基于平板电脑(安卓)的水准测量电子记录簿系统开发与实现
摘要：平板电脑如何取代以前测量广泛使用的PC-E500？是目前非常有实用价值的课题和热点。本文重点探讨了基于平板电脑（安卓）的水准测量电子记录簿开发的关键技术，展示了沉降监测中水准测量记录手簿的基本结构框架；通过示例展示了新型电子记簿的实用价值。
关键词：电子记录簿 水准测量 安卓 平板电脑
Abstract: The Tablet PC how to replace the previous measurement widely used in the PC-E500. it is the issues and hot spots that with very practical value. This paper focuses on the key technologies of the electronic logbook developed based on the Tablet PC (Andrews), the standard of measurement, showing the basic structural framework of the settlement monitoring leveling record hand book; example shows the practical value of the new electronic remember book. Key words: electronic log book; leveling; Andrews; Tablet PC
  0 引言
    传统的水准测量记录簿，是基于纸质表格和铅笔来实现的，在上世纪90年代，日本夏普公司
生产的微型计算机（PC-1500和后来升级的PC-E500等），由于其携带方便，内存比较大，并且用户可以编写BASIC程序等优点，被一度广泛使用。进入21世纪后，由于微型计算机发展速度缓慢，屏幕很小且是黑白的，在野外太阳下记录不方便等多种原因，现在基本上不使用了。目前，笔者通过调研发现，测量单位在进行等级水准测量时，基本上回到传统的作业模式：用铅笔在印刷表格上，手工记录测量数据和进行基本检校；室内再将观测数据输入到电脑中,进行观测数据的计算。这不仅增加作业人员的工作量，而且工作效率低下，易出错。当前，平板电脑非常流行，成了移动办公和娱乐的首选。与PC机不同的是，平板电脑一般都基于安卓（或者苹果公司的Mac OS X）操作系统。如何在安卓下开发水准测量（沉降监测）记录手簿？是本文探讨的重点。
1 沉降监测类水准测量的原理和计算方法
    水准测量作为沉降监测的主要方法之一，其基本原理是：利用水准视线来测量前后两点间的高差，并通过已知点高程来推算未知点的高程；同时控制前后视距差的大小，来约束测量误差。
    目前沉降监测主要用的水准仪为DS05、DS1型和DS3型，一般为光学水准仪配合精密铟
瓦水准尺，现在也使用了自动化程度高的电子水准仪，如徕卡和托普康等。沉降监测的水准测量方案一般采用“闭合水准”线路。水准测量的观测、记录和技术要求如下：
    （1）瞄准后视黑面尺，精平，读下丝、上丝和中丝读数，分别记入记录表的相关位置；
    （2）瞄准前视黑面尺，精平，读下丝、上丝和中丝读数，分别记入记录表中相关位置；
    （3）瞄准前视红面尺，读中丝读数，记入表对应位置；
    （4）瞄准后视红面尺，读中丝读数，记入表对应位置。
    表1 测量限差的技术要求如下：
       
   
    表2 平差前线路限差的主要技术要求
       
    设起始点（已知点）的高程为Ha，测站i的后视标尺黑面中丝读数为ai，后视距离读数为sa；前视标尺黑面中丝读数为bi，前视的距离读数为sb；前视的红面中丝读数为ci，后视的中丝读数为di。这样一共观测了n站，则每一站的高差为：hi=[（ai-bi）+（di-ci）]×0.5 ，n站的总高差为：Σh=h1+h2+…+hn。在理论上Σh=0，由于测量误差，高差闭合差为Σh值。沉降监测的水准测量等级一般为三等，其允许误差为f允=±12mm，式中L为水准线路的总路线长度，以米为单位。如果误差超限，需要重新补测，如果合乎要求，就可以计算各站的改正数，公司如下：vi=-Σh/n。
    上面是测站水准的基本原理、流程和技术规范，可见水准测量中记簿的工作量很大，且测站记簿时的各项计算重复啰嗦。因此，笔者开发系统从水准记录开始，完成前后视距差计算，并附带超限提示；接着完成平差计算和校核等。
2 开发环境简介
    Android（中文名安卓）是一种以Linux为基础的开放源代码操作系统，主要使用于便携设备。2011年第一季度，Android在全球的市场份额首次超过塞班系统，跃居全球第一。 2012年2月数据，Android占据全球智能手机操作系统市场59%的份额，中国市场占有率为68.4%。
    Android的系统架构和其它操作系统一样，采用了分层的架构。android分为四个层，从高层到低层分别是应用程序层、应用程序框架层、系统运行库层和Linux核心层。在Android中，开发者可以使用Java作为编程语言来开发应用程序，也可以通过NDK使用C/C++作为编程语言来开发应用程序。
    早期的Android应用程序开发，通常通过Android SDK（Android软件开发包）下使用Java作为编程语言来开发应用程序，但通过不同的软件开发包，则使用的编程语言也不同。例如开发者可以通过Android NDK（Android Native开发包）使用C语言或者C++语言来作为编程语言开发应用程序。同时谷歌还推出了适合初学者编程使用的Simple语言，该语言类似微软公司的Visual Basic语言。此外，谷歌公司还推出了Google App Inventor开发工具，该开发工具可以快速地构建应用程序，方便新手开发者。
3 功能设计与实现
3.1 电子记簿功能
tablet pc平板
1）数据记录；
2）黑面、红面读数差检查并预警；
3）水准线路闭合差计算；
4）记录编辑（增添、修改与删除）。
5）记录回访与查询。
3.2 数据通讯功能
1）与电子水准仪通讯，实现同步记录和检核；
2）与PC机通讯，将合格的观测数据导入台式计算机，便于沉降因子的计算、分析、绘图、报表等。
3.3 系统功能结构图
4 安卓系统数据库设计
    为了保障外业水准测量记录的录入、查询、使用方便，并且具有安全性和稳定性特点，本
系统采用数据库来保存测量记录。
    每个应用程序都要使用数据，Android应用程序也不例外，Android使用开源的、与操作系统无关的SQL数据库--SQLite，它是一个支持SQL轻量级的嵌入式数据库。
4.1 数据库的结构设计
1）项目的表结构
2）观测数据的表结构
   
    系统运行后，记录员只要将观测员通报的测量数据，记录到对应的电子表格里，即可自动存于数据库。
5 结束语
    从投入使用情况来看，基于安卓的平板电脑电子记录手簿，效果良好，既解放了测量外业
人员的劳动力，又提供了作业功效，同时，减少了人为错误，节约了记录纸张，方便了计算机电子档案的管理等，具有很强的推广价值。
   
参考文献：
[1] 中华人民共和国建设部，建筑变形测量规范（JGJ8-2007）[S]，北京：中国建筑工业出版社，2007
[2] 王克峰，基于Landtech掌上电脑三、四等水准测量电子手簿的开发[J]，测绘与空间地理信息，2010年6月第3期
[3] www.baidu
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