沉降观测数据处理及分析评估系统

1、沉降观测数据处理及分析评估系统1 软件简介 沉降观测数据处理及分析评估系统为一套集合了沉降观测数据的平差处理、沉降观测数据数据管理、沉降评估等功能的综合性专业软件，适用于铁路、公路和其他土建工程的沉降观测数据的处理与管理。软件的主要目标为提高数据处理效率、保证结果的准确性以及大批量数据的管理。软件分为两个模块：电子水准仪数据处理及平差软件；数据录入与分析评估软件。在后述的使用说明中将分别介绍其使用方法。2 服务 客户购买软件时，同时获得软件升级与远程技术支持服务，在服务期限内客户可根据自己的需要免费升级到新的版本和向技术支持服务人员进行软件应用咨询，用户非正常使用引起的结果不在服务范围。3 运

2、行环境3.1 硬件设备 CPUP4 2.0G及以上 内存512M及以上 硬盘10G及以上3.2 支持软件 操作系统：Windows 2000/XP/Vista 开发平台：MS Visual Studio 支持软件：Office Excel 20034 平差处理软件使用说明4.1 软件的功能和性能电子水准仪数据处理及平差软件，是专为我国京沪高速铁路线下沉降观测评估而设计的电子水准仪数据处理与高程平差计算软件。 软件的主要功能有： 1、根据需要选择工作路径； 2、根据设置生成高差文件； 3、生成平差文件； 4、输出观测手簿； 5、闭合环自动搜索与闭合差计算； 6、网平差处理与成果输出； 7、其它一

3、些辅助功能。 软件的主要输出内容包括： 1、可输出高程控制网测段实测高差数据； 2、可输出网点高程平差值及其精度； 3、可输出网点高差改正数、平差值及其精度； 4、可输出高程控制网平差后的验后单位权中误差； 5、可输出高程控制网外业观测手簿等。4.2 使用说明4.2.1 选择工作路径“电子水准仪数据处理及平差软件”是按Windows管理文件夹与文件的模式进行的，所有的操作是在所选定的文件夹中进行的。这样做的优点是方便用户使用，便于存档和调阅及工作路径的选择。“电子水准仪数据处理及平差软件”的项目会涉及到许多文档，根据一定的命名规则，系统会调用相应的文档进行处理。使用“电子水准仪数据处理及平差软

4、件”的第一步就是选择要进行操作的工作路径，并在此路径下进行数据处理操作。用以下方法之一选择工作路径：（1）选择菜单 打开/选择工作路径；（2）在 选择作业 工具栏中，选择 作业路径/选择工作路径。选择此项，弹出如图4.1所示窗口。选择工作路径步骤：1) 在 浏览文件夹 窗口中，选择要进行操作的文件夹。2) 点击 确定。这样就把所选择的文件夹及所有子文件夹与文件全部以树形窗口显示在软件右侧的文件列表中，供用户进行管理与操作。图4.1 选择工作路径窗口4.2.2 “电水数据处理”菜单“电水数据处理”菜单包括：设置转换参数、生成高差文件、生成平差文件、输出观测手簿。“电水数据处理”菜单形式参见下图4

5、.2。 图4.2 电水数据处理菜单 1设置转换参数设置转换参数的功能包括：选择观测文件、选择/输入基准点高程、设置观测方式。用以下方法之一打开设置处理参数对话框：选择菜单 电水数据处理/设置转换参数；在 选择作业 工具栏中，选择 电水数据处理/设置处理参数。选择此项，弹出如图4.3所示窗口。图4.3 设置转换参数 （1）在“选择观测文件”窗口选择要进行处理的观测文件，包括Trimble Dini系列与Leica DNA系列电子水准仪的原始观测文件，软件会根据文件后缀名的自动选择仪器类型。 （2）在“输入基准点”高程窗口中输入线路中需要的基准点高程数据，文件名可以不用输入，软件可根据原始观测文件

6、名自动命名；用户也可以选择已存在的控制点文件，软件会自动保存在与原始观测文件相同的路径下，并重新命名，用户不用更改。 控制点输入文件的格式为：控制点点号1，控制点高程（H1）-以m为单位控制点点号2，控制点高程（H2）-以m为单位 （3）在“观测方式设置”窗口中选择原始观测文件中的数据类型设置，根据窗口提示进行设置即可。2生成高差文件 用以下方法之一生成平差文件：选择菜单 电水数据处理/生成高差文件。在 选择作业 工具栏中，点击 电水数据处理/生成高差文件。在所有设置完毕后，用户直接选择“生成高差文件”即可生成原始数据分析与提取过程文件，若有错误，软件会给出提示。3生成平差文件 用以下方法之一

7、生成平差文件：选择菜单 电水数据处理/生成平差文件。在 选择作业 工具栏中，点击 电水数据处理/生成平差文件。 生成平差文件的格式为： 控制点1，高程(m) 控制点2，高程(m) 测段起点A1，终点A2，高差(m)，距离(km) 测段起点B1，终点B2，高差(m)，距离(km) 测段起点C1，终点C2，高差(m)，距离(km) 4输出观测手簿 用以下方法之一生成平差文件：选择菜单 电水数据处理/输出观测手簿。在 选择作业 工具栏中，点击 电水数据处理/输出观测手簿。 在所有设置完毕后，用户直接选择“输出观测手簿”，软件会自动调用Microsoft Excel并生成外业观测手簿；若观测过程中有超

8、限的情况，手簿中会给出超限提示。4.2.3 “高程平差处理”菜单 “高程平差处理”菜单包括：选择平差文件、闭合差计算、网平差处理。“高程平差处理”菜单形式参见下图4.4。图4.4 高程数据平差菜单1选择平差文件 选择平差文件 为平差必要设置，即用户在平差之前必须选择要进行平差的文件。 用以下方法之一添加平差文件：选择菜单 高程平差处理/选择平差文件；在 选择作业 工具栏中，选择 高程平差处理/选择平差文件。选择此项，弹出如图4.5所示窗口。图4.5 选择平差文件窗口2闭合差计算 选择平差文件以后，就可以利用闭合差计算功能，对观测数据进行闭合差计算和检查。此功能的作用，是检查高程控制网中闭合环闭

9、合差的大小和探测所导入的观测值中是否含有粗差。 用以下方法之一可进行闭合差计算：选择菜单 高程平差处理/闭合差计算；在 选择作业 工具栏中，选择 高程平差处理/闭合差计算。选择此项，弹出闭合差计算的结果。3网平差处理 网平差处理 是对所选择的平差文件进行平差，并输出平差结果。平差结果包括：测段实测高差数据统计、高程平差值及其精度、高差平差值及其精度、高程控制网总体信息等。 用以下方法之一进行高程网平差处理：选择菜单 高程平差处理/网平差处理；在 选择作业 工具栏中，选择 高程平差处理/网平差处理。选择此项，弹出高程网平差处理的结果。 注：在“网平差处理”中的成果文件输出中，可以对观测文件的观测

10、点名进行修正，用户根据提示进行操作即可。4.2.4 “电子水准仪数据处理与平差软件”文件说明 “电子水准仪数据处理与平差软件”中的文件说明： demo.DAT (Trimble DINI数字水准仪观测文件) demo.GSI (Leica DNA数字水准仪观测文件) demo.hdf (高差文件) demo.in1 (高程平差文件) demo.xls (观测手簿文件) demo.BM1 (控制点高程文件) demo.in1 (高程平差文件) demo.gco (闭合差计算结果文件) demo.ou1 (高程网平差结果文件) demo.our (高程平差成果文件) demo.dyb (点号修正对

11、应表) 备注：本页中demo为原始观测文件名（各种文件类型名可能不同）。5 数据录入与分析评估软件使用说明 软件的数据管理针对沉降板、路基面观测桩、承台观测标、墩身观测标、涵洞观测标、隧道观测标。剖面沉降管、沉降磁环、路基边桩、梁体徐变观测标不在本软件的数据管理范畴。图形的主界面如下：测点布置属性窗口数据窗口图形窗口图5.1 数据录入与分析评估软件主界面 在本手册中，按照观测数据的录入步骤，简述软件的使用。5.1 填写观测点属性信息表 在Excel中，按要求填写工程类型、测点类型、填挖高度等测点属性，其中测点编号一列可不输入（可在软件中自动生成）。5.2 导入观测点属性信息表 在导入观测点属性

12、信息表之前，软件中不存在任何数据，要实现软件对各种测点数据的管理，首先就要输入观测点属性信息表。方法为：菜单“工具观测点布置”，弹出如图5.2的窗口。图5.2 观测点布置及其属性窗口 然后将在Excel中填写好的观测点属性信息表复制到软件窗口的表格中（复制按Ctrl+V）。点击窗口中的“生成测点编号”按钮，即可自动按要求生成测点编号。输入完成后点击“确定”即可。i注意 软件中的自动生成测点编号，是根据“测点类型”和“测点位置”来生成的，只有标准的观测标设置，才能进行自动编号。 因此，点击窗口中的“生成测点编号”按钮后，应检查测点编号一列中，每一行是否都已经填写上编号。因为，若属性填写错误，无法

13、自动编号。对于某些特殊的情况，也无法进行自动编号。 例如承台观测标的测点位置填写为“观测标1”、“观测标2”，为标准填写，可进行自动编号； 再例如，有的承台设置多个观测标，依次填写“观测标1”、“观测标2”、“观测标1”、“观测标3”、“观测标n”，那么观测标3到观测标n为特殊的埋设情况，不能进行自动编号。这时需要填写者进行编号（可在Excel中编号后复制到软件表格中，也可在软件表格中填写）。i注意 某工区所属测段内，一些观测标先布置和观测，另外一些观测标后行布置和观测。对于这种情况，就软件的使用来说，有两种方法： 先填写一部分观测标的测点属性表，然后补充后布设观测的测点属性。方法是菜单“工具

14、观测点布置”，打开“观测点布置”窗口，然后在表格中，紧接已填数据的后续行填入需要补充的测点的属性，例如原已填写到581行，补充的测点属性就应从582行开始填写； 根据设计文件的要求将测段内所有要布设的测点属性表填好，只不过有些测点要过段时间才开始设置和有观测数据。 测点属性信息表为要求提交的成果表格之一，因此，建议采用第种方法，一次性填好测段内的所有测点属性，仔细检查确认无误后输入软件中。i注意 软件保存数据的默认后缀名为“.SOD”，即取Settlement Observation Datas的首字母，一个SOD文件管理的数据宜在10公里左右。若管段较长，同一个文件中管理的观测标过多，则在数

15、据的统计、图形生成方面软件运行速度会降低，这种情况下建议分成可以分为几个部分，分别保存为SOD文件，例如，管段为DK0+000到DK30+000，则可以把DK0+000到DK15+000的测点保存为一个文件，把DK15+000到DK30+000的测点保存为另一个文件。5.3 测点的平面布置图 按照前述步骤完成后，会在“测点布置图”窗口中生成测点布置的示意图，其形式参考图5.3，图中竖直的点划线为线路中线，横向的虚线为观测断面线，虚线右侧标注该观测断面的里程及工程名称，在观测断面上以“”、“”、“×”等表示观测标，各种图形代表的观测标类型见“测点布置图”的上部图例。 为操作方便，可在菜

16、单“工具选项”中设置测点布置图的显示比例（进行设置的窗口见图5.5），图5.4为将“测点布置图线路方向显示比例”由1修改为0.5后的效果（请与图5.3对比）。软件也提供了以树形列表显示的观测断面和测点布置列表，点击“测点布置图”窗口下部的“测点布置图”或者“测点布置树形列表”选项卡即可进行切换。树形显示观测标观测标（沉降板）线路中线断面线图5.3 测点平面布置图图5.4 测点平面布置图(修改比例)图5.5 选项窗口（虚线框中为测点平面图显示设置） 测点平面布置图的操作方法为： 平移图形：按下鼠标中键的同时移动鼠标； 缩放图形：当“测点布置图”窗口具有焦点时，滚动鼠标中键，向上滚动为放大，向下滚

17、动为缩小； 选中观测标：鼠标左键单击观测标的图形，则该观测标被选中，在属性窗口、图形窗口、数据窗口中将会显示被选中观测标的信息（属性窗口、图形窗口、数据窗口的介绍在后续章节）； 删除观测标：在平面图上选中观测标之后，按Shift+Delete，可删除选中的观测标； 删除观测断面：在平面图上选中观测断面后，按Shift+Delete，可删除选中的观测断面。5.4 测点树形列表 测点属性列表以列表方式将观测断面和观测点罗列，如图5.6。当鼠标右键单击树形列表时，会出现弹出菜单，可展开或者收起所有节点。在列表选中观测标之后，按Shift+Delete，可删除选中的观测标；在列表中选中观测断面后，按S

18、hift+Delete，可删除选中的观测断面。图5.6 测点布置树形列表5.4 测点属性窗口 当选中某观测标后，在测点属性窗口中就会显示该测点的属性值，参见图5.7。在属性信息表中可对选中的观测点属性值进行修改。图5.7 测点属性窗口5.5 图形窗口 当选中某个测点后，图形窗口中将显示该测点的“荷载、沉降时间曲线”、“荷载、沉降速率时间曲线”（参见图5.8、图5.9）。这两个图形可通过“图形”窗口下部的选项卡进行切换。图形的可进行平移与缩放操作，操作方式同“测点布置图”。图5.8 荷载、沉降时间曲线图5.9 荷载、沉降速率时间曲线 图形的格式可在菜单“工具图表选项”中进行设置，“图表选项”窗口

19、如图5.10所示。各设置的含义如下： 一般选项（图5.10） a、图形背景颜色：设置图形的背景颜色，默认值为白色； b、数据区背景颜色：设置图形数据区的填充颜色，默认值为RGB(160,210,255)，在进行图形打印时可将该填充颜色设置为白色； c、坐标轴颜色：设置图形的横、竖坐标的颜色，默认值为RGB(0,81,162)； d、边框：有“方框”和“坐标轴”两个选项。当为“方框”时坐标轴无箭头，当为“坐标轴”时坐标轴为箭头形式； e、将选项应用于所有图表：当不选中该选框时，只有当前选中测点的图形根据a、b、c、d中的选项值进行设置。当选中该选框时，当前文件中所有测点的图形都将根据a、b、c、

20、d中的选项值进行修改。图5.10 图表选项（一般选项） 沉降数据（图5.11） a、线性：沉降数据线的线性，可选择实线、虚线、点划线，默认为实线； b、线宽：沉降数据线的显示宽度，单位为象素，默认值为2； c、颜色：沉降数据线的颜色，默认值为RGB(0,128,0)； d、点大小：沉降数据点的大小，默认值为0.2； e、点样式：沉降数据点的样式，可选择圆点、三角形、四边形、六边形等； f、点颜色：沉降数据点的颜色，默认值为RGB(0,128,0)； g、将选项应用于所有图表：同前述一般选项中“将选项应用于所有图表”选项。 h、刻度和比例：包括横向刻度（X轴）、竖向刻度（Y轴）、横向比例、竖向比

21、例。这部分内容软件会根据观测数据自动调整为一个适合图形显示的值，因此不必人工调整。 填筑数据和沉降速率选项 参考中“沉降数据”选项。图5.11 图表选项（沉降数据选项）5.6 读入平差成果 菜单“工具读入平差结果”，弹出读入平差结果窗口，选择到需要读入的平差成果文件（后缀为.our）。读入后，软件会根据平差成果文件中的信息，查找到相应的测点，把观测数据作为最新的一期观测成果填写到该测点的数据表中。i注意 若没有完成本手册中1节和2节的填写和导入观测点属性信息表，而直接读入平差成果，将是无效的。因为没完成1节和2节内容的情况下，就没有建立起测点的信息系统，软件无法确定将平差结果填入到哪一个观测标

22、的记录表格中去。5.7 数据窗口 数据窗口记录着各测点观测数据，格式与细则要求的成果表格一致，见图5.12。如前述，读入平差成果文件后，软件会自动填写观测数据，同时，表格也具有编辑功能，当表格中的测点数据变化时，“图形”窗口中的曲线图也会作相应的变化。 表格的操作方法如下： 菜单：在表格上单击鼠标右键，弹出图5.13所示的菜单，可对表格进行剪切、复制、粘贴、插入行、删除行等操作； 快捷键：剪切Ctrl+X、复制Ctrl+C、粘贴Ctrl+V、删除Shift+Delete。图5.12 数据窗口图5.13 表格弹出菜单5.8 输入用户信息 菜单“工具输入用户信息”，弹出图5.14所示窗口。可在窗口

23、中输入“测量单位”。输入该信息的目的为，在输出电子表格和打印电子表格时，自动在表格中的“测量单位”一栏填入信息。图5.14 输入用户信息窗口5.9 数据输出与打印1、输出电子表格 菜单“文件输出Excel电子表格”，弹出图5.15所示窗口，输出范围有3个选项： 仅当前测点：仅输出当前选中的测点的观测数据； 选择范围：选中该单选框后，可在下面的两个列表框中选择输出哪些观测断面的测点数据； 所有：输出当前文件中所有观测点的数据。 设置好输出范围后点击“输出”按钮，弹出图5.16所示窗口，选择文件保存的位置，点击“确定”。图5.15 输出Excel电子表格图5.16 设置Excel文件保存的文件夹2

24、、打印数据表格 菜单“文件打印预览”，弹出5.17所示窗口。窗口上部有“表格”和“图形”两个单选框，当选中“表格”时，预览的为表格；当选中“图形”是，预览的为图形。 点击窗口右上角处的“打印”按钮，弹出5.18所示“设置打印范围”窗口，窗口中枚举了系统中安装的打印机，选择将要打印的打印机，然后设置打印范围。设置好打印机和打印范围后点击“打印”按钮即实施打印。切换表格预览和图形预览图5.17 打印预览窗口图5.18 设置打印范围3、输出DXF文件 菜单“文件输出为DXF文件”，弹出图5.19所示窗口，设定好输出范围后，点击“输出”即可。图5.19 输出DXF文件 输出的DXF文件中使用了形字体，

25、请将本软件安装目录下的Fonts文件夹中的HZTXT-ZBO2.shx和romanc.shx两个形字体文件拷贝到CAD的Fonts文件夹中。或者在CAD中，菜单“格式文字样式”，弹出图5.20所示窗口，不勾选“使用大字体”复选框，然后在“字体名”下拉列表中选择拟用的字体即可，例如“仿宋_GB2312“，如图5.21所示，最后点击“应用”按钮。去掉“使用大字体”图5.20 AutoCad中的文字样式窗口设置好后点击“应用”选择字体名称图5.21 在AutoCad中选择字体5.10 其他功能5.10.1 自动备份 软件设置有自动备份功能，即在用户每一次保存文件后，软件自动将保存的文件备份一个到备份

26、文件夹。备份文件夹由用户指定，方法为：菜单“工具选项自动备份”。若用户指定的备份文件不存在，软件保存时会出现如图5.22的提示，这时，用户应另外制定备份文件夹。图5.22 自动备份文件夹不存在时的提示5.10.2 观测断面排序 当观测断面顺序错乱时，可以利用软件提供的工具进行观测断面按里程排序。菜单“工具观测断面排序”，弹出图5.23所示窗口。 若观测段落内存在长短链，首先应输入长短链信息。点击窗口上部“断链”选项卡（图5.24），在表格中输入相关内容。若不存在长短链则不需要输入该信息。5.23 断面排序窗口5.24 断链信息输入 点击窗口右下脚的“按里程排序”按钮完成排序。5.10.3 数据

27、按日期排序 若观测点的各期观测数据有错乱的情况，可进行观测数据按日期排序。点击菜单“工具数据按日期排序”，弹出图5.25所示窗口。图5.25 数据按日期排序窗口 窗口中有制定输出范围的三个选项，用以制定对那些测点的数据进行排序。设置好范围后，点击“排序”按钮。5.10.4 查看段落总沉降 查看段落总沉降值的方法为在菜单中点击“工具查看段落总沉降”，弹出如下窗口：图5.26 查看段落总沉降 若查看当前文件中所有断面，选择“所有断面”； 若查看当前文件中某个范围的断面，选择“指定范围”，并选定“起断面”和“讫断面”。 设置好后，点击“确定”按钮。 生成的段落总沉降的图形如下所示：图5.27 段落总沉降图 图形的上部为工程示意图形，中部为总沉降图表，下部为对应断面的总沉降的数值。 工程示意图仅起示意作用，其