如何運用EXCEL軟件進行測量計算和繪圖數據處理

赫 紅，郭洪彬

(黑龍江省九O四水文地質工程地質勘察院，黑龍江雙城150100)

工程設計工作中，測量計算和繪圖數據處理會經常用到，我們所使用的測量平差計算軟件種類繁多，但無論哪一種平差軟件都有其本身的缺陷，對測量計算或是繪圖數據處理，都存在無法滿足需要的一面。即便某平差軟件的功能非常齊全，但此類軟件一般是針對大型控制網平差計算開發出來的，對一些如測圖水準、圖根導線的簡單計算來說，則顯得非常煩瑣。本文通過運用辦公軟件EXCEL在測量計算和繪圖數據處理上的一些方法和技巧，為應用EXCEL提供了一些方法和思路，同時也有運用到了一些常用到的計算公式。

1 運用EXCEL軟件進行測量計算基本方法

打開EXCEL后會顯示出一張空表格，可以把所要處理的原始數據依次輸入到相應的單元格中。當原始數據輸入完畢后，再在需要顯示結果的相應單元格內輸入計算公式，EXCEL則會按照公式自動計算出結果。下面以利用兩點坐標計算距離為例，說明一下計算方法。

第一步，按照計算流程設計一個表格并把表頭、邊號、坐標輸入到相應的格內，如圖1所示，坐標差dx、dy、邊長S為待計算的值。第二步，在需要顯示結果的格內輸入計算公式，由于dx=x1－x2，在本表中第一條邊的x1、x2所在單元格分別為B3和D3(B3代表第B列的第3行)，所以要計算第一條邊的dx，則在第一條邊所對應的dx下面F3單元格內，輸入公式“=B3－E3”并向下充填，利用SQRT()開方和平方函數，在S格下面輸入公式“=SQRT(F3^2+G3^2”)并向下充填，則所有計算完成。雖然表中每一格都有自己的編號，如B3、F3，但在辦理入公式的過程中可不用鍵入其編號，可以用鼠標點擊辦理入，如要輸入公式:=B3－D3，則依次操作:=、點擊B3格、+、點擊D3、回車。通過用鼠標點擊、向下充填，可輕輕松松地完成計算工作。詳見圖1。

圖1 坐標反算方位角邏輯圖

在較復雜的運算中，會經常用到邏輯函數，在EXCEL中，備有常用的如 AND()、NOT()、OR()、IF()等函數。可制成坐標反算方位角的邏輯圖，從而方便了使用。

IF()函數完成其邏輯判斷:

IF(Dx＜0，A=180 － T，IF(AND(Dx＞ =0，Dy＜0)，360+T，T))，式中，Dx、Dy、T 為變量，在 EXCEL 為單元格編碼。

EXCEL的功能非常強大，能夠完成數據的排序、分類匯總、函數計算、統計、自動生成統計圖表、數據庫編輯等功能，所有計算過程都以表格形式體同，可以辦理出或被WORD調用形成報告的插表。更詳細的說明請參閱EXCEL軟件操作手冊或幫助文件。

2 運用EXCEL中的處理方法

在測量計算中，除了加、減、乘、除、開方外，最常見的是角度與三角函數的處理。EXCEL中備有常用的各種函數，各種三角函數也很齊全，但角度是按弧度為單位處理的，在計算過程中需要涉及到角度的度、分、秒形式與弧度的相互轉換。具體的轉換公式如下:

1)“度.分秒”轉換成度(度小數)。當把角度值輸入到計算機時，一般以“度.分秒”格式辦理入，其表示的數值并不是代表度，如某角度178.32066代表178 32 06.6，而不是代表178.32066度，在數據處理時常需要變換成以度為單位的角度值，俗稱度小數。在用計算器進行計算時有一“DEG”的功能鍵，可以直接把“度.分秒”值直接接換成度小數，而EXCEL中的DEGREE函數是把弧度轉換成度小數的函數，不能直接計算，需要應用公式來計算。計算機要在處理角度之前必須首先分別判斷出度、分、秒值，設某一以“度.分秒”形式表示角度為A，則:其度的整數部分為:INT(A)，分值為:INT(A×100)－INT(A)×100秒值為:A×10000－INT(A×100)×100，度小數=整數度部分 +分/60+秒/3600=INT(A)+(INT(A×100)－INT(A)×100)/60+(A×10000－INT(A×100)×100)/3600。

這就是計算機完成角度判斷并轉換成以度為單位的計算公式。其中INT()為EXCEL的取整函數。

2)度小數轉換成“度.分秒”。在坐標方位角反算中，需要把度小數化成“度.分秒”形式，其轉換公式如下:

設某一度小數為B，則度的整數部分為:INT(B)，分值為:INT((B－INT(B))×60，秒值為:((B－INT(B))×60－INT((B－INT(B))×60))×60，度.分秒=整數度+分/100+秒/10000=INT(B)+INT((B－INT(B))×60)/100+((B－INT(B))×60－INT((B－INT(B))×60))×60/1000。

用反三角函數計算出來的角度是弧度值，要變成“度.分秒”形式，首先需要把弧度值變成度小數。計算時可以用DEGREE()函數直接把弧度變成度小數，反之，用RADIANS()函數可將度小數變換成弧度值。

3 實例分析

下面以我單位在公路勘察項目及地質勘察項目測量工作為例，計算中常見的導線高差計算為例，來說明其使用方法。打開EXCEL后，首先要在空表中按計算順序設計計算表，包括計算表格名稱、原始數據項、中間計算過渡項、計算結果項。在圖2中，原始數據包括測站號、站點號、斜距觀測值、天頂距觀測值、儀器高、棱鏡高。在計算過程中，天頂距要使用多次，所以把天頂距地弧度值作為中間過渡值。計算結果設計了平距、兩差改正與高差。

圖2 高程導線高差計算示意圖

把原始數據按次序輸入完畢后，可在天頂距弧度值單元格中(M4格內)，輸入公式:

其中，E4為變量，為第一行天頂距觀測值所在單元格編號，表格設計的不同，則編號不同。輸完上面公式后向下充填，則所有天頂距的弧度值就計算完成;平距的計算公式為:D=S×sinZ，所以，在平距欄(I4)中輸入公式:=D4*SIN(H4)，輸入完畢向下充填.同樣把兩差改正公式、高差公式輸入到數據的第一行，向下充填之后則計算完成。

在本算例中，當原始數據輸完之后，無論數據量多大，只需約10 min就可以完成全部計算，若把輸好公式的表格保存下來備用，則下一次計算時就不用再次輸入公式了，只需輸入原始數據，結果可自動計算出來。

4 結論

用EXCEL電子表格來處理測量計算及繪圖相關數據時，會讓我們對所計算的內容有靈活的計算方法，并且公式也不復雜，極為適用，同時，EXCEL功能較為強大，用它幾乎可以解決所有測量計算及繪圖相關數據要求。在使用過程中，配合使用邏輯函數，更能啟到完全替代可編程的作用。通過多年我單位在地質勘察和工程測量項目中的應用，EXCEL可用于解決如高程導線、測圖水準、邊長改化、變形觀測數據處理、同時對儀器進行相關數據檢驗，繪圖中可解決海量數據的坐標轉換，各種計算及高程計算等，同時，EXCEL表格生成后，還可做為模板，應用到同樣的計算中，更加快捷、實用，是我們值得開發的一種提高工作效率的方法，為工作節省了人力，并在編寫公式和表格制作中感受到現代辦公軟件帶來的工作樂趣。

［1］吳信才.地理信息系統的設計與實現［M］.北京:電子工業出版社，2002

［2］李有成.計算機知識應用教程［M］.石家莊:河北教育出版社，2003.