《測繪程序設(shè)計(jì)》實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

1、測繪遙感程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)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(xué)測繪與遙感科學(xué)系前言測繪遙感程序設(shè)計(jì)上機(jī)實(shí)驗(yàn)是學(xué)習(xí)本門課程的重要環(huán)節(jié)之一，實(shí)驗(yàn)的設(shè)置是為了配合課堂教學(xué)，使學(xué)生熟練掌握和深入理解課堂教學(xué)內(nèi)容，進(jìn)一步強(qiáng)化測繪程序設(shè)計(jì)、測量學(xué)及測量平差原理的理解，掌握利用Visual C+.net進(jìn)行常用的測量程序以及控制網(wǎng)的間接平差程序設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容本門課程必做的實(shí)驗(yàn)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(shè)計(jì)(三角形面積計(jì)算)2. 控制結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)（方位角計(jì)算、地心

2、坐標(biāo)至大地坐標(biāo)轉(zhuǎn)換）3. 數(shù)組、指針（多邊形面積計(jì)算）4. 函數(shù)（交會定點(diǎn)函數(shù)設(shè)計(jì)、高斯投影正反算程序設(shè)計(jì)）5. 類的創(chuàng)建（大地四邊形類設(shè)計(jì)、角度類設(shè)計(jì)）6. 文件（Cass測量數(shù)據(jù)整理）7. 圖形程序設(shè)計(jì)（位移序列曲線圖形程序設(shè)計(jì)）8. 常用測量計(jì)算（無定向?qū)Ь€簡易計(jì)算程序設(shè)計(jì)）9. 平差程序設(shè)計(jì)（水準(zhǔn)網(wǎng)間接平差程序設(shè)計(jì)）修訂說明：由于2012版培養(yǎng)方案增加了8課時(shí)，實(shí)驗(yàn)課時(shí)也相應(yīng)增加了4課時(shí)。為此，本實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)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(shè)計(jì)以及無定向?qū)Ь€簡易計(jì)算程序設(shè)計(jì)。 實(shí)驗(yàn)1 Visual C+.net環(huán)境和簡單程序設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?#183; 掌

3、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(yīng)用程序的步驟。· 掌握基于對話框的程序設(shè)計(jì)。· 掌握按鈕、文本框和標(biāo)簽框的基本使用方法· 掌握使用MSDN幫助文檔二、實(shí)驗(yàn)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?qū)苫趯υ捒虻膽?yīng)用程序。使用MSDN查看命令按鈕、標(biāo)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 stu

4、dio 文檔->Visual C+->示例”目錄下下載一個(gè)程序，編譯并運(yùn)行之。3. 設(shè)計(jì)一個(gè)已知三邊邊長計(jì)算三角形面積的程序。計(jì)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(xiàng)目” 。 (2)在【項(xiàng)目類型】窗格中，選擇【Visual C+】下的“MFC”項(xiàng)。在【模板】窗格中，選擇“MFC 應(yīng)用程序”模板，輸入應(yīng)用程序名稱“××××”。按向?qū)?chuàng)建名為“×××××”的 MFC應(yīng)用程序。(3)在窗體上放置4個(gè)文本框、4個(gè)靜態(tài)框、3個(gè)命令按鈕（其中兩個(gè)缺?。?；(4)設(shè)

5、置控件屬性,如Static1的Caption屬性設(shè)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(gè)按鈕，生成Click消息函數(shù)，注釋掉重載函數(shù)“OnOK()”。 (6)為4個(gè)Edit控件添加綁定變量。（7）在相應(yīng)的函數(shù)中添加代碼；（8）運(yùn)行和調(diào)試程序；(9)保存應(yīng)用程序。實(shí)驗(yàn)2 控制結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?#183; 掌握VC+.net語言的基本語法；· 理解順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)的特點(diǎn)及應(yīng)用；· 掌握對基于對話框的MFC應(yīng)用程序設(shè)計(jì)方法；· 掌握一些簡單算法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1.編寫一個(gè)

6、方位角計(jì)算程序。提示：先使用反正切函數(shù)計(jì)算，然后利用坐標(biāo)增量的符號來判斷所在的象限。2.設(shè)計(jì)同一參考橢球下的三維地心坐標(biāo)（笛卡兒坐標(biāo)系）與大地坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的程序。（提示：用dowhile迭代，B、H初始為0進(jìn)行迭代，直到H的精度達(dá)到0.00001米） 注意：東經(jīng)0180（Y>0）,西經(jīng)：0-180(Y<0)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(biāo)；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(shí)驗(yàn)3 數(shù)組與指針一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?#1

7、83; 掌握函數(shù)的定義、引用及應(yīng)用方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.編寫一個(gè)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(gè)二維數(shù)組或一個(gè)一維的自定義結(jié)構(gòu)體類型的數(shù)組中，然后再進(jìn)行計(jì)算。要求計(jì)算部分寫成函數(shù)的形式，使計(jì)算程序與界面無關(guān)。動態(tài)數(shù)組創(chuàng)建動態(tài)數(shù)組 l 結(jié)構(gòu)體的定義 多邊形面積計(jì)算原理及算法 計(jì)算原理： 例如上圖：面積計(jì)算的算法： 經(jīng)整理后得：實(shí)驗(yàn)4 函數(shù)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?#183; 掌握函數(shù)的定義、引用及應(yīng)用方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.交會定點(diǎn)計(jì)算函數(shù)設(shè)計(jì)把前方交會、測邊交會、后方交會程序?qū)懗珊瘮?shù)的形式，然后再通過主程序調(diào)用。提示：后方交會計(jì)算函數(shù)設(shè)計(jì)思路（1）基本原理及計(jì)算公式若將Pa

8、、Pb、Pc看成權(quán)，則P點(diǎn)的坐標(biāo)即為三個(gè)已知點(diǎn)的加權(quán)平均值（2）計(jì)算程序設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)界面，用于輸入3個(gè)已知點(diǎn)的坐標(biāo)和三個(gè)觀測角a、b和g，以及用于輸出待定點(diǎn)坐標(biāo)的文本框（12個(gè)）、靜態(tài)標(biāo)簽框和Button按鈕；定義文本框控件變量（Value）；創(chuàng)建后方交會定點(diǎn)計(jì)算函數(shù)，函數(shù)的輸入為三個(gè)觀測角和三個(gè)已知點(diǎn)的坐標(biāo)，輸出為待定點(diǎn)坐標(biāo)，輸出可以用引用參數(shù)的方式輸出，具體計(jì)算步驟；a.根據(jù)已知點(diǎn)計(jì)算三個(gè)內(nèi)角A、B、C；b.計(jì)算Tan(a)、Tan(b)、Tan(g)、Tan(A)、Tan(B)、Tan(C)；c.計(jì)算Pa、Pb、Pc；d.計(jì)算待定點(diǎn)坐標(biāo)Xp、Yp。創(chuàng)建“計(jì)算”Button按鈕的Click

9、事件函數(shù)，在該事件函數(shù)中調(diào)用后方交會計(jì)算函數(shù)，并在相應(yīng)的文本框中顯示計(jì)算結(jié)果。2.高斯投影正反算計(jì)算函數(shù)設(shè)計(jì)編寫高斯投影正算與反算的兩個(gè)函數(shù)，并設(shè)計(jì)簡單界面對函數(shù)計(jì)算的正確性進(jìn)行測試。 正算公式：是弧度轉(zhuǎn)換為秒的轉(zhuǎn)換單位，是經(jīng)度L同當(dāng)前帶中央子午線的差值，單位為秒。X 為當(dāng)前點(diǎn)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(diǎn)到中央子午線的經(jīng)度差，為底點(diǎn)緯度 下標(biāo)“f”表示與有關(guān)的量 即，y=0時(shí) x 所對應(yīng)道的子午弧長注意：高斯投影正反算公式比較復(fù)雜，編寫程序時(shí)變量定義一定要十分的清晰實(shí)驗(yàn)5 類的創(chuàng)建一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 掌握面向?qū)ο缶幊袒舅枷?. 掌握VC+.net中創(chuàng)建類3. 掌握建

10、立和使用對象4. 掌握運(yùn)算符號重載5. 理解類的繼承和多態(tài)性二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.大地四邊形類設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)一個(gè)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(shè)置和返回已知點(diǎn)坐標(biāo)、8個(gè)觀測角度、待定點(diǎn)近似坐標(biāo)計(jì)算以及閉合差的計(jì)算。提示：大地四邊形（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(jìn)行計(jì)算，本實(shí)驗(yàn)中僅要求采用前方交會的方法計(jì)算C和D點(diǎn)的近似坐標(biāo)。大地四邊形 三角形閉合差 極條件閉合差 2.角度類設(shè)計(jì)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(shè)置一個(gè)角度大小屬性，并設(shè)定該屬性為缺省屬性；另設(shè)一個(gè)狀態(tài)屬

11、性，表示當(dāng)前設(shè)置的角度大小的形式；度分秒、度、弧度間的相互轉(zhuǎn)換的方法；定義運(yùn)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(shè)計(jì)好的角度類重新編寫后方交會定點(diǎn)程序。實(shí)驗(yàn)6 文 件一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?#183; 掌握文件對話框的使用方法。· 掌握C+文件操作的一般步驟及實(shí)現(xiàn)方法。· 了解MFC文件操作的特點(diǎn)及使用方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 編制簡單的Cass數(shù)據(jù)文件進(jìn)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(fù)點(diǎn)數(shù)據(jù)，且數(shù)據(jù)按點(diǎn)號大小的升序進(jìn)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(gè)文件示例數(shù)據(jù)“民用園燃?xì)?dat”文件數(shù)據(jù)格式：總點(diǎn)數(shù)點(diǎn)

12、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(gè)測量點(diǎn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體，其元素包括：點(diǎn)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(jìn)行編碼提示： a. 讀數(shù)據(jù)、保存數(shù)據(jù)、判斷一個(gè)點(diǎn)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(gè)子過程或函數(shù)。b.基本流程：打開文件獲得總點(diǎn)數(shù)根據(jù)點(diǎn)數(shù)調(diào)整數(shù)組的大小逐行讀取數(shù)據(jù)，判斷該點(diǎn)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(fù)點(diǎn)后的總點(diǎn)數(shù)，重新調(diào)整數(shù)組大小按點(diǎn)號大小的升序排序按原數(shù)據(jù)格式輸出到另外一個(gè)文件c

13、.編程技巧實(shí)驗(yàn)7 圖形程序設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?#183; 掌握VC+.net 坐標(biāo)系和各項(xiàng)設(shè)置方法。· 掌握GDI繪圖方法。· 理解交互式圖形程序設(shè)計(jì)二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.下列數(shù)據(jù)為一變形監(jiān)測點(diǎn)的24期位移監(jiān)測結(jié)果（分別為X,Y,H），編制程序繪制出該點(diǎn)的變形曲線圖，每個(gè)方向一個(gè)位移序列圖。變形曲線示意圖2432.5801-52.78760.136932.5786-52.78920.138032.5784-52.78450.141132.5812-52.78520.139332.5782-52.78630.139432.5791-52.78520.135432.5788-52.78

14、410.141432.5788-52.78170.137532.5745-52.78330.135932.5815-52.78540.132732.5822-52.78410.135832.5839-52.78260.136132.5820-52.78520.133932.5800-52.78630.132532.5792-52.78450.141632.5807-52.78340.139532.5778-52.78460.141232.5792-52.78430.137132.5794-52.78330.140632.5806-52.78410.141132.5800-52.78630.13

15、8032.5785-52.78400.136832.5811-52.78480.141232.5828-52.78630.1356實(shí)驗(yàn)8 常用測量程序設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?#183; 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(shè)計(jì)的技巧二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.設(shè)計(jì)一個(gè)無定向?qū)Ь€簡易計(jì)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(jì)算結(jié)果也寫入結(jié)果文件中。無定向?qū)Ь€計(jì)算基本步驟：實(shí)驗(yàn)9 平差程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?#183; 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(jì)算· 掌握平差程序設(shè)計(jì)的基本技巧與步驟二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容