《測繪程序設計》實驗指導書

1、可編輯測繪遙感程序設計實驗指導書（Visual C+.net）（供測繪工程專業(yè)用）（2015年修訂）戴吾蛟 編二零一五年三月中南大學測繪與遙感科學系精品文檔前言測繪遙感程序設計上機實驗是學習本門課程的重要環(huán)節(jié)之一，實驗的設置是為了配合課堂教學，使學生熟練掌握和深入理解課堂教學內(nèi)容，進一步強化測繪程序設計、測量學及測量平差原理的理解，掌握利用Visual C+.net進行常用的測量程序以及控制網(wǎng)的間接平差程序設計。實驗內(nèi)容本門課程必做的實驗有（在Visual C+.net 2008 環(huán)境下）：1. Visual C+.net環(huán)境、基本控件及簡單程序設計(三角形面積計算)2. 控制結構程序設計（方

2、位角計算、地心坐標至大地坐標轉換）3. 數(shù)組、指針（多邊形面積計算）4. 函數(shù)（交會定點函數(shù)設計、高斯投影正反算程序設計）5. 類的創(chuàng)建（大地四邊形類設計、角度類設計）6. 文件（Cass測量數(shù)據(jù)整理）7. 圖形程序設計（位移序列曲線圖形程序設計）8. 常用測量計算（無定向導線簡易計算程序設計）9. 平差程序設計（水準網(wǎng)間接平差程序設計）修訂說明：由于2012版培養(yǎng)方案增加了8課時，實驗課時也相應增加了4課時。為此，本實驗指導書將高斯投影正反算提前，并要求以函數(shù)的形式編寫。增加了大地四邊形類設計以及無定向導線簡易計算程序設計。 實驗1 Visual C+.net環(huán)境和簡單程序設計一、實驗目的

3、掌握Visual S的安裝和啟動。 了解VC+ 2008的菜單系統(tǒng)、工具欄和各種基本窗體。 理解VC+.net開發(fā)應用程序的步驟。 掌握基于對話框的程序設計。 掌握按鈕、文本框和標簽框的基本使用方法 掌握使用MSDN幫助文檔二、實驗內(nèi)容1. 啟動與退出VC+.net，熟悉VC+.net的開發(fā)環(huán)境，通過向導生成基于對話框的應用程序。使用MSDN查看命令按鈕、標簽和文本框的主要屬性和方法。2. 打開Microsoft visual studio 2008 文檔，瀏覽“Visual studio 文檔”目錄下的內(nèi)容，并從“Visual studio 文檔-Visual C+-示例”

4、目錄下下載一個程序，編譯并運行之。3. 設計一個已知三邊邊長計算三角形面積的程序。計算模型如下：海倫公式：，其中提示：(1)在【文件】菜單上執(zhí)行【新建】，然后選擇“項目” 。 (2)在【項目類型】窗格中，選擇【Visual C+】下的“MFC”項。在【模板】窗格中，選擇“MFC 應用程序”模板，輸入應用程序名稱“”。按向導創(chuàng)建名為“”的 MFC應用程序。(3)在窗體上放置4個文本框、4個靜態(tài)框、3個命令按鈕（其中兩個缺省）；(4)設置控件屬性,如Static1的Caption屬性設置成“a=”，用于提示Edit框的輸入邊長a；(5)把“取消”按鈕的Caption屬性改為“退出”；雙擊前兩個按鈕

5、，生成Click消息函數(shù)，注釋掉重載函數(shù)“OnOK()”。 (6)為4個Edit控件添加綁定變量。（7）在相應的函數(shù)中添加代碼；（8）運行和調(diào)試程序；(9)保存應用程序。實驗2 控制結構程序設計一、實驗目的 掌握VC+.net語言的基本語法； 理解順序結構、選擇結構和循環(huán)結構程序設計的特點及應用； 掌握對基于對話框的MFC應用程序設計方法； 掌握一些簡單算法。二、實驗內(nèi)容 1.編寫一個方位角計算程序。提示：先使用反正切函數(shù)計算，然后利用坐標增量的符號來判斷所在的象限。2.設計同一參考橢球下的三維地心坐標（笛卡兒坐標系）與大地坐標系轉換的程序。（提示：用dowhile迭代，B、H初始為0進行迭代

6、，直到H的精度達到0.00001米） 注意：東經(jīng)0180（Y0）,西經(jīng)：0-180(Y0)式中，B、L、H為橢球面上的大地緯度、大地經(jīng)度、大地高；X、Y、Z為空間直角坐標；N為卯酉圈曲率半徑，e為橢球的偏心率，a為橢球的長半徑，b為橢球的短半徑。 （WGS84橢球參數(shù)：長半徑a=6378137m，扁率=1/298.257223563）實驗3 數(shù)組與指針一、實驗目的 掌握函數(shù)的定義、引用及應用方法。二、實驗內(nèi)容1.編寫一個求任意多邊形面積的程序。提示：通過界面輸入數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)保存在一個二維數(shù)組或一個一維的自定義結構體類型的數(shù)組中，然后再進行計算。要求計算部分寫成函數(shù)的形式，使計算程序與界面無關

7、。動態(tài)數(shù)組創(chuàng)建動態(tài)數(shù)組 l 結構體的定義 多邊形面積計算原理及算法 計算原理： 例如上圖：面積計算的算法： 經(jīng)整理后得：實驗4 函數(shù)一、實驗目的 掌握函數(shù)的定義、引用及應用方法。二、實驗內(nèi)容1.交會定點計算函數(shù)設計把前方交會、測邊交會、后方交會程序寫成函數(shù)的形式，然后再通過主程序調(diào)用。提示：后方交會計算函數(shù)設計思路（1）基本原理及計算公式若將Pa、Pb、Pc看成權，則P點的坐標即為三個已知點的加權平均值（2）計算程序設計步驟設計界面，用于輸入3個已知點的坐標和三個觀測角a、b和g，以及用于輸出待定點坐標的文本框（12個）、靜態(tài)標簽框和Button按鈕；定義文本框控件變量（Value）；創(chuàng)建后方

8、交會定點計算函數(shù)，函數(shù)的輸入為三個觀測角和三個已知點的坐標，輸出為待定點坐標，輸出可以用引用參數(shù)的方式輸出，具體計算步驟；a.根據(jù)已知點計算三個內(nèi)角A、B、C；b.計算Tan(a)、Tan(b)、Tan(g)、Tan(A)、Tan(B)、Tan(C)；c.計算Pa、Pb、Pc；d.計算待定點坐標Xp、Yp。創(chuàng)建“計算”Button按鈕的Click事件函數(shù)，在該事件函數(shù)中調(diào)用后方交會計算函數(shù)，并在相應的文本框中顯示計算結果。2.高斯投影正反算計算函數(shù)設計編寫高斯投影正算與反算的兩個函數(shù)，并設計簡單界面對函數(shù)計算的正確性進行測試。 正算公式：是弧度轉換為秒的轉換單位，是經(jīng)度L同當前帶中央子午線的差

9、值，單位為秒。X 為當前點到赤道的子午線長度。長半軸第一偏心率反算公式：是要求的點到中央子午線的經(jīng)度差，為底點緯度 下標“f”表示與有關的量 即，y=0時 x 所對應道的子午弧長注意：高斯投影正反算公式比較復雜，編寫程序時變量定義一定要十分的清晰實驗5 類的創(chuàng)建一、實驗目的1. 掌握面向對象編程基本思想2. 掌握VC+.net中創(chuàng)建類3. 掌握建立和使用對象4. 掌握運算符號重載5. 理解類的繼承和多態(tài)性二、 實驗內(nèi)容1.大地四邊形類設計要求：設計一個大地四邊形類，注意大地四邊形的基本屬性，功能上只要求能夠設置和返回已知點坐標、8個觀測角度、待定點近似坐標計算以及閉合差的計算。提示：大地四邊形

10、（如圖所示）以AB為基線，具有對角線的四邊形，它是建立橋梁控制網(wǎng)常用的形式，一般采用條件平差進行計算，本實驗中僅要求采用前方交會的方法計算C和D點的近似坐標。大地四邊形 三角形閉合差 極條件閉合差 2.角度類設計要求該類具有度分秒至度的換算、度至度分秒的換算、度與弧度的換算等功能。提示：設置一個角度大小屬性，并設定該屬性為缺省屬性；另設一個狀態(tài)屬性，表示當前設置的角度大小的形式；度分秒、度、弧度間的相互轉換的方法；定義運算符號（加、減）方法，使得角度類能夠像一種普通的數(shù)據(jù)類型樣的方便使用；用設計好的角度類重新編寫后方交會定點程序。實驗6 文 件一、實驗目的 掌握文件對話框的使用方法。 掌握C+

11、文件操作的一般步驟及實現(xiàn)方法。 了解MFC文件操作的特點及使用方法。二、實驗內(nèi)容1. 編制簡單的Cass數(shù)據(jù)文件進行數(shù)據(jù)整理的程序。整理后的數(shù)據(jù)文件中要求無重復點數(shù)據(jù)，且數(shù)據(jù)按點號大小的升序進行排序。要求整理后的數(shù)據(jù)按與原始數(shù)據(jù)文件同樣的格式保存為另外一個文件示例數(shù)據(jù)“民用園燃氣.dat”文件數(shù)據(jù)格式：總點數(shù)點號，編碼，X,Y,H例如：要求： a.用SaveFileDialog和OpenFileDialog控件獲取文件打開或保存的文件名。b.自定義一個測量點數(shù)據(jù)結構體，其元素包括：點號，編碼，X,Y,Hc.用文本框顯示原始數(shù)據(jù)和整理后的數(shù)據(jù)d.按編程規(guī)范進行編碼提示： a. 讀數(shù)據(jù)、保存數(shù)據(jù)、

12、判斷一個點數(shù)據(jù)是否已經(jīng)存在、排序、在文本框中顯示文件內(nèi)容等可以分別定義成一個子過程或函數(shù)。b.基本流程：打開文件獲得總點數(shù)根據(jù)點數(shù)調(diào)整數(shù)組的大小逐行讀取數(shù)據(jù)，判斷該點是否已經(jīng)存在數(shù)組中，若不存在，則把該數(shù)據(jù)存放在數(shù)組中根據(jù)刪除重復點后的總點數(shù)，重新調(diào)整數(shù)組大小按點號大小的升序排序按原數(shù)據(jù)格式輸出到另外一個文件c.編程技巧實驗7 圖形程序設計一、實驗目的 掌握VC+.net 坐標系和各項設置方法。 掌握GDI繪圖方法。 理解交互式圖形程序設計二、實驗內(nèi)容1.下列數(shù)據(jù)為一變形監(jiān)測點的24期位移監(jiān)測結果（分別為X,Y,H），編制程序繪制出該點的變形曲線圖，每個方向一個位移序列圖。變形曲線示意圖243

13、2.5801-52.78760.136932.5786-52.78920.138032.5784-52.78450.141132.5812-52.78520.139332.5782-52.78630.139432.5791-52.78520.135432.5788-52.78410.141432.5788-52.78170.137532.5745-52.78330.135932.5815-52.78540.132732.5822-52.78410.135832.5839-52.78260.136132.5820-52.78520.133932.5800-52.78630.132532.5792

14、-52.78450.141632.5807-52.78340.139532.5778-52.78460.141232.5792-52.78430.137132.5794-52.78330.140632.5806-52.78410.141132.5800-52.78630.138032.5785-52.78400.136832.5811-52.78480.141232.5828-52.78630.1356實驗8 常用測量程序設計一、實驗目的 鞏固類的創(chuàng)建與使用 掌握數(shù)組參數(shù)的傳遞 掌握常用測繪程序設計的技巧二、實驗內(nèi)容1.設計一個無定向導線簡易計算的程序。 要求自己定義文件格式，把下圖中數(shù)據(jù)編寫至文件中，然后通過讀取文件的形式獲取所有數(shù)據(jù)，計算結果也寫入結果文件中。無定向導線計算基本步驟：實驗9 平差程序設計基礎一、實驗目的 鞏固過程的定義與調(diào)用 鞏固類的創(chuàng)建與使用 鞏固間接平差模型及平差計算 掌握平差程序設計的基本技巧與步驟二、實驗內(nèi)容水準網(wǎng)平差程序設計。