，存在闭合差“缺口”。查看不闭合图形，可以看到测量的实际效果，便于查错。见图6
5.4、闭合与不闭合图形比较
分别采用两种不同的颜色绘图，同时显示闭合与不闭合图形进行比较。
图7、 选“进行比较”时显示的图形
5.5 图形修饰
打开“手工修饰”模块，用“绘图笔”直接在图形上绘制山脊线、林带等地物标。

图8、 手工画上防火林带、山脊线等地物标图

6、结束语
限于作者编程水平，目前程序只能计算处理没有采用放射法的测量方法所得到得一组数据，这使得本软件的实用性受到一定的限制，今后将加以改进。
随着计算机使用的日益普及和应用水平的不断提高，计算机在林业工作中的应用也进一步深入，广大林业工作者通过多年的探索，通过自主开发或与院校合作的形式，开发出了很多林业管理应用软件，在资源与林政管理中发挥了重要的作用，但由于种种原因，目前林业电脑应用水平、普及率还有待于通过我们的努力，进一步得到提高。

参考文献
1、 微软[中国]有限公司 《Visual Basic5.0程序员指南》1997
2、 南京林业大学等 《测量学》 1986

2000/9/23