EXCEL在工程测量中的应用

2022-09-27

随着袖珍计算机与微机的普及, 人们已从以往的手工查表、手摇计算机乃至计算器的繁琐计算中彻底解放出来, 迈步走向了自动化的批处理时代。更加令人嘱目的是近代测量高新技术GPS和全站仪已在各个领域广泛渗透, 人们已不再局限于常规的测量手段, 而是以更加随机的空间数据结构模式去面对新的挑战!测量行业的更加智能化和简单化, 我们现在要做就是将计算机更加广泛、全面的应用于测量中。为了进一步发挥计算机在常规测量中的应用优势, 也为了更好地去加入并推动新技术革命的潮流。人力测量工作量大、工作效率低, 而在测绘工作中, 有许多内业工作是通过表格来完成的, 而Microsoft Excel在微机上为我们提供了能进行高级复杂计算的功能, 我们利用计算公式在表格中进行编辑就能迅速的获得测量成果。

1 表格设计

1.1 成果、边长方位角表

用坐标反算边长和方位角。全站仪采集的数据均为坐标数据, 而实地操作中, 我们经常要用到两点间的边长和方位角;另一方面, 由于要将实际操作过程用资料的形式表示出来, 所以需要填写方位角边长反算表, 表格中需要手填写的内容多, 数字位数长, 并且要将结果算出来, 极难填写一份正确的资料, 所以利用这个表格可以快速准确的输出成果。一般小程序每次都要输入所求两点的坐标进行计算, 不能批量处理数据, 比较麻烦且易出错。所以我们利用EXCEL中自带的函数进行编程设计出了此表。

此表由以上两个EXCEL表组成, 表1为方位角边长之反算表, 它可以把外业工作中实际应用的控制点及检核点的边长和方位表现出来;表2是为表一中的计算提供原始数据, 它可结合自身实际资料需要而设计。

(1) 在表1中, 以一个计算单元为例 (详见表1) :B4、B5中, 可直接输入点号, B4为定表1向点点号, B5为设站点点号。B6=VLOOKUP (B4, 表2!A$4:E$106, 3, FALSE) , 用到一个列查找函数VLOOKUP, 作用为在表2中根据点号查找坐标数据, 返回为定向点的Y值, 由于原表格格式为此种格式。B7=VLOOKUP (B 5, 表2!A$4:E$106, 3, FALSE) 、B8=VLOOKUP (B4, 表2!A$4:E$106, 2, FALSE) 、B9=VLOOKUP (B5, 表2!A$4:E$106, 2, FALSE) 和B6的作用相同, B10、B11由A10和A11中的公式可以得知。B12=60* (60* (IF (B11=0, 0, (IF (ATAN2 (B11, B10) >=0, DEGREES (ATAN2B11, B10) ) , 360+DEGREES (ATAN2 (B11, B10) ) ) ) ) -INT (IF (B11=0, 0, (IF (ATAN2 (B11, B10) >=0, DEGREES (ATAN2 (B11, B10) ) , 360+D EGREES (A TAN2 (B11, B10) ) ) ) ) ) ) -INT (60* (IF (B11=0, 0, (IF (ATAN2 (B11, B10) >=0, DE GREE S (AT AN2 (B11, B10) ) , 360+DEGREES (ATAN2 (B11, B10) ) ) ) ) -INT (IF (B11=0, 0, (IF (ATAN2 (B11, B10) >=0, DEGREES (ATAN2 (B11, B10) ) , 360+DEGREES (ATAN2 (B11, B10) ) ) ) ) ) ) ) ) , 对于小数点位第三位数采用的是单进双不进, 即为当第三位数为奇数时, 也就是单数, 第四位数为四舍五入, 第三位数为偶数时, 也就是双数时, 第四位数为五舍六入。故此在计算中显得有些烦, 而EXCEL的单元格中, 所编的公式又不能太长, 所以借用了单元格B12作了中间运算, 并不输出结果, 也就是说, B12是为D13服务的。B13=INT (IF (B11=0, (IF (B10>0, 90, 270) ) , (IF (ATAN2 (B11, B10) >=0, DEGREES (ATAN2 (B11, B10) ) , 360+DEGREES (ATAN2 (B11, B10) ) ) ) ) ) 它的作用是判断角的象限并输出正确角度值。C13=INT (60* (IF (B11=0, 0, (IF (ATAN2 (B11, B10) >=0, DEGREES (ATAN2 (B11, B10) ) , 360+DEGREES (ATAN2 (B11, B10) ) ) ) ) -INT (IF (B11=0, 0, (IF (ATAN2 (B11, B10) >=0, DEGREES (ATAN2 (B11, B10) ) , 360+D EGREES (A TAN2 (B11, B10) ) ) ) ) ) ) ) 它的作用是判断角的象限并输出分值。D13=IF (MOD (INT (B12) , 2) =1, INT (B12+0.5) , IF (MOD (INT (10*B12) , 10) =5, INT (B12) , INT (B12+0.5) ) ) 它的作用是对B12中所求的秒值作单进双不进处理。B16=IF (MOD (INT (1000* ( (B14+B15) /2) ) , 2) =1, (B14+B15) /2, IF (MOD (INT (10000* ( (B14+B15) /2) ) , 10) <>5, (B14+B15) /2, ( (B14+B15) /2-0.0001) ) ) 只是对B14、B15取了平均数, 也是单进双不进。

(2) 以上为一个计算单元, 其它单元的计算非常简单, 只需手动输入点号, 对于公式, 可用简单的“拉”、“复制”、“粘贴”等常用操作来完成, 学习和使用均非常方便。表2完全是为表1服务的, 它是一个完整的表格, 也就是个成果表, 是资料的一部分, 其中的数据可以手动输入, 也可以将仪器 (指全站仪) 中的数据传入计算机中, 并用EX-CEL强大的数据转换功能将其读入即可。表格操作简单, 计算速度快 (只需要填入点号, 便可算出结果。) 和低出错率 (由于整个过程都是由计算机完成的, 所以几乎不出错。) 等优点, 能减轻我们大量的内业整理工作。

1.2 拨地放线质量统计表

在实际工作中, 我们测量工作者要采集大量的野外数据进行检核, 内页中要进行的大量计算, 并将复查的结果进行统计, 手工操作废时废力, 因此如果把计算、统计以及绘制表格均用计算机一同完成, 那我们的工作就会变得相当轻松。

(1) 拨地放线质量统计表由三个EXCEL表1组成, 表为正式提供的表格, 其它的是为表1提供计算数据而做, 也就是说, 表2 (下面程序中的放线) 、表3 (下面程序中的检查) 只是个数据文件。表1分为四页, 是为了便于统计, 每页可统计12个计算单元 (即12个坐标数据) , 现以最后一页为例。表2为放线的坐标数据, 是由作业组在放线前提供的, 表3为检查坐标数据, 是检查组在验线时实测的坐标数据, 可通过仪器传入计算机后, 进行转换。

表1中的第四业部分:

(2) 以上表格已进行删减, 在EXCLE具体对应的表格号数有所调整, 以下表格说明只适用于分为四页的表1, 原始A115中可直接输入点号, 因点号就相当于是一个人名一样, 所测坐标数据也是以点号为名称的, 所以在程序设计中, 都是以点号来查找坐标数据的。C115=VLOOKUP (A115, 放线!$A$1:$C$99, 2, FALSE) 在表2中按列查找点号名为A115的X坐标;C116=VLOOKUP (A115, 放线!$A$1:$C$99, 3, FALSE) 在表2中按列查找点号名为A115的Y坐标, 可以看出, C115和C116中只差一个数字, 返回的坐标却不同。E115=VLOOKUP (A115, 检查!$A$1:$C$9 9, 2, F A L S E) 、E 1 1 6=V L O O K U P (A 1 1 5, 检查!$A$1:$C$9 9, 3, FALSE) 的作用同C115、C116。G115=1000* (C115-E115) 、G116=1000* (C116-E116) 是求取X、Y的坐标差并将m转为m m。H115=1000*SQR T ( (C115-E115) * (C 115-E115) + (C116-E116) * (C116-E116) ) 的作用是求放线坐标和检查坐标的平面位移。其它的计算单元可通过“拉”来完成。也是只需在序号列中填入点号即可。在精度统计行中由于即有文字又有要计算的数据, 所以采用了单元格处理。如:C139中输入文字, D1 3 9=C O UN T (H 7:H 3 0, H 4 3:H 66, H79:H102, H115:H138) 是计算H列中非空单元格的个数, 也就是要统计的数值个数。G1 39=D 13 9/A1 47*10 0;B1 40=C OU NT IF (H7:H137, "<=25") 计算H列中小于25mm的单元格的数目。F140=COUNTIF (H7:H1 37, ">25") -J14 0、J1 40=C OU NT IF (H 7:H1 37, ">50") 的作用同B1 40, 只是条件不同。D141=SQRT (SUM (I7:I30, I43:I66, I79:I102, I115:I138) / (2*D139) ) 求取所统计点的点位中误差, 这可作为外业小组本次作业的质量评定标准。

2 结语

Excel的功能是非常强大的, 我们地籍测量中的面积成果表, 各个坐标系之间的坐标转换、外业测图后的散点检查等均可以用它完成, 你也可以在AutoCAD中直接与Excel通讯, 比如一条三维多段线的所有结点的三维坐标直接导入到Excel, 比在AutoCAD中用列表的方法要方便的多;我们在实际的测量工作中经常会遇到各种坐标系与当地坐标系的转化问题, 用Excel里面简单的程序就能解决;我们许多的密码破解工具也是用Excel软件来完成的, 限于篇幅, 无法在此详细叙述了, 如果读者有兴趣, 可以深入的学习和探讨。

摘要：EXCEL是个用途相当广泛的软件, 我们经常用EXCEL这个软件进行表格设计。此外, 它具有强大的函数与二次开发功能, 因而我们可以利用它进行测量内外业计算。通过多表格间关联数据, 可直接计算出成果并提交最终报告, 从而提高工作效率, 减少工作中出错的机会。

关键词：EXCEL,成果、边长方位角表,拨地放线质量统计表