基于VB 混合编程的沉降观测数据处理

时间:2022-06-23 12:36:57

基于VB 混合编程的沉降观测数据处理

摘要:在测量工程的实践和科学研究活动中,沉降观测占有重要的地位。本文以VB (Visual Basic 6.0)为开发平台,依靠MATLAB和Excel等为辅助工具,充分发挥二者的结合在测量平差计算和绘制图形中的优势,实现了沉降观测数据的录入、粗差剔除、数据平差、沉降量计算、沉降图形分析以及成果输出等功能。

关键词:沉降观测,VB,MATLAB,

中图分类号:C37文献标识码: A

1、引言

在测量工程的实践和科学研究活动中,沉降观测占有重要的地位,工程建筑的兴建,从施工开始到竣工,以及建成后整个运营期间都要不断的监测,以便掌握沉降的情况,及时发现问题,保证工程建筑的安全。所以沉降观测是建筑物建设及维护过程中必不可少的一项任务,而数据处理又是沉降观测工作的核心。通过分析处理沉降观测中的数据,输出需要的报表,绘制相关的沉降曲线,预测各点位以后的沉降状况,是了解和掌握建筑物稳定性的科学依据。

2、条件平差原理

由于沉降观测的路线一般是闭合水准路线,因此对此采用条件平差比较合适,条件平差的数学模型为:

(1)

(2)

条件方程个数等于多余观测数r=n-t,n为观测值总数,t为必要观测数。由于 r

将(4-7)式中的改写成其值V,条件方程为:

AV-W=0 (3)

V的求得要求满足,的平差值为

(4)

条件平差法就是要求在满足r个条件方程(3)下,就函数的V值,在数学中是求函数的条件极值问题[1]。

3、程序设计

本程序设计包括六部分:数据导入与存储、粗差剔除、平差处理、数据解算、曲线绘制、成果输出、系统帮助。

图1 流程图

3.1数据的录入

在VB中采用MSFlexGrid控件接收数据,MSFlexGrid用来接收直接导入的Excel数据或是手工直接输入的数据,Excel中按一定格式存储的数据,数据为个观测点的高差,必须由已知开始按观测路线的顺时针方向进行输入[2]。界面上方的文本框用来输入已知点和观测点之间的距离,必须由已知开始按观测路线的顺时针方向进行输入,并将之依次添加进ComboBox中去。

3.2粗差剔除

粗差对建筑物沉降数据的处理和分析的结果带来很大的影响,常常做出错误的判断,本程序设计首先采用沉降观测的闭合差进行粗大误差的判断,然后再采用拉大准则(n>10)进行判断,对于不满足拉达准则的数据给予剔除。

3.3数据平差的实现方法

虽然VB的界面美观,操作方便、简单,但VB对矩阵的运算非常的比方便,一般要编写函数代码,其过程繁琐、困难、且容易出错。而MATLAB对矩阵的各种计算、图像的绘制十分简单快捷。因此,在VB的操作平台下调用MATLAB进行沉降数据的平差计算是非常方便、实用的。

3.3.1 MATLAB从VB提取矩阵数据:利用PutFull Matrix方法将要提取的数组bb()、q()、g1()传送至MATLAB中的三个矩阵变量中[3]。然后通过Execute(Command as String)方法调用MATLAB执行一条Command字符串决定的MATLAB命令计算Naa、常数项K和改正数V。

3.3.2 MATLAB将计算结果还原到VB数组中:利用GetFull Matrix方法将上面计算所得数据Naa、改正数V传送到VB程序的数组s1()、s3()中,计算未知点的改正高程。

3.4沉降解算的实现方法

该计算模块的对建筑物的测量平差后数据进行处理,沉降分为本次沉降和累计沉降两项,本次沉降是按观测时间顺序后一次观测与前一次观测之差。累计沉降量是所有观测本次沉降量的代数和。本设计对粗大误差的判定才用拉达准则或狄克松准则,将不符合限制条件的数据剔除,如果检验有粗差就继续数据进行检测,直到数据符合限制条件。然对没有粗大误差的数据进行平差计算,解算各个观测点的沉降量,绘制出各点的沉降量曲线图,通过图形对建筑物沉降进行分析,从而对建筑物的下一次沉降做出合理预测。

3.5数据库设计

由于沉降观测所得数据与解算数据模型简单,该数据库采用如下模型设计数据表:

表1 数据表格式

4、结束语

基于VB与MATLAB程序设计使沉降观测数据处理高效准确,数据模型清晰简单,VB窗体设计界面美观,处理操作人性化,能够在数据处理方面做到代码简单,功能全面,界面简洁,操作便利。

参考文献:

[1]武汉测绘科技大学测量平差教研室.测量平差基础[M]. 北京:测绘出版社,1996. 65-80

[2]王素立,高洁,孙新德.MATLAB 混合编程与工程应用[M].北京:清华出版社,2008 121-125

[3]蒋加伏,张林峰.Visual Basic 程序设计教程[M]. 北京:北京邮电大学出版社,2009.152-162

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