测绘程序设计课程设计

课程设计（四）
（测绘程序设计课程设计）
课程类别：课程设计
面向专业：测绘工程本科
时间：2周总学分：2.0
一、课程设计的目的和要求
本次课程设计是测绘程序设计专业课程结束之后进行的，通过本次课程设计，巩固学生课堂所学的理论知识，对所学知识进行一次综合性实践和应用，初步掌握设计的方法和过程，掌握运用所学知识处理和解决测量生产实际问题的方法和技巧。

具体讲，此次课程设计应达到的目的是：
1．总结和检验现代测绘程理论知识的学习情况。

通过设计，深化已有知识，拓宽新的知识，初步掌握“3S”技术的应用。

2．学生可通过程序设计，使学生初步掌握各种数值分析方法，初步了解与GPS、全站仪等电子设备通讯程序设计方法。

3、初步掌握用Matlab解决测绘数据处理的实际问题的方法和过程。

4、掌握CASS、GPS后处理软件、GIS等软件的拓展和二次开发的技巧和方法，提过分析和处理实际问题的能力。

为了达到上述目的，在进行课程设计时应满足如下要求：
1．设计的项目和内容应该齐全并符合本大纲之规定。

设计分六个阶段：熟悉设计任务书和收集资料、设计构思、软件总体设计、软件的详细设计、上机调试、编写设计说明书，各道工序都要认真完成。

2．程序设计应该本着简洁、实用，占用内存少，运行速度快，能够正确处理实际问题。

同时还要求界面美观，便于用户操作。

3．认真编写技术设计说明书，在遣词、布局、谋篇及至行款格
式等方面，都要加强自我训练。

在文字语言表达方面力求做到：精确(确切无误)、简约(语意精粹，容量较大)、清晰(体现鲜明的逻辑性、条理性、确定性)、平实(质朴无华、庄重严谨)。

图形语言(表、图等)要能说明问题，易于理解，简洁清晰，安排得当，并且不与文字相重复。

最后应该附上程序代码。

二、课程设计的内容和与时间安排
（一）课程设计的主要内容包括：
1．阅读领会课程设计任务书。

2．熟悉并收集相关资料，确定编写语言或软件开发平台。

3．对软件认真做好需求分析，进行可行性论证。

4．进行总体设计，提出总体设计方案，画出软件总体设计框图。

5．进行软件的详细设计，写出各具体模块的伪代码，然后选择自己熟悉的程序设计语言编写程序代码，并进行调试。

6．软件的测试，挑选有代表意义的调试实例数据，进行测试，最后完成程序设计。

（二）时间安排
设计时间：2019 年12月30日~ 2019 年1 月10日，为期2周。

地点：建工学院机房(教室待定)
具体安排：
三、课程设计任务
课程设计按照软件工程基本思路，进行需求分析、软件总体设计、详细设计、编写程序代码、上机调试，最后形成一套正确的软件，最后要求上机测试，设计语言可以任选一种你认为最为熟悉的语言。

课程设计任务一：后方交交-前方交会确定待定点坐标程序设计已知一个立体像对已知数据如表1，根据摄影测量与遥感中的知识，利用程序实现后方交会-前方交会确定待定点的空间位置。

数据交互包括界面交互和文件读取，数据输入的控制等。

课程设计任务二：七参数坐标转换模型平差
WGS~84坐标和北京54坐标之间的转换说明七参数坐标转换模型平差的过程。

七参数转换模型即布尔沙模型。

5484
(1)()()()B X A B Y Z Y X A B Z A X T X Y T m R R R Y Z T Z ωωω⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥
=++⋅⋅⎢⎥⎢⎥
⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦在该模型中共采用了7个参数，分别是3个平移参数、3个旋转参数（也被称为3个欧拉角）和1个尺度参数。

已知5个点在WGS-84和北京54坐标系下的坐标(见下表),根据布尔沙模型求WGS-84和北京54坐标系之间:的转换参数。

根据所给的已知数据，利用间接平差进行计算，求得其参数（提示，可以选用任意四点，另外一点作为检验数据，t=7）
数据交互包括界面交互和文件读取，数据输入的控制等。

任务三：单一导线近似平差计算程序设计
可以实现任意闭合或者附合导线的近似平差计算，包括角度闭合差，方位角计算，改正后的角度，坐标增量，坐标闭合差，坐标计算
结果，k 值等。

数据交互包括界面交互和文件读取，导线等级与限差的判断，数据输入的控制等。

如若利用excel 表格，必须利用VBA 实现。

利用不同等级不同的网形进行测试。

任务四、误差椭圆绘制程序设计（以下内容任选其一)
绘图包括必要的点注记、数值注记和轴线注记，数据的文件读取与绘图的保存
(1)设某典型三角形内插入两点 P 1 和 P 2。

用间接平差法平差后得 P 1、P 2 的坐标权逆阵为：
1
ˆ0.3816
0.06860.04800.11040.06860.70470.13810.21740.0480
0.13810.44370.16210.1104
0.21740.16210.5760X Q N -⎡⎤⎢⎥⎢⎥==⎢⎥
⎢
⎥
⎣⎦
单位权中误差0.8μ=±" 。

坐标改正数以厘米为单位，自己假设P 1 和 P 2坐标，通过程序分别绘制 P 1
、P 2
点的点位误差椭圆及两点间的相对误差椭圆
提示：对于测绘中比较方便绘图的编程语言，当选Matlab.因此本程序可以利用Matlab 实现。

或者：(2)如下导线网。

利用间接平差计算未知点2/3/4坐标，并绘制其误差
椭圆。

测角中误差10秒，边长丈量中误差i S mm .
任务五：地形图图幅编号程序设计
不同比例尺地形图的经纬差、行列数和图幅数，包括数据的输入与输出，界面交互与文件读写两种方式，图幅西南和东北角点坐标，数据输入的控制，批量判断等， 如下表
我国基本比例尺代码
比例尺 1:50万 1:25万 1:10万 1:5万 1:2.5万 1:1万 1:5000 代码 B
C
D
E
F
G
H
任务六：水准网间接平差程序设计
可以实现任意闭合或者附合水准路线及水准网的间接平差计算，包括数据以文件读写和界面交互两种方式的输入和输出、按照水准路线或测站数定权以及精度评定等。

利用不同等级不同的网形进行测试。

以上内容任选其一，如若题目不适合自己，可根据所学知识自选题目，但题目不允许与测绘程序设计课程中上机实验程序雷同，经过指导教师审核同意后完成，否则成绩为0。

每人程序必须经过指导教师运行测试验证。

程序雷同则设计成绩为不及格。

四、应提交的资料
设计结束后，每位同学应该提交以下资料：
1、课程设计总结1份，按统一格式排版打印，装订成册。

2、每人上交一份完整的程序代码，可以附在设计书的后面。

五、成绩考核
课程设计考核按软件总体设计、软件详细设计、软件运行情况、设计说明书、纪律表现等综合考核评定，其比例关系见下表，以优、良、中、及格和不及格记载。

课程设计考核成绩评定表
技术设计书及总结而得出综合结论。

六、程序设计要求
1.程序至少包含以下功能：
(1)数据文件读取；
(2)用户界面设计；
(3)功能设计与实现；
(4)实例数据测试；
(5)成果保存。

2.成果要求：
程序提交需找指导老师验证，自带电脑和程序；
设计报告内容包括：（1）程序功能简介：（2）算法设计与流程图
（3）主要函数和变量说明；（4）主要程序运行界面；（5）使用说明；（6）程序总结。

正文字数不少于5000字。

3.排版要求
页面大小：A4打印
页边距：上2.5cm；下2.cm；左2.cm；右2cm；
装订方向：上
字号：标题——四号黑体；二级标题——小四宋体加粗；
正文——小四宋体，1.2倍行间距；
代码——字号小五，单倍行距，
封面格式见附件。

4.其他可选题目：
1）最短路径计算
2）轨迹数据压缩算法
3）反距离加权插值
4）大地主题正反算
5）三角高程近似平差
6）纵横断面计算
7）利用构建规则格网(GRID)进行体积计算
8）利用构建不规则三角网(TIN)进行体积计算
华北科技学院
课程设计
(20 -20 学年第学期)
系部班级
姓名学号
课程设计名称
课程设计时间周数
指导教师：课程设计分组。