CASIO-4850P計算器及Excel軟件在地質編錄測繪中的應用

周　鵬,李　軍,劉仕勇

(中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司，四川 成都　610072)

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CASIO-4850P計算器及Excel軟件在地質編錄測繪中的應用

周鵬,李軍,劉仕勇

(中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司，四川 成都610072)

地質編錄測繪工作可以全面地反映開挖情況和地質現象，是水利水電工程中經常性的工作，也是基礎性的工作。本文結合我們在水電站壩基地質編錄測繪中的實踐，介紹CASIO-4850P計算器及Excel在壩基地質編錄測繪中的運用。

地質編錄測繪;壩基;CASIO;Excel

0　前　　言

水利水電工程地質測繪是水利水電工程地質勘察的基礎工作。工程地質測繪的任務是調查與水利水電工程建設有關的各種地質現象，分析其性質和規律，為研究工程地質條件和問題、初步評價測區工程地質環境提供基礎地質資料，并為勘探、試驗和專門性勘察工作提供依據[1]。

水利水電工程中，壩基開挖達到設計要求深度時，在澆筑混凝土前，需要對開挖形成的邊坡和建基面中的各種地質現象，如斷層、裂隙、分界線、出水點、勘探點位、監測點位、層間錯動等，進行地質編錄測繪，完成建基面分塊地質工程圖或展示圖、素描圖、典型工程地質縱、橫剖面圖[2]。其目的是為了收集開挖揭示的地質資料，配合做好工程的動態變化及優化設計，消除施工區域的地質隱患，并指導工程安全施工，對充分發揮工程的目標效益具有重要意義。如何運用測量手段配合好地質人員完成地質編錄測繪，更好地滿足施工地質對測繪精度的要求，即討論施工地質編錄中的測繪處理方法很有必要[3]。

本文結合在某水電站壩基地質編錄測繪中的實踐，介紹CASIO-4850P計算器及Excel在壩基地質編錄測繪中的運用。

1　CASIO編程計算在地質剖面測量中的應用

水電站工程施工中，地質編錄的外業測繪方法通常為全站儀測量，測量人員根據地質人員的要求完成地質點及其剖面的測量工作。對于地質點的測量較為簡單，按照地形測量碎步法很快就能完成，而縱、橫剖面測量按照常規的剖面測量方法進行測量時，需沿剖面多次設站，若遇通視條件不好時，還需重設控制點中轉，內、外業工作量大，效率低下。

而利用全站儀加CASIO-4850P計算器編程現場計算，則可大量減少搬站次數，簡化內、外業工作，降低勞動強度、提高作業效率。

該方法的基本原理為：選擇通視條件較好的、位置適中的地點設置測站，根據地質人員提供的剖面端點，編制剖面計算程序，現場計算出任一測點偏離剖面的方向和距離 (按正負，一般面向河流下游方向，左邊為負，右邊為正)，然后指揮司尺人員快速到達剖面線上立尺測量，形成有效的剖面測點。

而CASIO-4850P計算器作為普及型常用計算工具，具有成本低廉、攜帶方便、使用簡單的特點，該計算器還可存儲多套簡單的計算程序，可根據需要隨時調用。同時，該計算器編程也較為簡單，程序結構化強，采用類BASIC程序結構命令，只需對數學公式、內置函數有一定的了解，就能進行簡單的編程，編程語言便于閱讀，代碼簡潔。以剖面測繪為例，編程如下：

剖面計算程序[4]

{X,Y}說明：輸入剖面端點一端坐標；

X-Y

{U}：U“X0” 說明：輸入測站點縱坐標X0；

{V}：V“Y0” 說明：輸入測站點橫坐標Y0；

Pol((X-U),(Y-V))◢說明：計算方位角和距離；

“J=”：J→DMS◢ 說明：以度分秒顯示方位角；

R說明：輸入剖面方位角；

D=I*cos(R+90-J)說明：計算剖面偏離測站距離；

“D=”：D◢說明：顯示距離；

Lbl 1

{A,B,C}說明：輸入測點斜距、水平角、垂直角；

E=A*sinC*cos(R+90-B) 說明：計算測點偏離測站距離；

F=E-D說明：測點偏離剖面距離(左邊為負，右邊為正)；

“F=”：F◢ 說明：顯示偏距；

Goto 1

2　利用Excel簡化內業數據處理

地質編錄外業測繪形成的大量數據，需經內業計算整理，形成標準電子文檔，供各工程專業共享使用與存檔。

例如施工地質編錄測繪資料除了要求提供展示圖、立面圖外，還需提供與之相對應的測點與軸線的關系(樁號與偏距)數據表。通常的方法是用計算器逐點計算、錄入，其工作量大而繁瑣，容易出錯。

而Excel電子表格具有強大的重復計算能力，能夠很方便地進行諸如方位角反算、邊長改化、沉降觀測數據處理、剖面計算、樁號、偏距計算等同計算模式的多點重復處理，利用其單元格拖拽復算功能，能夠輕松地取代計算器所具有的功能，并直接形成成果表。

2.1表格設計

以樁號、偏距計算為例，表格設計可按不同的功能規劃為幾個區域，見表1所示：

表頭區：一般為表格的第一、二行標注表格的類型、位置等共性；

標識區：表頭區以下，可用一行或兩行分類對字段進行標識，標注其下單元格應錄入的內容類型；

原始數據區：為表格的前幾列，分別錄入測量所得的原始數據，如坐標、高程等；

表1　樁號、偏距計算

中間計算過渡：為表格中部幾列，主要用于錄入各種過渡計算分式，可隱藏；

計算結果區：錄入成果計算分式，Excel電子表格將直接顯示為計算結果數據，可鎖定。

2.2數據處理

第一步，角度處理。如表1所示，原始數據包括測量點號、X、Y、H；在計算過程中，基準點和基準線方位角作為中間過渡值；計算結果為樁號和偏距。

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中三角函數是按照弧度進行處理的，在計算過程中需要進行角度單位轉換。

但Excel中并沒有把度小數直接轉換成弧度的函數，所以，我們編制了轉化為弧度的公式：

((INT(A)+INT((A-INT(A))*100)/60+(A*100-INT(A*100))*100/3 600)*PI()/180,其中INT()為Excel的取整函數，π的值進行運算時的表達式為：PI()[4-6]。

由于測量成果中，角度一般是以度、分、秒表達，因此我們將之定義為：小數點前為度，小數點后的四位分別代表分、秒。如234.5816所表示的是234度58分16秒，上述公式中將自動判別并直接轉化為小數表示的度。

由此，表1中所示B3過渡區為原始錄入，D3為過渡區的計算成果，填入相應轉換公式，結果顯示為弧度。

將上述公式代入單元格，其D3格的錄入內容為：

D3=(INT($B$3)+INT(($B$3-INT($B$3))*100)/60+($B$3*100-INT($B$3*100))*100/3 600)*PI()/180。

第二步，最終成果處理。而最終成果和相應的計算公式分別如下：

在表1中，E5為樁號，F5為偏距，其計算公式分別為：

E5=(COS($D$3)*(B5-$B$2)+SIN($D$3)*(C5-$C$2)+$E$2)；

F5=INT((-SIN($D$3)*(B5-$B$2)+COS($D$3)*(C5-$C$2))*100)/100。

表格中的數據都是自動計算的，只需要把測量數據復制到表格原始數據區中，下拉成果區單元格，即可得出最終成果。

從表1中，根據樁號的計算結果可以遴選出縱剖面上的點，如縱0+247剖面，在E列中247±0.20范圍內的點(12-6、12-12、12-15)認為其是在縱0+247剖面上的，可以作為成縱0+247剖面圖時使用；根據偏距的計算結果可以篩選出橫剖面上的點，如橫0+00剖面，在F列中0±0.20范圍內的點(12-1、12-3、12-7、12-18)認為其是在橫0+00剖面上的，同樣可以作為成橫0+00剖面圖時使用。

由于公式比較復雜，在使用Excel表格的過程中如果因為誤操作而無意修改了公式，將影響其計算結果的正確性。即使意識到公式被無意間修改了，對其修改完善也是很麻煩的，因此，對表格中的公式采取保護措施是非常有必要的。

具體保護措施如下：選中“計算基礎數據區”內的所有單元格，單擊“格式”菜單→“單元格…”，在“單元格格式”對話框中選擇“保護”，將“鎖定”左側“√”去掉，然后確定。接著單擊“工具”菜單→“保護”→“保護工作表…”，在保護工作表對話框中輸入一個密碼后確定，就可以完成對表格中的公式的保護[7]。

在樁號、偏距計算中，當原始數據輸入完成后，不論數據量多大，都可以在短短的幾分鐘之內完成。在下次計算的時候只需要調整相應的基準點、基準方位角以及原始數據就可以很快的得到計算結果。

3　Excel+AutoCAD批量成圖

在進行圖形繪制時，由于測量的點比較多，如果只是通過command命令來進行輸入，就會比較浪費時間，而且也很容易出錯。所以，我們采用Excel表格來進行輔助操作。在Excel表格中，新增一個工作表用于粘貼測量點、樁號(或是偏距)、高程，其格式為第一列為測量點，第二、第三列依次為樁號、高程，然后在AutoCAD中利用VB編制的程序，來繪制圖形，設置不同的地質要素圖層，在各個圖層內對照野外編錄的測點示意圖，通過AutoCAD命令將相應的地質內容根據點號逐一矢量化，同時予以對應的標注，并進行相應的設置與處理。

VB程序(展點號)：Sub zdh() Set excel = GetObject(, "Excel.Application")

If Err Then

MsgBox "請先用Excel打開地質點文件!"

Exit Sub

End If

Set excel = GetObject(, "Excel.Application")

……

ThisDrawing.ActiveLayer = currLayer

ThisDrawing.ActiveLinetype=currLineType

ThisDrawing.ActiveTextStyle=currTextStyle

ThisDrawing.Application.ZoomExtents

4　結　　語

地質編錄測繪工作是水利水電工程中經常性的工作，也是基礎性工作的一部分，進行壩基開挖地質編錄測繪，可以更加全面地反映開挖情況和地質現象。特別是對于工程施工遇到的主要地質問題，地質編錄作為現場最原始的資料，可以方便的為設計、地質和施工單位等參建各方共同協商解決問題。基于Excel進行的工程地質編錄，可以把原始資料長久保存，同時也是地質工作中必不可少的歸檔圖件。如何把計算機軟硬件、Excel表格、AutoCAD編程等有機的結合起來，從而便捷、高效地實現數字化的地質編錄測繪是以后的發展方向。

[1]水利水電工程地質測繪規程(299-2004)[S].中國水利水電出版社出版，2004.

[2]水利水電工程施工地質勘察規程(313-2004)[S].中國水利水電出版社出版，2005.

[3]龔文慈，熊偉，梅鑫，龔大慶.施工地質編錄的測繪工作[J].水利水電快報，2006,27(22)：25-28.

[4]段長虹.Casiofx5800矩陣編程計算器原理與使用測量[M].上海，同濟大學出版社，2007.

[5]陳阿絨，耿愛君，姚喜花，于曉黎.試論Microsoft Excel在測繪生產中的應用[J].北京測繪，2013,5:74-76.

[6]齊建偉，白永輝.EXCEL店址表格在測量計算中的應用[J].測繪通報，2001增刊：53-54.

[7]王艷軍.快速計算剖面方向一法[J].工程地質計算機應用，2005(2):34-36.

2015-03-04

周鵬(1983-)，男，四川西昌人，工程師，從事工程測量工作。

P208

B

1003-9805(2016)03-0088-03