測繪程序課程設計報告

1、測繪程序課程設計（VC.net）班 級： xxxxxxx 學 號： xxxxxxx 姓 名： xxxx 題目：xxxxxx 二零一六年七月測繪程序課程設計報告第一部分導線網(wǎng)平差系統(tǒng)設計一、需求分析導線網(wǎng)平差程序功能要求：1.優(yōu)化設計：根據(jù)控制網(wǎng)的觀測精度與網(wǎng)形，全面評定網(wǎng)的精度2.數(shù)據(jù)輸入：表格化輸入、圖形化輸入、外部數(shù)據(jù)倒入3.概算：自動完成各方向的曲率改正及邊長的高程歸化與投影改化，近似坐標的推算等。4.平差計算：對觀測數(shù)據(jù)進行精密平差計算，得到平差后的點位坐標，方向觀測值，邊長觀測值等，精度評定。5.成果輸出：控制網(wǎng)圖形輸出，平差結果報表及其輸出，繪制誤差橢圓，打印輸出等。6.其它功能：

2、粗差探測與剔除、方差分量估計、閉合差計算、坐標轉換、換帶計算等。二、總體設計設計七個類：Ccontrolpoint（控制點類）:定義控制點坐標信息(測站編號，XY坐標)CDistObs（距離觀測值類）：距離觀測值，測站編號，照準編號CAngleObs（角度觀測類）：角度觀測值，測站編號，照準編號CAngle（角度類）：實現(xiàn)角度轉換和加減功能CControlNetAdjust.h（導線網(wǎng)平差類）1， loadobsdata函數(shù)讀取數(shù)據(jù)獲取數(shù)值2， 方向觀測值誤差方程的建立3， 邊長觀測值誤差方程的建立4， 確定權5， 建立法方程并計算坐標改正數(shù)dx,dy6， 精度評定7， 輸出計算結果到.txt

3、文件CMatrix（矩陣類）CDraw(對話框繪圖類)1， 計算結果繪制導線網(wǎng)圖形及坐標系2， 繪制未知點誤差橢圓3， 實現(xiàn)圖形平移，縮放的功能觀測數(shù)據(jù)及其格式設計/自己測試的數(shù)據(jù)格式已知點個數(shù)點號，已知點坐標待測點個數(shù)點號觀測邊總數(shù)測站點號，照準點號，觀測距離方向觀測總數(shù)測站點號，照準點號，方向觀測值/老師測試的數(shù)據(jù)格式（最終讀取格式）三、詳細設計一、 控制網(wǎng)平差模型1、間接平差原理：設未知數(shù)個數(shù)為t,觀測值個數(shù)為nV=Bx-f-f=BX0+B0+L其中V為n行1列，B為n行t列，X為t行1列的矩陣根據(jù)最小二乘準則應在滿足VTPV=min時確定未知參數(shù)x列出法方程:Nbbx-fe=0其中Nb

4、b=BTPBfe=BTPf從而求出改正數(shù)x；2、精度評定2.1單位權中誤差的計算 2.2未知數(shù)協(xié)因數(shù)的計算采用了坐標平差法，實際上法方程系數(shù)矩陣的逆就是未知數(shù)的協(xié)因數(shù)陣。它是進行精度評定的基本數(shù)據(jù) 2.3待定點點位誤差2.4誤差橢圓三要素長半徑方位角Q=12arctg2QxyQxx-Qxy長半徑、短半徑 E=m0Qxx+QxytgQ,E=m0Qxx+Qxytg(Q+90。)二、 控制網(wǎng)平差的基本步驟概算部分：（1） 針對導線網(wǎng)外業(yè)觀測數(shù)據(jù)整理，按一定的數(shù)據(jù)格式制作數(shù)據(jù)讀取文件（2） 繪制網(wǎng)的略圖，繪制觀測數(shù)據(jù)表和已知數(shù)據(jù)表(例圖)（3）（4） 計算近似坐標按照方向觀測值計算導線網(wǎng)中待定點的近似

5、坐標xk=xactgB+xbctgA-ya+ybctgA+ctgByk=yactgB+ybctgA-xb+xactgA+ctgB（5） 觀測結果規(guī)劃到標識中心（6） 觀測成果結果改化（方向改化和距離改化）；/以上兩點不懂，稍后探討（7） 根據(jù)平面控制網(wǎng)的幾何條件檢查觀測成果的質(zhì)量平差要求計算部分：導線網(wǎng)平差程序設計計劃及進度表日期程序設計內(nèi)容備注2016-6-29了解軟件工程的基本知識點(進度基本和計劃一致)重點：需求分析，詳細設計2016-6-30熟悉單導線簡易平差計算程序設計和水準網(wǎng)間接平差，歸納總結可以運用到導線網(wǎng)平差程序設計中的思想和方法，理順程序設計的具體步驟和制作好觀測數(shù)據(jù)文件，復

6、習編程所需要的基本知識點(進度略微超前，完成了控制點類的編寫)理清思路，打下基礎，2016-7-11、枚舉控制點的的參數(shù)類型，和對控制點類進行設計2、設計距離觀測類，運用控制點類3、設計角度觀測值類（添加角度類和矩陣類為現(xiàn)有項后開始控制網(wǎng)平差類的編寫）明確成員變量，設計好結果體2016-7-2設計讀文件函數(shù)，坐標概算函數(shù)，具體思路參考書本1，程序分模塊，設計單個函數(shù)，類 2，矩陣類，角度類較為獨立 3，導線網(wǎng)平差類設計，繪制圖形使成果可視化 2016-7-31、 設計導線網(wǎng)中會用到的函數(shù)（方位角計算函數(shù)，距離計算函數(shù)）2、 由于0方向值的不確定性，所以必須設計一個確定0向的函數(shù)2016-7-4

7、設計導線網(wǎng)平差類（近似平差，加上改正數(shù)，計算出平差后待測點坐標）2016-7-5精度評定算法的實現(xiàn)(求出Qx，單位權中誤差的計算，點位中誤差的計算，方位角及邊長中誤差的計算，誤差橢圓三要素）2016-7-6設計繪圖類（利用誤差橢圓三要素繪制誤差橢圓）/具體步驟參考書上誤差橢圓的繪制2016-7-71， 導線網(wǎng)平差系統(tǒng)界面設計2， 計算數(shù)據(jù)成果輸出要求界面友好，功能簡潔易懂2016-7-8添加小功能：1、 實現(xiàn)對話框畫圖2、 實現(xiàn)圖形的平移縮放功能答辯查找錯誤，改正2016-7-9繼續(xù)答辯，寫課程設計報告準備提交成果和答辯2016-7-10提交課程設計報告?zhèn)渥ⅲ鹤⑨專惖慕Y構，成員變量，成員函數(shù)

8、，函數(shù)的功能輸出）第二部分程序?qū)崿F(xiàn)及其代碼一、課程設計目的1、鞏固測繪程序程序設計基礎（C+）、測量學、測量平差等課程的基礎等知識點2、培養(yǎng)學生的綜合運用能力二、課程設計內(nèi)容設計控制網(wǎng)平差程序三、界面設計及類關系主界面:彈出對話框界面：類關系圖:四、程序主要代碼Angleobs.h#pragma once/* * 類名：<CAngleobs> * * * * 描述：<角度方向觀測類> * * * * 使用方法：<設置起始點，照準點，外部調(diào)用> * * * * 歷史：*日期* *簽名* * * <2016/7/8> <彭建全> * *

9、* * 外部類：、<ControlPoint.h> * * 2、<Angle.h> * */ #include "ControlPoint.h"#include "Angle.h"class CAngleObs/方向觀測值public:CAngleObs();CAngleObs();public:CControlPoint *cpStation;/起始點CControlPoint *cpEnd;/照準點CAngle ObsAngle;/方向觀測值;Angleobs.cpp#include "StdAfx.h"#

10、include "AngleObs.h"CAngleObs:CAngleObs(void)cpStation=NULL;cpEnd = NULL;ObsAngle = 0;CAngleObs:CAngleObs(void)Distobs.h#pragma once/* * 類名：< CDistObs> * * * * 描述：<距離觀測值類> * * * * 使用方法：<外部調(diào)用，保存點號信息> * * * * 歷史：*日期* *簽名* * * <2016/7/8> <彭建全> * * * */ #include &

11、quot;ControlPoint.h"#include "Angle.h"class CDistObs/距離觀測值public:CDistObs();CDistObs();public: CControlPoint *cpStart,*cpEnd;/測站與照準點double dDist;/距離觀測值;Distobs.cpp#include "StdAfx.h"#include "DistObs.h"CDistObs:CDistObs(void)/初始化dDist=0;cpStart=NULL;cpEnd=NULL;CDis

12、tObs:CDistObs(void)cpStart=NULL;cpEnd=NULL;ControlPoint.h#pragma once/* * 類名：<CControlPoint> * * * * 描述：<控制點類（X,Y,ptID,state等）> * * * * 使用方法：<設置控制點的屬性，外部調(diào)用> * * * * 歷史：*日期* *簽名* * * <2016/7/8> <彭建全> * * */ class CControlPoint/控制點public:CControlPoint();CControlPoint();do

13、uble X;double Y;CString ptID;/點號int state;int flg;/一個用于區(qū)分已知點，一個用于繪制誤差橢圓double dE;double dF;double dQ; /誤差橢圓三要素double dMx;double dMy;double dMk;/點位精度;ControlPoint.cpp#include "StdAfx.h"#include "ControlPoint.h"CControlPoint:CControlPoint()/初始化X=0;Y=0;ptID = _T("");flg=0;

14、state=0;dE=0;dF=0;dQ=0;dMx=0;dMy=0;dMk=0;CControlPoint:CControlPoint()Draw.cpp/對話框畫圖類部分代碼void CDraw:OnPaint()CPaintDC dc(this); / device context for painting/ TODO: 在此處添加消息處理程序代碼/ 不為繪圖消息調(diào)用CDialog:OnPaint()CDC *pDC = GetDlgItem(IDC_STATIC)->GetDC();CRect rect;GetDlgItem(IDC_STATIC)->GetClientRe

15、ct(&rect);c->ErrorEllipseDraw(pDC,rect);UpdateData(false);void CDraw:OnBnClickedButtonup()/上移Invalidate(true);/刷新控件c->up=c->up-10;OnPaint();void CDraw:OnBnClickedWizfinish()/下移Invalidate(true);c->up=c->up+10;OnPaint();void CDraw:OnBnClickedButtonleft()/左移Invalidate(true);c->lef

16、t=c->left-10;OnPaint();void CDraw:OnBnClickedButtonright()/右移Invalidate(true);c->left=c->left+10;OnPaint();void CDraw:OnBnClickedButtonbig()/放大Invalidate(true);c->big_sma=c->big_sma*0.9;OnPaint();void CDraw:OnBnClickedButtonsma()/縮小Invalidate(true);c->big_sma=c->big_sma*1.1;OnPa

17、int();ControlNetAdjust.h#pragma once/* * 類名：<CControlNetAdjust> * * * * 描述：<導線網(wǎng)平差類，含主要計算函數(shù)，繪圖函數(shù)，讀文件函數(shù)等> * * * * 使用方法：<外部調(diào)用> * * * * 歷史：*日期* *簽名* * * <2016/7/8> <彭建全> * * 外部類：ControlPoint.h，AngleObs.h ，DistObs.h，Matrix.h *，Angle.h ，math.h * */ #include "ControlPoint

18、.h"#include "AngleObs.h"#include "DistObs.h"#include "Matrix.h"#include "Angle.h"#include "math.h"class CControlNetAdjustpublic:CControlNetAdjust();/默認構造函數(shù)CControlNetAdjust();private:CControlPoint *m_pUnknowPoint;/未知點數(shù)組int m_iUnknowPointCount;/未

19、知點個數(shù)CControlPoint *m_pKnowPoint;/已知點數(shù)組int m_iKnowPointCount;/已知點個數(shù)CAngleObs *m_pAngleObs;/方向觀測值數(shù)組int m_iAngleObsCount;/方向觀測個數(shù)CDistObs *m_pDistObs;/距離觀測數(shù)組int m_iDistObsCount;/距離觀測數(shù)public:double Anglesigma;double Distsigma;double left;double up;double big_sma;double ALFA;int m_iStationCount;/總測站數(shù)bool

20、LoadObsData(const CString &strFileName,CString &screen);/讀取數(shù)據(jù)void CoordinateEstimates();/坐標概算void SetStationCount();/設置總站數(shù)大小void CalculateErrorEquations(const CString& strFileName);/計算誤差方程void ErrorEllipseDraw(CDC* pDC,CRect& rect);/畫圖private:CString* SplitString(CString str,char spl

21、it,int& iSubStrs);/分割函數(shù)void SetUnknowPointSize(int size);/設置未知點數(shù)組大小void SetKnowPointSize(int size);/設置已知點數(shù)組大小void SetAngleObsSize(int size);/設置方向觀測值數(shù)組大小void SetDistObsSize(int size);/設置距離觀測值數(shù)組大小CControlPoint* SearchKnownPointUsingID(CString strID);/尋找已知點IDCControlPoint* SearchUnknownPointUsingID

22、(CString strID);/尋找未知點IDCControlPoint* SearchPointUsingID(CString strPointID);/尋找點IDCAngle Azimuth(double dX1,double My1,double dx2,double My2);/求方位角double HDist(CControlPoint* cpStation1,CControlPoint* cpEnd1);/兩控制點距離CAngle ZeroAngle(CAngleObs AngleObs);/定位方向角void ComAngleObsEff(CAngleObs AngleObs,

23、double& Fi,double& Ci,double& Di,double& Ck,double& Dk);/計算方向觀測方程系數(shù)void ComDistObsEff(CDistObs DistObs, double& Fi,double& Ci,double& Di,double& Ck, double& Dk);/計算距離觀測方程系數(shù)void FixedWeight(CMatrix &p);/權重void OutMatrixToFileP(const CMatrix &mat, CStdio

24、File &SF);/輸出P矩陣上三角陣void OutMatrixToFile(const CMatrix& mat,CStdioFile& SF);/將矩陣輸出到文件void GetMaxXY(double& dx,double& dy,double& minx,double &maxy);/獲取最大值 void FormErrorEquations(CMatrix& B,CMatrix& f);/組成誤差方程;ControlNetAdjust.cpp#include "StdAfx.h"#incl

25、ude "ControlNetAdjust.h"#include <locale.h>#include "math.h"const double PI=atan(1.0)*4.0;const double EPSILON= 1.0E-12;/極小值const double R0=206264.806247;/弧秒值/初始化CControlNetAdjust:CControlNetAdjust()m_pUnknowPoint=NULL;m_iUnknowPointCount=0;m_pKnowPoint=NULL;m_iKnowPointCou

26、nt=0;m_pAngleObs=NULL;m_iAngleObsCount=0;m_pDistObs=NULL;m_iDistObsCount=0;m_iStationCount=0;left=0;up=0;big_sma=40;ALFA=0;Anglesigma=5;Distsigma=0.5;CControlNetAdjust:CControlNetAdjust()/析構函數(shù)delete m_pUnknowPoint;m_pUnknowPoint=NULL;delete m_pKnowPoint;m_pKnowPoint=NULL;delete m_pAngleObs;m_pAngleO

27、bs=NULL;delete m_pDistObs;m_pDistObs=NULL;/設置已知點數(shù)組大小void CControlNetAdjust:SetKnowPointSize(int size)if(m_pKnowPoint!=NULL)delete m_pKnowPoint;m_pKnowPoint= NULL;m_iKnowPointCount=0;m_iKnowPointCount=size;m_pKnowPoint = new CControlPointsize;/設置未知點數(shù)組大小void CControlNetAdjust:SetUnknowPointSize(int si

28、ze)if(m_pUnknowPoint!= NULL)delete m_pUnknowPoint;m_pUnknowPoint=NULL;m_iUnknowPointCount=0;m_iUnknowPointCount = size;m_pUnknowPoint= new CControlPointsize;/設置方向觀測值數(shù)組大小void CControlNetAdjust:SetAngleObsSize(int size)if(m_pAngleObs!=NULL)delete m_pAngleObs;m_pAngleObs= NULL;m_iAngleObsCount=0;m_iAng

29、leObsCount=size;m_pAngleObs= new CAngleObssize;/設置距離觀測值數(shù)組大小void CControlNetAdjust:SetDistObsSize(int size)if(m_pDistObs!=NULL)delete m_pDistObs;m_pDistObs=NULL;m_iDistObsCount=0;m_iDistObsCount=size;m_pDistObs= new CDistObssize;/根據(jù)點號從已知點數(shù)組中找到控制點，并返回該點的指針CControlPoint* CControlNetAdjust:SearchKnownPo

30、intUsingID(CString strID)for(int i=0;i<m_iKnowPointCount;i+)if(strID = m_pKnowPointi.ptID)return &m_pKnowPointi;return NULL;CControlPoint* CControlNetAdjust:SearchUnknownPointUsingID(CString strID)/根據(jù)點號從未知點數(shù)組中找到控制點，并返回該點的指針for(int i =0;i<m_iUnknowPointCount;i+)if(strID = m_pUnknowPointi.pt

31、ID)return &m_pUnknowPointi;return NULL;CControlPoint* CControlNetAdjust:SearchPointUsingID(CString ptID)/根據(jù)點號從未知點和已知點數(shù)組中找到控制點，并返回該點的指針CControlPoint* pCP=NULL;pCP= SearchKnownPointUsingID(ptID);if(pCP=NULL)pCP= SearchUnknownPointUsingID(ptID);return pCP;CString* CControlNetAdjust:SplitString(CStr

32、ing str, char split, int& iSubStrs)/分割函數(shù)int iPos = 0; /分割符位置 int iNums = 0; /分割符的總數(shù) CString strTemp = str; CString strRight; /先計算子字符串的數(shù)量 while (iPos != -1) iPos = strTemp.Find(split); if (iPos = -1) break; strRight = strTemp.Mid(iPos + 1, str.GetLength(); strTemp = strRight; iNums+; if (iNums =

33、0) /沒有找到分割符 /子字符串數(shù)就是字符串本身 iSubStrs = 1; return NULL; /子字符串數(shù)組 iSubStrs = iNums + 1; /子串的數(shù)量= 分割符數(shù)量+ 1 CString* pStrSplit; pStrSplit = new CStringiSubStrs; strTemp = str; CString strLeft; for (int i = 0; i < iNums; i+) iPos = strTemp.Find(split); /左子串 strLeft = strTemp.Left(iPos); /右子串 strRight = st

34、rTemp.Mid(iPos + 1, strTemp.GetLength(); strTemp = strRight; pStrSpliti = strLeft; pStrSplitiNums = strTemp; return pStrSplit;void CControlNetAdjust:SetStationCount()/設置測站數(shù)m_iStationCount=m_iKnowPointCount+m_iUnknowPointCount;/bool CControlNetAdjust:LoadObsData(const CString &strFileName,CString

35、 &output)/讀取數(shù)據(jù)(自己讀取數(shù)據(jù)格式）/CStdioFile fp;/if(!fp.Open(strFileName,CFile:modeRead)/return false;/CString strLine;/讀取已知數(shù)據(jù)/fp.ReadString(strLine);/SetKnowPointSize(_ttoi(strLine);/output+=strLine;/output+=_T("rn");/int n=0;/for(int i=0;i<m_iKnowPointCount;i+)/fp.ReadString(strLine);/outp

36、ut+=strLine;/output+=_T("rn");/CString* pstrData=SplitString(strLine,',',n);/m_pKnowPointi.ptID=pstrData0;/m_pKnowPointi.X=_tstof(pstrData1);/m_pKnowPointi.Y=_tstof(pstrData2);/m_pKnowPointi.state=1;/m_pKnowPointi.flg=1;/delete pstrData;/pstrData=NULL;/讀取未知點數(shù)據(jù)/fp.ReadString(strLine

37、);/output+=strLine;/output+=_T("rn");/SetUnknowPointSize(_ttoi(strLine);/fp.ReadString(strLine);/output+=strLine;/output+=_T("rn");/CString* pstrData=SplitString(strLine,',',n);/for(int i=0;i<m_iUnknowPointCount;i+)/m_pUnknowPointi.ptID=pstrDatai;/m_pUnknowPointi.state

38、=2;/m_pUnknowPointi.flg=2;/delete pstrData;/pstrData=NULL;/讀取距離觀測數(shù)據(jù)/fp.ReadString(strLine);/output+=strLine;/output+=_T("rn");/SetDistObsSize(_ttoi(strLine);/for(int i=0;i<m_iDistObsCount;i+)/fp.ReadString(strLine);/output+=strLine;/output+=_T("rn");/CString* pstrData=SplitStr

39、ing(strLine,',',n);/m_pDistObsi.cpStart=SearchPointUsingID(pstrData0);/m_pDistObsi.cpEnd=SearchPointUsingID(pstrData1);/m_pDistObsi.dDist=_tstof(pstrData2);/delete pstrData;/pstrData=NULL;/讀取方向觀測值數(shù)據(jù)/fp.ReadString(strLine);/output+=strLine;/output+=_T("rn");/SetAngleObsSize(_ttoi(st

40、rLine);/for(int i=0;i<m_iAngleObsCount;i+)/fp.ReadString(strLine);/output+=strLine;/output+=_T("rn");/CString* pstrData=SplitString(strLine,',',n);/m_pAngleObsi.cpStation=SearchPointUsingID(pstrData0);/m_pAngleObsi.cpEnd=SearchPointUsingID(pstrData1);/m_pAngleObsi.ObsAngle=CAngl

41、e(_tstof(pstrData2),DMS);/delete pstrData;/pstrData=NULL;/fp.Close();/return true;/bool CControlNetAdjust:LoadObsData(const CString &strFileName,CString &output)/讀取數(shù)據(jù)CStdioFile fp;if(!fp.Open(strFileName,CFile:modeRead)return false;CString strLine;/讀取已知數(shù)據(jù)int n;for(int i=0;i<4;i+) fp.ReadS

42、tring(strLine);output+=strLine;output+=_T("rn");fp.ReadString(strLine);output+=strLine;output+=_T("rn");CString* pstrData1=SplitString(strLine,',',n);Anglesigma=_tstof(pstrData11);delete pstrData1;pstrData1=NULL;fp.ReadString(strLine);output+=strLine;output+=_T("rn&q

43、uot;);CString* pstrData2=SplitString(strLine,',',n);Distsigma=_tstof(pstrData22);delete pstrData2;pstrData2=NULL;fp.ReadString(strLine);output+=strLine;output+=_T("rn");/*CString* pstrData3=SplitString(strLine,',',n);m_iStationCount=_ttoi(pstrData31);delete pstrData3;pstrDa

44、ta3=NULL;*/fp.ReadString(strLine);output+=strLine;output+=_T("rn");/ENDfp.ReadString(strLine);output+=strLine;output+=_T("rn");CString* pstrData4=SplitString(strLine,',',n);SetKnowPointSize(_ttoi(pstrData41);delete pstrData4;pstrData4=NULL;for(int i=0;i<m_iKnowPointCou

45、nt;i+)fp.ReadString(strLine);output+=strLine;output+=_T("rn");CString* pstrData5=SplitString(strLine,',',n);m_pKnowPointi.ptID=pstrData50;m_pKnowPointi.X=_tstof(pstrData51);m_pKnowPointi.Y=_tstof(pstrData52);m_pKnowPointi.state=1;m_pKnowPointi.flg=1;delete pstrData5;pstrData5=NULL;

46、/讀取未知點數(shù)據(jù)fp.ReadString(strLine);output+=strLine;output+=_T("rn");CString* pstrData6=SplitString(strLine,',',n);SetUnknowPointSize(_ttoi(pstrData61);delete pstrData6;pstrData6=NULL;fp.ReadString(strLine);output+=strLine;output+=_T("rn");CString* pstrData7=SplitString(strLine,',',n);for(int i=0;i<m_iUnknowPointCount;i+)m