劉 潔

(湖南省公路設(shè)計有限公司，湖南 長沙 410011)

Excle VBA在水準測量中的應(yīng)用

劉 潔

(湖南省公路設(shè)計有限公司，湖南 長沙 410011)

提出一種基于Excle VBA的水準記錄及平差自動計算表，其可計算二、三、四等水準測量，自動檢測測站數(shù)據(jù)。以四等閉合水準測量為例，本程序可以保存水準測量數(shù)據(jù)及水準平差結(jié)果、查詢水準點間信息，滿足實際外業(yè)數(shù)據(jù)記錄及平差要求，具有一定的實際應(yīng)用價值。

水準測量；Excel VBA；平差；檢查

1 引 言

水準測量及其水準測量平差是測繪外業(yè)的基本任務(wù)之一，水準測量分為外業(yè)水準測量數(shù)據(jù)記錄及內(nèi)業(yè)水準測量平差計算。其中水準測量外業(yè)數(shù)據(jù)記錄一般在相應(yīng)的紙質(zhì)記錄表格上進行，水準平差則借助于相應(yīng)的計算器進行人工計算。當某一測區(qū)水準測量路線較多時，水準測量的數(shù)據(jù)記錄保存及水準平差計算的工作量則會成倍增加，嚴重影響工作效率。Microsoft Excel是大家比較熟悉且界面簡單、易懂的辦公軟件。大多利用Excel提供的VBA編程檢核外業(yè)數(shù)據(jù)或?qū)崿F(xiàn)水準平差，兩者成獨立模塊。本文利用其可視化表格及VBA語言，實現(xiàn)外業(yè)數(shù)據(jù)檢核及內(nèi)業(yè)平差相結(jié)合。本文在已有的水準測量平差計算的模塊上增加了水準測量外業(yè)數(shù)據(jù)記錄功能，實現(xiàn)水準測量平差計算與水準外業(yè)數(shù)據(jù)記錄無縫連接，提高其實際應(yīng)用價值。

2 水準測量記錄、平差表界面設(shè)計

Excel中水準測量記錄表及水準平差表的界面應(yīng)與實際測量中紙質(zhì)記錄表界面一致，普通水準測量的外業(yè)數(shù)據(jù)記錄表格表頭，其主要包括前視尺與后視尺上的讀數(shù)。

水準平差計算其包括水準路線類型的選擇、水準點個數(shù)、已知高程點的輸入、表格清屏、水準計算等功能。在水準網(wǎng)平差計算中，程序會根據(jù)水準測量中輸入的水準點個數(shù)自動生成相應(yīng)的計算表格。表格中涉及到Excel VBA中幾類函數(shù)，如單元格的合并merge、單元格邊框加粗函數(shù)border、顏色顯示函數(shù)rgb等信息。

3 水準平差的計算

3.1 水準記錄表數(shù)據(jù)的調(diào)用

由于水準記錄表格與水準平差表分別在兩個不同工作表中，而水準平差表中水準點之間距離、高差是根據(jù)水準記錄表中記錄數(shù)據(jù)生成的，因此涉及到兩個工作表中數(shù)據(jù)調(diào)用。Excel VBA提供了較為方便的調(diào)用方式，如下面代碼

Sheet2.cells(1,1)=sheet1.cells(1,1)

該代碼實現(xiàn)工作表sheet1中cells(1,1)中數(shù)據(jù)賦值給sheet2中cells(1,1)中數(shù)據(jù)。使用這種原理，即可實現(xiàn)水準平差工作表中必要數(shù)據(jù)根據(jù)數(shù)據(jù)記錄表自動生成。

3.2 高程閉合差計算

附和水準測量的閉合差可根據(jù)公式(1)計算得到

Fh=∑h測-(H終-H始)

(1)

其中，∑h測為相鄰水準點高差之和，F(xiàn)h為水準測量的閉合差。

在Excel VBA中的其實現(xiàn)的部分代碼如下：

......

For i = 1 To n - 1

sumgcgz = Cells(2 * i + 6, 4) + sumgcgz

Next i

fh = Round((sumgc - (Cells(2 * n + 5, 6) - Cells(7, 6))) * 1000)

fh1 = Round(2 * (Cells(2 * i + 8, 2) / 1000) ^ 0.5)

If Abs(fh) > Abs(fh1) Then

MsgBox "數(shù)據(jù)有問題，超限", , "警告"

……

本段使用Excel VBA中for循環(huán)語句對所有水準點之間高差進行求和，再根據(jù)理論值與實際值求差得高程誤差，并判斷誤差是否在容許誤差范圍之內(nèi)。如果超出誤差，則提示數(shù)據(jù)有問題的報錯，否則進行下一步操作。

3.3 水準點間高差改正數(shù)計算

高差改正數(shù)可以按照測站間距離或測站數(shù)進行等比例分配誤差。

每km高差的改正數(shù)可根據(jù)公式(2)計算

(2)

其中，L為水準點之間所有距離之和。

各水準點之間的高差改正數(shù)可根據(jù)公式(3)計算

vi=v×Li

(3)

其中Li為任意水準點之間的距離。

其實現(xiàn)的部分代碼如下

…..

For i = 1 To n - 1

Cells(2 * i + 6, 5) = Cells(2 * i + 6, 3) + Cells(2 * i + 6, 4) / 1000

Next i

For i = 1 To n - 2

Cells(2 * i + 7, 6) = Cells(2 * i + 5, 6) + Cells(2 * i + 6, 5)

Next i

……

在容許誤差范圍內(nèi)，使用for循環(huán)語句進行高差分配，其中相鄰水準點之間的高差改正數(shù)按照與距離成比例進行。

3.4 生成平差報告文件

水準平差計算后得到未知點高程數(shù)據(jù)信息后，以文檔形式進行保存，便于以后數(shù)據(jù)查詢。在Excel VBA中，可以使用相應(yīng)的函數(shù)對結(jié)果進行保存，Excel VBA中提供open與print函數(shù)，分別進行文件打開及寫入。其中open函數(shù)格式為：

Open 文件名 for output as # 文件號

在使用open函數(shù)創(chuàng)建文件后，再使用print函數(shù)在文件中寫入內(nèi)容，如水準點高程。

如圖1為某一水準路線水準平差后保存的水準點高程txt文件，其中包括各點高程、閉合水準的閉合差、容許誤差以及每km改正數(shù)等信息。

圖1 水準平差結(jié)果

4 實驗驗證

以一條閉合水準路線為例，輸入起始數(shù)據(jù)及測站數(shù)，即可自動生成實際紙質(zhì)水準記錄表格，再按照表頭相應(yīng)內(nèi)容填入各個測站觀測數(shù)據(jù)。最后點擊數(shù)據(jù)預(yù)處理，即可完成其他空余單元格的自動計算。

5 總 結(jié)

利用Excel VBA編程實現(xiàn)水準記錄表格數(shù)據(jù)自動檢查、保存及水準平差，生成水準點高程數(shù)據(jù)文件，在水準平差數(shù)據(jù)量較大時，可大大節(jié)省計算耗時。同時計算結(jié)果便于保存，便于今后查閱。

[1] 王漢雄，趙曉東. 基于Excel VBA的等級水準測量記錄軟件設(shè)計[J]. 勘察科學技術(shù)，2009，(4)：24-26.

[2] 王保國，馮金福，蘇小霞. 水準測量計算手簿自動生成的設(shè)計與實現(xiàn)[J].江西測繪，2012，(1)：29-30+22.

[3] 潘建波，謝斌,，凱夫. EXCEL中應(yīng)用VBA實現(xiàn)水準測量的原始計算[J].華北水利水電學院學報，2010，(4)：114-115.

2017-04-28

劉潔(1969-)，男，湖南長沙人，工程師，研究方向：工程測量。

U412

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：1008-3383(2017)07-0024-02