EXCEL在沉降观测数据处理中的高级应用研究.doc

【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流EXCEL在沉降观测数据处理中的高级应用研究.精品文档.变形观测数据处理系统的开发与研究（吴永岳 江苏省测绘局 210023）（宋奇海 南京农业大学公共管理学院 210095）（任山峰 南京农业大学公共管理学院 210095）1 前言随着社会的不断进步，住房和办公条件明显改善，同时由于土地资源日渐减少和建筑设计施工技术水平的日臻成熟完善，高层及超高层建(构)筑物也就越来越多。为了保证建（构）筑物的正常使用和安全性，并为以后的勘察设计施工提供可靠的资料及相应的沉降参数，沉降观测是现阶段建设工程监督的重点，现行规范也规定，高层建筑物、高耸构筑物、重要古建筑物及连续生产设施基础、动力设备基础、滑坡监测等均要进行沉降观测。2 变形观测技术简介变形观测的任务是周期性地对观测点进行重复观测得到多期观测值,求得其在各个观测周期间的变化量，主要包括：（1）测定建筑物地基的沉降量、不均匀沉降（沉降差）及沉降速度。（2）计算周期沉降量、周期沉降速度、地基倾斜、局部倾斜、相对弯曲和构件倾斜等。变形观测的内容应根据建筑物的性质与地基情况来定，要求有明确的针对性，既要有重点，又要作全面考虑，以便能正确反映建筑物的情况，整理观测资料并将其绘制成便于实际应用的图表；探讨变形成因,给出变形值与荷载之间的函数关系，从而对建筑物运营状态作出正确判断和进行预报。观测数据处理的结果如下：（1）沉降观测成果表；（2）沉降点位分布图；（3）各周期沉降展开图；（4）沉降量-时间曲线图；（5）沉降速度-时间曲线；（6）沉降差-时间曲线图；（7）建筑物等沉降曲线图；（8）建筑物等沉降速度曲线图；（9）工程区域等沉降曲线图；（10）工程区域等沉降速度曲线图；（11）沉降过程的回归分析；（12）预测和沉降观测分析报告等。3 Excel利用特色介绍Microsoft Excel是世界上功能强大、技术先进、使用最方便的电子表格软件之一，它不仅是一种功能齐全的电子表格处理软件，也是一种操作简便的制图工具，同时支持用户功能性的二次开发（主流是Visual Basic for Application，简称VBA）。它可以根据表格中枯燥的各种数据迅速处理、计算、分析等，且便捷地生成各种直观、生动的图表。对于变形测量的纷繁数据，Excel是最好的数据纪录器（多页表格），同时又是最好的计算器和绘图工具；测绘人员只要懂一些编程，就可以充分利用Excel了。32 Excel的工作表与4维数据（1）沉降（变形）测量是按次（期）进行的，每次（期）测量的数据算一组，这就意谓着是4维数据（3维地形数据和1维时间数据，即f（x，y，h，t），一般的文件格式不好表达，Excel可以很巧妙的表达，它提供了多重工作表（sheets，理论上无限个工作表，与计算机内存有关联）。每一次（期）测量数据录入一个工作表并改名。32 各种数据格式设定和检查。对于非10进制的数据，如角度值，测量仪器显示的都是度分秒，是60进制，例如12.3456表示12度34分56秒，如何计算角度和检查是否超限（国标的规范上：角度的表示都是用度分秒），结合自编函数，Excel很好解决；同样对于时间值，如何计算2个时间的间隔天数，Excel有专门的计算函数（DateDiff(interval, date1, date2, firstdayofweek, firstweekofyear )，也是非常方便和使用，设置小数位数，更加简单。具体见下图一和下表。点名距离高程日期层数备注本次沉降(mm)累计沉降(mm)D120.98492005-11-142无-0.5 D221.00852005-11-142无-0.6 D320.99782005-11-142无-0.4 D420.97452005-11-142无-0.8 D620.96262005-11-142无-1.7 D720.94142005-11-142无-2.2 D920.93352005-11-142无-0.5 D1021.00952005-11-142无-0.3 33 图与表的互动Excel的工作表中任何数据的变化，图形都会跟随变化，同样，图形有任何变化，数据也会跟随变化；折线图的式样有7种之多，且非常容易制作各种图形。图一 数据格式设定图二 绘图式样4 软件构思设计与功能介绍为了处理广泛复杂的测量数据，必须将纷繁的数据分类，按照数据库的特点，将数据进行输入、编辑（删除、修改、排序等）、存贮、计算等。编程语言选用VBA，不修改Excel的主菜单，只是在第一页上定义软件的功能。41 界面设计与实现功能按照软件设计的实用性和标准性原则，基本界面如下图：数据录入按次处理单点处理多点处理初始化参数设置参考帮助系统功能流程如下： No 退出 Yes42 功能介绍421 参数设置。主要设置小数位数、角度值格式（度分秒或者弧度）等，为计算精度准备。422 参考例子与帮助。对于一线的测量工作人员，本软件提供参考例子方便理解和掌握，同时提供在线帮助。423 数据录入/输出与编辑功能。出现专门的界面，让使用者按照界面提示输入各种数据，也可以仿照例子，在Excel的工作表里输入（典型的Excel操作）；可以输出数据（按次）输出到一般文本数据保存或者与其他软件交换。424数据计算与超限检查。按次检查和计算沉降值、时间间隔和误差是否超限。425 分点计算沉降和绘制折线图。按照每个测点的各期测量值，计算沉降值和累计沉降量、时间间隔值，并绘制每点沉降折线图，支持图形输出到AutoCAD。426 多个（全部）测点计算沉降和绘制折线图。计算沉降值和累计沉降量、时间间隔值，并绘制多条沉降折线图，做为比较和监测。427 综合分析和报告生成。根据计算，按照国家规范要求，得出沉降结论，写出报告。4 结论实践证明，本软件使用方便、灵活，能够适合不同的计算机水平的用户，美观地绘制各种图表，编写标准监测报告，且编程采用API+VBA的Excel二次开发，节约内存，大大提高了工作效率，有很强的推广价值。参考文献1 郭建东，王洪光。Excel在约旦18号死海海堤沉降观测中的应用J.现代测绘2006(3):27-30Development and Research of Settlement Monitoring Data Analytics