梁晓晖 河北软件职业技术学院

一、前言

随着城市建设、城市规划、企业改扩建以及公用事业的发展，地下管线资料已经成为必不可少的施工及管理依据。通过地下管线普查，建立完整、准确、科学的地下管线信息管理系统，可以为合理利用地下空间、地下与地面工程规划、设计、施工与管理提供完整的基础数据，并使地下空间与地面建设协调构成有机整体，进而实现地下管线的动态管理。

顶管施工是现代城市管线施工的一种常用手段，以此方式完成后留下的工作井（竖井）一般深埋在地表以下，地下竖井体积庞大且地面所留井口较小。因此，要想获取地下竖井内部形状及尺寸数据，需要引入科学仪器进行原始数据采集，并通过软件编程进行计算和呈现。

本文主要研究地下竖井内部形状及尺寸测量系统设计与实现。

二、地下竖井内部形状尺寸及呈现系统设计

本系统主要由软件和硬件两大部分组成。其中，软件方面，主要采用C#作为编程语言，sqlserver2010 为数据库，vs2017 为开发平台，界面搭建则采用wpf 技术，网络通信采用串口通信技术[1]。硬件部分则主要由竖井管道潜探仪来完成数据测量。

系统的整体设计思路为：竖井管道潜探仪每隔一定角度旋转一次并发送数据，C#通过socket 编程实时接收数据，并进行实时呈现，当旋转一周完毕时，可以在软件呈现系统中看到竖井内部形状及尺寸。

三、地下竖井内部形状尺寸及呈现系统实现

下面主要就核心的软件技术进行探讨。

（一）启动竖井管道潜探仪

软件启动硬件，这部分需要根据硬件厂商提供的api，调用对应的接口函数。首先需要仔细阅读厂家技术文档并在实际开发环境中进行demo 测试，无误后再集成到系统中。

（二）实时获取测量数据

在C#语言中，Timer 是一个定时器，它可以按照指定的时间间隔触发一个事件，进而实现每隔一段时间执行某段代码的效果。本系统主要利用Timer 的这一特性，完成原始测量数据的实时获取。可以通过设置Timer 组件的Intervel 属性可以控制数据的接收频率。

当主控窗体启动了井壁测量模块后，竖井管道潜探仪开始工作，呈现窗口弹出。

接收数据主要用到了C#的串口通信技术，通过socket 编程完成测量仪器发送过来的数据接收。

（三）竖井内部形状及尺寸计算及实时呈现

GDI+（Graphics Device Interface Plus）也就是图形设备接口，它提供了各种丰富的图形图像处理功能；在C#.NET 中，使用GDI+处理二维（2D）的图形和图像。GDI+绘图用到的类主要存放在System.Drawing 命名空间下。

为了方便数据的直观显示，系统主要采用GDI+绘图技术，以二维坐标系来动态展示井壁尺寸及形状，并辅以文字同步描述。为了适应多种屏幕尺寸，尤其是小尺寸屏幕，系统提供了坐标缩放功能。

1.基本功能

（1）以竖井管道潜探仪所在位置为坐标系原点。每接收到一个数据，在平面直角坐标系中绘制一个小圆点，该圆点到坐标系原点的长度即为竖井管道潜探仪发回的该位置的距离数据。当旋转一周，可以在直角坐标系中直观看到由各个圆点连接起来构成的图形，进而识别井壁形状。

（2）为了方便测量数据的直观读取和精确读取，每接收到一个数据，同时在坐标系右侧区域右侧以文字的方式，在相应的文本框中动态显示该点的距离数据。

（3）为了方便在不同尺寸的屏幕上直观显示，系统提供了4 档坐标缩放功能。实现原理为：在绘制函数中提供一个缩放参数，系统默认采用中级缩放标准，用户可以通过界面上的缩放按钮来动态设置缩放参数进而实现坐标系的缩放。

2.绘制过程

该绘制过程主要分为2步：初始化画布及绘制数据[2]。首先通过LoadCanvasBG（）函数加载背景并定位画布。然后，通过drawArrow（）函数绘制坐标系、刻度、刻度描述和辅助线。其中在drawArrow（）函数中，通过调用DrawScale（myScaleLevel scaleLevel）（）函数来实现坐标的系缩功能。最后通过Draw（）方法来在给定缩放级别上的坐标系中进行图形绘制。

四、结语

随着人工智能技术的发展，将会有越来越先进的测量仪器为地下竖井内部形状尺寸的测量提供越来越精准的原始数据，而呈现软件也会随着相关行业人员工作需求和决策内容不断与时俱进。本文提供的系统思想和实现思路可以为相关系统及类似应用系统的构建提供有益的参考。