Excel,軟體在水利工程測量中的應用（李佳濱,張景山）

摘要:在水利工程測量中,野外測量後的內業計算非常繁重。傳統的水準測量內業計算模式,難以適應現階段快速發展的工程需求。Excel 應用軟體具有強大的計算功能,應用Excel 軟體複製、貼上、引用等特點編制了“水準控制測量計算模組”、“縱斷水準測量計算模組”,解決了過去計算效率低、反覆計算、易出錯的傳統計算模式。應用模組提高了工作效率近20 倍。只要輸入讀數無誤,成果十分準確。

關鍵詞: Excel ;模組製作;工作效率;水利工程;測量

中圖分類號: TP317. 3 ; TB22 　　　文獻標識碼:A

為了適應水利工程測量的需要,綏濱縣水利勘測設計隊經過大量的工程實踐,應用Excel 軟體編制了“水準控制測量計算模組”、“縱斷水準測量計算模組”,通過幾年的應用提高了工作效率近20 倍,滿足了文獻[1 ]要求的精度,通過3a 的工程實踐和鄰近縣的基層水利技術交流取得了良好的應用效果。

1 　水準控制測量計算模組製作

1.1 　編制表格

1.1.1 　表頭製作

(1) 輸入專案文字: 首先在單元格A1 中輸入“水準控制測量計算模組”,A2 中輸入“測站編號”,B2 中輸入“點號”,C2 中輸入“方向及尺號”,D2 中輸入“標尺讀數”,F2 中輸入“K + 黑減紅”, G2 中輸入“高差中數”, H2 中輸入“高程”, I2 中輸入“備註”,D3 輸入“黑麵”,E3 輸入“紅面”。

(2) 合併單元格:將單元格A1 至J 1 合併,即選定A1 至J 1 ,點選選單中的“格式”,再點中“單元格”,最後點選其下的“對齊”選項,在“水平對齊”和“垂直對齊”中分別選“居中”,在“文字控制”欄中分別勾選“自動換行”、“合併單元格”。最後點“確定”按鈕即可完成A1 、J 1 合併過程。用同樣方法合併A2 、A3 ,B2 、B3 ,C2 、C3 ,D2 、E2 , F2 、F3 , G2 、G3 ,H2 、H3 , I2 、J 2 ,完成整個表頭合併製作[2 ] 。

1.1.2 　表身製作

(1) 第一測站表格製作: 在單元格A4 中輸入“1”,在C4 中輸入“後”,C5 中輸入“前”,C6 中輸入“後- 前”, I3 中輸入“K1”(1 號尺) , I4 輸入“K2”(2號尺) ,J 3 、J 4 中分別輸入“0”, 即暫把1 、2 號尺的紅面起點讀數定為0 , I5 中輸入“B0”(代表起始已知點高程) ,J 5 中輸入起始點高程數(暫輸入“0”) 。合併A4 、A5 、A6 單元格,即得測站編號“1”所在單元格,合併A7 至H7 單元格,即得相鄰測站間分隔欄。

(2) 第二測站表格製作:同第一測站製作,合併單元格A8 至A10 ,即得測站編號“2”單元格,合併A11 至H11 單元格,即得相鄰測站間分隔欄。

(3) 其它測站表格製作:製作方法同上。

1.1.3 　表格框線填加及排版

選中整個表格A2 至J 19 ,點選選單中“格式”,點選其下“單元格”,選項,找到“邊框”,點選之,點選“預置”下的“外邊框”、“內部”,最後點選“確定”。

1.2 　公式輸入

1.2.1 　後視- 前視

在D6 單元格中輸入“=D4 - D5”,回車後,複製D6單元格,在E6、F6 單元格內進行貼上。同理複製D6後,在所有後視減前視的單元格進行貼上,如D10、E10、F10、D14、E14、F14 ……。

1.2.2 　K+ 黑- 紅校核

(1) 1 號尺的K + 黑- 紅校核:只要在F4 單元格中輸入“ = ＄J ＄3 + D4 - E4”, (絕對引用) ,複製F4 單元格,可貼上到以下單元格中來得相應單元格公式。如F9 ,F12 ,F17 , ……。

(2) 2 號尺的K + 黑- 紅校核:只要在F5 單元格輸入“ = ＄J ＄4 + D5 - E5”,複製F5 後,可貼上到以下單元格中來得相應單元格的公式輸入。如F8 ,F13 ,F16 , ……。

1.2.3 　高差中數

只要在G6 單元格輸入“ = D6 - ( F6) / 2”後,經複製G6 單元格,可貼上到以下單元格中來得相應單元格的公式輸入。如G10 ,G14 ,G18 , ……。

1.2.4 　高程

只要在單元格H5 輸入“ = J 5 + ( G6) / 1000”後,在H9 輸入“ = H5 + ( G10) / 1000”回車後,複製H9 ,分別貼上到以下單元格中,即得各測站高程公式。如H13 ,H17 , ……[2 ] 。

1.3 　本表格的設定

標尺讀數單位為mm ,高程單位為m。J 3 單元格中應輸入1 號尺紅面起點讀數, 如圖1 表中“4787”;J 4 單元格中輸入2 號尺紅面起點讀數,如“4687”;而其它的“黑麵”“紅面”單元格所在列應輸入相應的後、前視讀數。

本表之所以稱為“水準控制測量計算模組”,則是指可將圖1 表中的J 3 、J 4 、J 5 和所有後視、前視讀數所在單元格暫全都輸入為“0”,而保留原有相應單元格內的計算公式的格式不變。

1.4 　說明

如有諸多測站,可採用複製3 、4 測站,來貼上到其下相應單元格。

2 　縱斷水準測量計算模組

2.1 　編制表格

2.1.1 　表頭製作

(1) 表頭各專案文字輸入: 單元格A1 中輸入“縱斷水準測量計算模組”回車,同樣方法A3 中輸入“名稱:”,D3 中輸入“觀測者:”, G3 中輸入“記錄者:”,A4 中輸入“時間:”,D4 中輸入“天氣:”,G4 中輸入“儀器型號:”,A5 中輸入“測站”,B5 中輸入“樁號”,C5 中輸入“水準尺讀數(m) ”, F5 中輸入“視線高程(m) ”, G5 中輸入“高程(m) ”, H5 中輸入“備註”,C6 中輸入“後視”,D6 中輸入“前視”, E6 中輸入“間視”。

(2) 合併單元格:合併A1 至I1 ,A3 至C3 ,D3 至F3 ,G3 至I3 ,A4 至C4 ,D4 至F4 , G4 至I4 , F5 、F6 ,G5 、G6 ,H5 至I6 ,A5 、A6 ,B5 、B6 ,C5 至E5 ,見圖2 ,注意單元格的對齊方式[2 ] 。

2.1.2 　表身、表尾製作

(1) 應在單元格A7 中輸入起始測站編號“1”;B7 中輸入“水準點1 (0 + 000) ”;C7 中輸入後視讀數,如“1.864”;D8 中輸入前視讀數,如“1.414”; G7中輸入已知高程,如“44.76”;A9 中輸入第二個測站編號“2”,C9 中輸入後視讀數,如“1.546”,E10 中輸入第一個間視讀數,如“0.76”; E11 中輸入第二個間視讀數, 如“1.06”; D12 中輸入前視讀數, 如“1.852”;如同測站站2 一樣,在A 列相應位置輸入相應測站編號,B 列相應位置輸入相應樁號,在C列、D 列、E 列相應位置輸入相應後視讀數、前視讀數、間視讀數,見圖2 。

在A25 單元格中輸入“校核”,B25 中輸入“ Σ後視- Σ前視”,F25 中輸入“ △h 容( ±mm) ”,F26 中輸入“ △h 測( ±mm) ”,H24 中輸入“水準點2 已知高程”, I24 中應輸入水準點2 已知高程數值, 如“44.37”;H25 中輸入“水準點2 實測高程”,H26 中輸入“測站數”, I26 中輸入測站數值,如“5”。

(2) 表身、表尾合併單元格: 合併單元格A7 、A8 ,B7 、B8 ,A9 至A12 ,A13 至A16 ,A17 至A20 ,A21 至A24 ,A25 、A26 ,B25 、B26 。合併H7 、I7 單元格,選定之,再點選“格式刷”圖示,“刷”H8 至I23 ,即完成備註欄下的單元格合併。

2.1.3 　表格框線填加

選中A3 至I26 ,來填加框線,並適當調整框線。

212 　單元格中公式輸入

2.2.1 　各站視線高程公式輸入

在單元格F7 中輸入“ = G7 + C7”,回車後,複製F7 ,貼上到視線高程所在列的相應單元格內,如F9 、F13 、F17 、F21 ……。

2.2.2 　各站前視高程公式輸入

在高程所在列的相應單元格內輸入相應的公式。單元格G8 中輸入“ = F7 - D8”,G12 中輸入“ =＄F ＄9 - D12”, G16 中輸入“ = ＄F ＄13 - D16”,G20 中輸入“ = ＄F ＄17 - D20”, G24 中輸入“ =＄F ＄21 - D24”, ……。

2.2.3 　間視高程公式輸入

在單元格G10 中輸入“ = ＄F ＄9 - E10”, G11中輸入“ = ＄F ＄9 - E11”(也可複製G10 ,貼上至G11) ; G14 中輸入“ = ＄F ＄13 - E14”,複製G14 ,貼上至G15 ; G18 中輸入“ = ＄F ＄17 - E18”,複製G18 ,貼上至G19 ; G22 中輸入“ = ＄F ＄21 - E22”,複製G22 ,貼上至G23 ; ……。

2.2.4 　轉點公式輸入

在單元格G9 中輸入“ = G8”, G13 中輸入“ =G12”,G17 中輸入“ = G16”,G21 中輸入“ = G20”,……。

2.2.5 　校核欄公式輸入

(1) 圖2 表中,在單元格C25 中輸入所有後視讀數之和“ = SUM (C7 : C24) ,複製C25 後貼上到D25 中。E25 中輸入“ = C25 - D25”即得所有後視讀數之和與所有前視讀數之和的差。C26 中輸入“= G24”,D26 中輸入“ = G7”,即在D26 中得到水準點1 起始高程,之後複製E25 ,貼上到E26 ,即在E26中得到水準點2 實測高程與水準點1 起始高程的差。I25 中輸入“ = G24”,

(2) 輸入誤差公式: 由於容許誤差公式設定為△h 容( ±mm) = 10 * N^0.5 ,故在單元格G25 中輸入“= INT(10 * I26^0.5) ,實測閉合差計算公式△h測( ±mm) = ( I25 - I24) * 1000 ,故在單元格G26 中輸入“ = ( I25 - I24) * 1000”[2 ] 。

2.3 　模組含義

這種套用表格稱為模組是指可以在未輸入資料前,把待輸入資料單元格全輸入0 ,即所有後視讀數、前視讀數、間視讀數所在單元格、水準點1 高程所在單元格G7 、以及水準點2 已知高程值所在單元格全輸入0 ,在一些相應單元格內保留相應公式。

2.4 　說明

2.4.1 　間視欄的增減

在相應測站刪除多餘的間視點所在的行,即可刪除相應的間視點;而在相應測站的某一間視點所在行之上插入需要的行數來增加相應的間視點,然後複製本站內任一間視高程來貼上到增加的間視高程所在單元格,以得到增加的間視高程。

2.4.2 　測站的增減

測站數的減少:可從倒數第二個測站編號所在單元格開始刪除, 即右擊該單元格, 如圖2 表中A18 ,選中彈出選單中“刪除”,再選中“整行”,按“確定”按鈕後即完成一個測站刪除,用同樣方法一直向上刪除達到需要的測站數即可。同時把末測站的後視高程所在單元格輸入等於其同樁號的上一測站的前視高程。

測站數的增加:可在末測站編號所在單元格開始向上插入行,即右擊該單元格,如圖2 表中A21 ,選中彈出選單中“插入”,再點中“整行”,如此反覆插入,直到滿足需要增加的測站數,然後進行同原來第二測站一樣的合併單元格,以及在相應單元格輸入相應的公式,進行相應地複製、貼上來完成測站數的增加和計算,同時根據實際情況要調整相應單元格中的測站數和測站中的數值。

參考文獻:

[1] SL 197 - 97 ,水利水電工程測量規範[ S] .

[2] 倪安順. Excel 統計與數量方法應用[M] . 北京:清華大學出版社,1998.

[3] 華東水利學院. 水利工程測量[M] . 北京:中國水利水電出版社,1978.

作者簡介:李佳濱(1973 - ) ,女,黑龍江綏濱人,助理工程師。