Беляев В

Беляев В.А. , Ph. D.

Система Автоматизации Геодезических работ

АРМИГ

Съемка методом перпендикуляров и аналитический кадастр

Программа предназначена для обработки архивных кадастровых съемок методом перпенликуляров – по-русски абрисная съемка, по-английски Run and Offset Survey. В условиях Израиля - это вычисление координат точек из архивных журналов в старой системе координат (Cassini), перевычисление координат точек в новую систему координат (Mercator Transverse Israel - MTI) по методу Гельмерта, и, то, что было предложено мной и разработано, - уравнивание абрисных линий как линейно-угловой сети по методу наименьших квадратов.

Вообще, не уравнивать сеть абрисных линий, как это сейчас принято в Израиле, это все равно, что ограничиться вычислением предварительных координат при уравнивании линейно-угловых сетей.

Результатом работы программы является список координат точек, в системе координат MTI, по которым восстанавливается первоначальный кадастр – карта участков –парселей, готовых к дальнейшим операциям над ними – объединению, делению и переводу участков в другие кадастровые блоки. (См. Автоматизированная система регистрации земельных трансакций на этом сайте).

Порядок операций

· Занесение данных полевого журнала в редактор.

· Вычисление координат точек Run and Offset.

· Вычисление координат дополнительных точек – линейных засечек, полярок и т.д. Другими словами, определение координат точек фасадов всех участков.

· Установление твердых (контрольных) точек для задачи уравнивания сети абрисных линий как линейно-угловой сети.

· Представление линий фасадов всех участков как абрисных линий.

· Уравнивание сети абрисных линий как линейно-угловой сети.

· Определение списка точек, имеющих координаты в новой и старой системе координат. Эти точки не обязательно должны быть среди точек Run and Offset. Важно, чтобы они находились «внутри» объекта парселяции. Точки в старой системе координат, которые имеют также координаты в новой системе необходимо добавить к списку координат точек Run and Offset, полученных в результате уравнивания.

· Преобразовать полученный список координат точек в новую систему координат.

· Точки с преобразованные координатами являются исходными данными для дальнейшей парселяции.

Главное окно программы.

В этом окне производится редактирование данных, восстановление проекта, запомненного в предыдущей сессии, а также различные операции над данными – преобразование координат, уравнивание сети абрисных линий и др. Окно состоит из главного и плавающего меню, панели инструментов и двух таблиц. В верхней таблице хранятся описания линий, в нижней – точки, полученные методом перпендикуляров (Run and Offset) с данной линии. Run – это расстояние от начальной точки базисной линии, Offset сдвиг точки относительно базисной линии. Отрицательное значение сдвига означает, что точка находится слева от базисной линии, положительное – справа. При переходе с одной линии на другую в верхней таблице соответственно меняется содержимое нижней таблицы. Содержимое нижней таблицы – это точки Run and Offset с текущего базиса.

Колонки верхней таблицы.

· From. Имя первой точки базисной линии.

· Y. Ордината первой точки.

· X. Абсцисса первой точки.

· To. Имя второй точки базисной линии.

· Y. Ордината второй точки.

· X. Абсцисса второй точки.

· Factor. Отношение вычисленной длины базисной линии к ее величине, записанной в полевом журнале. Понятно, что эта величина должна быть близкой к единице. Эта ячейка не редактируемая, она заполняется автоматически при нажатии на кнопку Calculate на панеле инструментов.

· Calculated. Вычисленная длина базисной линии. Эта ячейка не редактируемая, она также заполняется автоматически при нажатии на кнопку Calculate на панеле инструментов.

· Difference. Разность между вычисленной и измеренной длиной базисной линии. Эта ячейка не редактируемая, она заполняется автоматически при нажатии на кнопку Calculate на панеле инструментов.

· Tolerance. Yes – если разность находится в допуске или No – если нет. Эта ячейка не редактируемая, она заполняется автоматически при нажатии на кнопку Calculate на панеле инструментов.

· Comments. Здесь можно писать все, что угодно, но не больше 30 символов.

· Adjustment. Если в ячейке этой колонки символ А, то линия будет участвовать в уравнивании сети абрисных линий, если эта ячейка пустая, - то нет. Эта ячейка не редактируемая. Для изменения ее содержимого нажмите на клавишу Ctrl на клавиатуре и кликните мышкой внутри ячейки. Ячейка либо очистится, либо в ней появится символ А. Если нажать на Ctrl на клавиатуре и символ А, то на всех строках в этой ячейке появится символ А. Если нажать на Ctrl на клавиатуре и символ U, то содержимое всех ячеек в этой колонке очистится.

Колонки нижней таблицы.

Здесь находятся данные, относящиеся к текущей строке верхней таблицы. Все колонки в этой таблице редактируемые. Для каждой базисной линии должна быть по крайней мере одна строка измерений. Обязательной строкой должна быть строка измерений с первой точки базисной линии на вторую. При этом в ячейке Run должна находится измеренная длина базисной линии, а величина Offset должна быть равна нулю. После ввода данных для очередной линии в верхней таблице нажмите на клавишу Tab на клавиатуре, и в результате в первой строке в нижней таблице появятся в соответствующих ячейках имя второй точки базисной линии, вычисленное расстояние и Offset, равный нулю. Далее, вы можете исправить вычисленное расстояние на измеренное, нажать на клавишу Calculate на панеле инструментов и посмотреть, находится ли измеренное расстояние в допуске.

Point. Имя точки.
Run. Измеренное расстояние от начальной точки базисной линии.
Offset. Измеренная длина перпендикуляра – расстояние от точки до базисной линии.
Y. Ордината точки.
X. Абсцисса точки.
Front to. Имя некоторой точки, принадлежащей данной абрисной линии. Эта точка и текущая точка образуют фасад участка.
Distance. Длина фасада. Фасад участка можно также описать отдельной абрисной линией, для которой величина Run является зарегистрированной длиной фасада, а величина Offset равна нулю.

Ввод и редактирование данных

При вводе имен точек следует избегать ввода символов из набора

~ ! , ^ & _ - + = * ( ) }{ ][ / \ ? < > ; : ` ‘ “

Числоые величины как целые, числа с десятичной точкой, в научном формате, например, 1E2, 1.00E2, 100, 100.0.

Несоблюдения этих правил приводит к воостановлению предыдущего содержимого ячвйки.

§ Alt+Del Удалить текущую строку в нижней таблице.

§ F5 Вставить строку ниже курсора (ниже текущей).

§ F3 Cледующий поиск имени.

§ Alt+C Текущая строка копируется и вставляется ниже текущей.

§ Tab Переключение фокуса между таблицами.

§ Enter Начать редактирование ячейки либо подтвердить ее содержимое, при этом редактор редактирует ее содержимое. Если ячейка относится к колонкам, обозначающих имя точки, и координаты этой точки имеются в базе данных (или в таблице базисных точек либо были ранее вычислены в предыдущих линиях) то эти координаты появятся в соответствующих ячейках.

§ Ctrl + А Присоединить все линии к процедуре уравнивания.

§ Ctrl + U Отсоединить все линии от процедуры уравнивания.

§ Ctrl + левый клик мыши по имени точки в верхней или нижней таблице : ввод точки в базу данных АРМИГ

§ Ctrl + левый клик мыши в ячейке Adjust – присоединить или отсоединить текущую линию от процедуры уравнивания.

§ Esc во время редактирования восстановить предыдущее содержимое ячейки.

§ Alt + левый клик мыши в ячейке имени точки в нижней таблице: вычисление Run и Offset точки по координатам, имеющимся в ячейках координат для данной точки. Если точка имеется в базе данных, то введите имя этой точки и нажмите на клавишу Enter. В результате, считаются координаты в соответствующие ячейки. Затем сделайте Alt + левый клик мыши в ячейке имени точки – в результате, получите Run и Offset этой точки.

§ Alt + Backspace (это команда undo) отменить изменения в ячейках (только на текущей станции).

§ Стрелка вниз, стрелка вверх, стрелка влево, стрелка вправо: навигационные команды.

§ Стрелка вниз, стрелка вверх в таблице станций приводит к перелистыванию наблюдений на станциях.

Главное меню

· File

· Open Run and Offset File. Открыть файл исходных данных, который был запомнен в предыдущей сессии.

· Clear. Очистить редактор.

· Save. Сохранить под текущим именем.

· Save As. Сохранить под именем, которое устанавливается в диалоговом окне.

· Output List. Распечать список вычисленных координат точек.

· Exit. Выход из программы.

· Tools

· Parceling. Запуск программы парселяции.

· View. Изображение карты абрисных линий.

· Options. Переход в окно режимов работы программы.

· Check. Проверить и выдать диагностику ошибок.

· Diagnostics. Окно диагностических сообщений.

· Find. Найти имя точки или имя конца абрисной линии.

· Help

· Contents. Содержимое справочной системы.

· About. О программе и ее авторе.

Плавающее меню

· Send to DB. Отправить список координат точек в базу данных.

· Turn Over. Сделать конечную точку абрисной линии начальной, а начальную конечной, и соответственно перевычислить абциссы и ординаты (run and offset) точек в нижней таблице.

· Swap Base Line Ends. Поменять местами только имена конечных точек, а координаты оставить на месте. Также оставить без изменения нижнюю таблицу.

· Polygons. Запустить уравнивание сети абрисных линий как линейно-угловуой сети.

· Intersect. Найти координаты точки пересечения текущей абрисной линии с другой линией, которая выбиратеся из комбо. Имя новой точки - #<порядковый номер операции Intersect > например, для первой операции это будет #1, для второй - #2 и т.д. Эти точки появляются в конце нижней таблицы.

· Clear DB. Очистить базу данных. После предупреждения база данных очищается.

· Armig DB Editor. Запустить програму «Редактор Базы данных».

· Add pnt-file. Добавить файл pnt. Открывается диалоговое окно, из которого можно выбрать файл в формате pnt. Точки этого файла присоединяются к нижней таблице, и для них вычисляются абсциссы и ординаты (run and offset).

· Field Data Editor. Запуск Редактора Полевых Данных для вычисления координат некоторых дополнительных точек.

· Get From DB. Координаты концов всех абрисных линий и всех перпендикуляров извлекаются из базы данных и замещают существующие.

Панель инструментов

· New line. Добавить новую абрисную линию.

· Delete Line. После соответствующего предупреждения текущая абрисная линия и все измерения на ней удаляется.

· Calculate. Перевычислить координаты всех абрисных точек. При этом, если некоторая линия опирается на абрисные точки других линий, то координаты ее концов соответственно исправляются. Однако, такое перевычисление лучше производить с помощью уравнивания сети абрисных линий как линейно-угловой сети.

· Base Points. Базисные точки. Открывается окно с таблицей, в которую можно занести координаты точек концов абрисных линий вручную или из файла типа pnt. При вводе имени точки в верхней таблице производится поиск точки среди базисных точек. Если точка найдена, то ее координаты копируются из таблицы базисных точек, если нет, - то производится поиск в базе данных, если и здесь нет такой точки, то координыты ее берутся из точек абрисных линий, находящихся выше текущей. Если точка не найдена, то ее координаты придется заносить вручную.

· Output. Вывод в текстовый файл списка координат точек. Имя файла устанавливается в диалоговом окне.

· Report. В текстовый файл выводится протокол вычисления координат абрисных точек. Этот файл используется в дальнейшем как исходные данные для парселяции (см. Автоматизированная система регистрации земельных трансакций на этом сайте).

· Source. В текстовый редактор выводится файл исходных данных, полученный после последней команды Сохранить (Save).

· Transform. Преобразование координат абрисных точек в другую систему (см.ниже).

· Linear Intersection. Некоторые точки могут быть определены с помощью линейных засечек с абрисных точек (см. ниже).

· Control Points. Открывается окно для контрольных точек. Контрольные точки могут иметь два назначения. Первое – это точки в новой системе координат при преобразовании координат, второе – это твердые точки при уравнивании сети абрисных линий как линейно-угловой сети.

· Adjust. Запуск на уравнивание сети абрисных линий как линейно-угловой сети.

· To Links. Переключатель линки-метры. Линк – это 0.2 м. В Израиле, когда создавался кадастр во времена Мандата линии измерялись цепями. Одно звено цепи (линк) равно 0.2 м.

Опции (режимы)

В этом окне имеется две страницы Project (Проект) и Custom (Установки).

Страница Проект.

Здесь можно ввести следующие поля.

County. Графство.
Town. Город.
Registration Number. Регистрационный номер проекта.
Ordered by. Заказчик.
Telephone. Телефон.
License. Лицензия владельца компании-исполнителя проекта.
Surveyor. Геодезист, ответственный за исполнение проекта.
Work type. Тип работы.
Company.Название компании-исполнителя проекта.
Date. Дата завершения проекта.
Project. Название проекта.
Block. Номер кадастрового блока, на котором производятся работы.
Parcel. Номер участка на этом блоке.
Brigadier. Бригадир полевой бригады.

При сохранении (при нажатии на кнопку Save) эти поля запоминаются в файле .INI в текущей директории, и в следующей сессии эти поля будут заполненны из файла .INI. Кроме того, эти поля могут быть запомнены в архиве и будут появляться в шапках выходных документов. Если введено название проекта, то данные этой страницы будут зарегистрированы в архиве, если архив существует в системе.

Страница Установки.

Checking Target Repetition. При включенном индексе будет производится проверка повторения имен точек, определенных методом перпендикуляров. При повторении имени точки на одной или нескольких абрисных (базисных) линиях будет выдаваться ошибка. Разумеется, имена концов абрисных линий могут повторяться.
Field Book. Архивный номер абрисного журнала.
Shift Transformation. Преобразование методом сдвига. Этот алгоритм родился в дремучих дебрях Геодезического Центра Израиля. Повидимому, там считают, что земля плоская и покоится на спинах трех китов. Сущность алгоритма состоит в вычислении средних сдвигов по осям новой системы координат относительно старой. Затем, для получения координат точек в новой системе к координатам в старой системе прибавляются средние сдвиги.
Helmert Transformation. Преобразование координат по методу Гельмерта (см. статью Преобразование Координат по Гельмерту и из Зоны в Зону на настоящем сайте).
Initial Foot Number. Начальный номер точки, обозначающий основание перпендикуляра. При уравнивании сети абрисных линий как линейно угловой сети основниям перпендикуляров приписываются имена с префиксом $ плюс порядковый номер такой точки. Начальный номер такой точки можно задать в этой опции. По умолчанию он равен нулю.
Lower Tolerance in cm. Нижний допуск на расхождение между вычисленным значением длины абрисной линии и ее длины, записаной в журнале.
Upper Tolerance in cm. Верхний допуск на расхождение между вычисленным значением длины абрисной линии и ее длины, записаной в журнале.
Run Helmert Procedure Silently. При включенном индексе диалоговые окна процедуры Гельмерта появляться не будут.

Исходные данные

Исходные для следуюшей сессии для данного проекта формируются в результате команд File/Save или File/Save As главного меню. В первой сессии исходные данные вводятся вручную с полевого журнала.

Первой строкой должна быть строка, содержащая в первом слове единицы длины метры -(M) или линки (L), вторым (необязательным) словом может быть любая информация, например, архивное имя полевого журнала.

Далее, следует описание базисной линии и измерений Run и Offset на этой линии. Данные одной линии отделяются от другой пустой строкой. Слова в строках отделяются по крайней мере одним пробелом.

Строка описания базисной линии должна содержать имя начальной точки, имя конечной точки, координаты X и Y начальной точки , координаты X и Y конечной точки и необязательную строку комментариев.

Строка описания точки должна содержать имя точки, величны Run и Offset этой точки и необязательную пару величин: длину фасада и вторую точку фасада, первой точкой считается текущая точка.

Окно диагностики

При нажатии на кнопку Calculate на панеле инструментов вычисляются координаты точек Run и Offset а также проверяются разности между вычисленными и измеренными длинами базисных линий. Если разность превышает допустимую, то в окно диагностики выводится сообщение: Линия номер <порядковый номер линии> : <величина разности> между вычисленной и измеренной длиной превышает допуск. При двойном клике на строку сообщения курсор в верхней таблице редактора устанавливается на соответствующей строке.

Базисные точки

В этой таблице можно задать конечные точки базисных (абрисных) линий. При вводе имени точки в верхней таблице координаты ее будут копироваться из этой таблиы, разумеется, если точка будет найдена.

Панель инструментов.

Open File.Открывается диалоговое окно, из которого можно выбрать нужный файл в формате pnt. Содержимое файла распределяется в ячейках таблицы.
Save to File. Содержимое таблицы можно сохранить в текстовом файле в формате pnt. Имя файла устанавливается в диалоговом окне.
Add Line.Открывается пустая строка, готовая для ввода имени и координат точки. Новая строка открывается также при нажатии клавиши F5 на клавиатуре.
Delete Line. Текущая строка удаляется. Текущая строка может быть также удалена при нажатии клавиш ALT+DEL на клавиатуре.
Find. Открывется диалоговое окно, в котором вводится имя точки. При нажатии клавиши Find Next курсор устанавливается на строке, содержащей имя точки, если точка с таким именем имеется в таблице, или выдается сообщение Not Found, если такой точки нет.
Save to DB. Содержимое таблицы копируется в базу данных.

Разумеется, здесь действуют правила ввода данных для редактора, описанные выше.

Контрольные точки

Окно контрольных точек точно такое же, как и окно базисных точек, но имеет другое назначние. Вернее, у него два назначения. Первое - как таблица точек с координатами в новой системе координат при преобразовании координат, и второе – как таблица твердых пунктов при уравнивании сети абрисных линий как линейно-угловой сети.

Линейные засечки

Некоторые точки могут быть определены с помощью линейных засечек с точек, координаты которых к моменту открытия этого окна уже вычислены в редакторе. При вводе имени точки, с которой имеется расстояние до определяемой точки (в нашем случае ее имя Х) , должны появиться ее координаты в соответствующих ячейках. В первой строке имя точки вводим вручную, а в последующих точках это имя будет появляться автоматически. Далее вводим измеренное расстояние. При нажатии на клавишу F5 на клавиатуре появляется новая пустая строка, в которую вводим данные для второй точки и т.д. При нажатии на кнопку OK запускается программа уравнивания линейно-угловых сетей с готовыми данными для уравнивания полученной таким образом сети. Если уравнивание закончилось благополучно, необходимо установить режим с базой данных и запустить снова уравнивание. В результате определяемая точка будкт занесена в базу данных, откуда она сможет быть извлечена в редактор после возвращения из программы уравнивания линейно-угловых сетей.

Для того, чтобы присоединить точку к некотрой базисной линии, войдите в соответствующую строку в верхней таблице, а в нижней введите имя новой точки и нажмите клавишу Enter на клавиатуре. В результате, появятся координаты этой точки. Звтем нажмите клавишу Alt и кликните мышкой по имени точки. Должны появиться Run и Offset этой точки в соответствующих ячейках.

Преобразование координат

Здесь производится преобразование координат из старой системы координат в новую по способу, задаваемому в опциях (см. выше). Если в редакторе имеются координаты Run and Offset, то при открытии окна Transformation Table, имена точек и координаты заполняют три первых столбца таблицы. Можно открыть некоторый файл в формате pnt и получить тот же результат, т.е. можно произвести двумерное преобразование координат любого файла pnt.

Главное меню.

Open. Открыть файл в формате pnt.
Add File. К существующей таблице добавляются данные некоторого файла pnt, который открывается в диалоговом окне.

Clear New. После запроса и положительного ответа очищаются колонки, содержащие новые координаты.
Clear. После запроса и положительного ответа очищается вся таблица.
Save. Сохраняются в файле pnt имена точек и координаты в старой системе координат.
Save as. То же, но имя файла устанавливается в диалоговом окне.
Exit. Выход из окна.

Панель инструментов.

Control Points. Открывается окно контрольных точек, в котором можно ввести файл pnt точек в новой системе координат (см. выше). В этом окне после нажатия на кнопку OK в таблице Transformation Table, в колонках xNew и yNew появляются координаты точек в строках с соответствующими именами точек.
Add Line. Добавить пустую строку ниже текущей.
Delete Line. Удалить текущую строку.
Residuals. Остаточные невязки после завершения процедуры преобразования координат.
Output. Открывается диалоговое окно, в котором устанавливается имя файла pnt. Преобразованные координаты будут запомнены в этом файле. Содержиое этого файла представляет собой исходные данные для дальнейшей парселяции.
Run. Запуск процедуры преобразования координат.
Find. Поиск точки с заданным именем (см.выше).
Exit. Выход из окна.
Archive. Если в системе существует архив, то содержимое таблицы будет запомнено в в архиве. При этом кооординаты точек будут запомнены в архиве и в старой и в новой системе координат. В дальнейшем точки из архива могут быть использованы для преобразования координат и других целей в последующих проектах.

Чертеж сети абрисных линий

Чертеж абрисных линий имеет двойное назначение – первое, как графический контроль ввода данных в редакторе, и, второе, - как средство ввода новых абрисных линий на основании уже имеющихся. Важно, чтобы перед уравниванием сети абрисных линий на чертеже не оставалось «висячих перпендикуляров». Висячий перпендикуляр – это не ошибка, он прсто приводит к неоправданному уменьшению средне-квадратических ошибок измеренных направлений и расстояний в результате уравнивания, и, как следствие, к неоправданному уменьшению средне-квадратических ошибок элементов сети.

Панель инструментов.

· Зуммирование. Кликните в некоторой точке чертежа и протяните мышью при нажатой ее левой клавише образовавшийся прямоугольник, а затем отпустите клавишу. Содержимое прямоугольника будет перерисовано на весь экран.

· Предыдущее состояние чертежа.

· Весь чертеж. Появляется исходное положение чертежа, а все фасады, ранее окрашенные в красный цвет, перекрашиваются в черный.

· Панирование. Нажмите кнопку, при этом курсор мыши изобразится в виде ладони. При нажатой левой клавише мыши протяните курсор. Чертеж будет перемещаться вместе с курсором.

· Информация. Появляются или исчзают имена точек.

· Поиск точки. Если нажать на эту кнопку, то появится диалоговое окно. Введите имя нужной вам точки и нажмите на кнопку Find Next. Искомая точка вместе с чертежом переместится к центру экрана, а масштаб увеличится на 10%. Далее, кликните по чертежу в любой точке и нажмите на клавишу F3. Масштаб чертежа вновь увеличится на 10% и т.д.

· Автокад. Изображение картинки в Автокаде.

· Опции. Установление опций работы чертежа (см.ниже).

· Help.

Опции.

Scale in AutoCAD.Устанавливается знаменатель масштаба для высоты подписей. При знаменателе масштабе 250 высота подписи будет равна 1 м, при При знаменателе масштабе 1250 высота подписи будет равна 5 м и т.д. Знаменатель масштаба выбирается из комбо, однако, можно ввести любое число вручную.
Установка полного имени файла acad.exe. Нажмите на кнопку Browse, и в появившемся диалоговом окне найдите файл acad.exe на вашей машине. Полное имя этого файла должно появиться текстовом окошке. Нажмите Save, и имено этот автокад будет работать во всех модулях АРМИГа.
Double click options. Опции двойного клика. Здесь устанавливается эффект двойного клика мышью по чертежу. Для установки нужной опции кликните по одной из радио-кнопок.

· New line. Кликните на некоторую точку. Затем кликните на вторую точку. Эти две точки соединяться отрезком малинового цвета, и появится зaпрос: Do you really want to make a new line? ( Вы действительно хотите создать новую линию?). При положительном ответе линия перекрашивается в красный цвет, а в редакторе появляется новая абрисная линия. В нижней таблице в ячейке Run появляется вычисленное по координатам конечных точек растояние, которое можно исправить на измеренное.

· Distance. Те же действия мышкой, но линия не создается, а на линейке состояния появляется расстояния между точками.

· Add control point. При клике на эту радио-кнопку появляется окно контрольных точек (см.выше). Если таблица не пустая, или ее содержимое вас не устраивает, то вы можете его очистить. Далее, при двойном клике на некоторую точку эта точка добавляется как новая строка в таблице. Эти контрольные точки используются в качестве твердых пунктов при уравнивании сети.

· Parallel line. При двойном клике на некоторую линию, для которой вы хотите сделать параллельную, в командной строке появляются ее первая и вторая точки. Введите в командной строке сдвиг новой линии относительно исходной и нажмите на клавишу Enter на клавиатуре. Если величина сдвига введена со знаком минус то линия будет слева от исходной, в противном случае – справа. В редакторе появится новая абрисная линия, а на исходной линии появятся две строки Run and Offset, определяющие концы новой линии. Имена концов новой линии определяются следующим образом. Программно определяется максимальный номер точек в текущем проекте. К этому номеру прибавляется единица и двойка, и в результате получаются имена концов новой линии.

· Find. Найти линию в редакторе. При двойном клике на некоторую линию курсор в верхней таблице устанавливается на этой линии.