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综述
基于Python的测绘数据处理集成系统的研发
刘思雨 郭丙钊 许 慧 李铱卓 冯 可 河北农业大学
【
摘 要
】本文主要研究基于Python语言设计的测绘数据处理集成系统，该系统可以满足多种数据处理模块的功能需求；以河北农业大学渤海校区的具体
测量实验数据加以验证系统的可行性与准确性。
【
关键词
】Python程序语言；工程测量；数据处理集成系统
一、研究背景和意义
随着信息技术的发展，地理信息技术在工程施工中应用越
发显著。在高校工程类相关专业测绘教学中，测绘数据的处理
是一项非常重要的工作。而工程测量教学以及测绘数据的处理
都是使用较为传统的方式—人工记录数据、Excel数据处理，效
率不高，同时还易导致记录出错、计算误差较大等问题。我们
利用Python程序语言设计了一套测绘数据处理集成系统。该系
统能够实现快速、大量、多类型的数据处理功能，能够节约学
生日常学习、教师教学大量的时间，从而在解决实际工程测量
问题中起到事半功倍的效果。
二、Python在系统中的应用
Python是一种不受局限，可跨平台的开源编程语言，因其
数据处理速度快，功能强大并且简单易学的特点而受到广泛应
用。基于Python进行测绘数据处理是通过编写脚本代码、批量
处理数据实现的。在应用时可以直接在软件页面输入测量数
据，也可以通过导入Excel文件中的原始数据；在确认数据测量
无误后运行数据，得出运算结果。该系统为多数据处理平台，
同一测区同一套控制点不同类型数据可以相互对比、检校，以
提高其测量精度和检核效率。
三、功能模块设计
本文设计的测量实验围绕河北农业大学渤海校区实验楼以
及南面空地一圈进行往返测量，测量路线主要为校区的主要道
路，地形较为平坦，便于测量实验进行。最终以此实验结果来
验证系统的可行性。
此测绘数据处理集成系统能够满足多种不同类型的测绘数
据处理需求，包括多种数据处理模块，将这些功能模块进行基
于Python语言的算法设计，并将各算法集成于一个测绘数据处
理集成系统。
四、数据处理
现如今测绘数据处理方法以三角高程测量、闭合导线测量
为主。因此，本文只验证了三角高程测量数据处理功能模块、
闭合导线测量数据处理功能模块两个数据处理模块功能。
1.Excel处理情况
根据传统的数据处理流程，将数据运算过程体现到表格
中。首先考虑三角高程测量的Excel处理方法：①多边形内角和=
（n-2）×180°；②导线角度闭合差小于16√n（n为闭合导线的
边长个数）；③坐标方位角计算公式：α
前
=α
后
+β
左
+180°；④
坐标闭合差调整公式；⑤导线全长闭合差计算公式f=√f
x
2
+f
y
2
；⑥
导线全场相对闭合差K=f/ΣD<1/10000；⑦f
x
=Σ△x
测
、f
y
=Σ△y
测
；
⑧f
β
=Σβ
测
-Σβ
理
；⑨v
β
=-f
β
/n；⑩β
i
′
=β
i
+v
β
、△x
ij
=D
ij
cosα
ij
、
△y
ij
=D
ij
sinα
ij
、Σ△x
理
=0、Σ△y
理
=0；将以上条件输入到Excel相
应的表格中运算出结果。
其次考虑闭合导线水准测量的Excel数据处理方法：①
平距或斜距计算三角高差公式：h
AB
=D
AB
tanα
AB
+i
A
-ν
B
+f
AB
/
h
AB
=S
AB
sinα
AB
+i
A
-ν
B
+f
AB
；②对向观测高差交差等于； ③
往返观测高差平均值为； 同样将以上运算条件输入
到相应的表格中得出运算结果。
2.Python数据处理及应用
基于Python编制的程序可以批量进行测绘数据的输入与导
出，通过采用JetBrains PyCharm 软件辅助设计，界面设计好后
在编辑区直接选择Python可以将界面转换成代码。在软件界面
上可以直接输入测量的原始数据，最后直接导入到处理好的表
格中直接输出数据。具体程序代码如下：
图 1 三角高程测绘数据处理程序
图 2 闭合导线测绘数据处理程序
五、结论与推广
Python可以创建关于Excel的各种运算脚本，并且可以实现
表格数据任务的自动化。利用Python程序进行数据加工具有自
动化程度高、数据处理方法灵活、查找计算过程中的错误更加
方便等优点，从而提高数据处理的效率。此系统不仅可以运用
到教学之中，同时也有着一定的商业价值，可进行商业推广，
可以产生一定的经济效益。
参考文献：
[1]马春秋.数字化测绘技术在城镇地籍测量中的应用[J].宿州学院学报,2009
[2]伍素贞,莫志恒.基于Python的地理空间数据处理方法[J].热带地貌,2020
[3]王俊,徐向奎,顾楷.基于Python语言设计的全站仪数据处理系统[J].计量与
测试技术,2020,47(02):43-44+48.
基金项目：
“河北农业大学大学生创新创业训练计划资助项目(项目编号
2020021)”。
