AutoCAD和Excel軟件在工程測量中的應(yīng)用

薛敏霞

摘 要：工程測量作為現(xiàn)代化建設(shè)流程中關(guān)鍵性的環(huán)節(jié)，測量數(shù)據(jù)的高效性處理以及精準度的提升直接影響整個工程建設(shè)進度及質(zhì)量。工程測量涉及大量內(nèi)部資料，如何運用高效、智能的計算機處理軟件與工程需求緊密結(jié)合是工程測量發(fā)展的必然趨勢。本文以目前工程建設(shè)中廣泛應(yīng)用的兩種軟件AutoCAD和Excel為介紹主體，分析其具體應(yīng)用并示以案例，以及對工程測量流程的智能化提供理論參考。

關(guān)鍵詞：AutoCAD Excel 工程測量 應(yīng)用

中圖分類號：TU198 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）12（a）-0040-02

科技的進步意味著人類社會將逐漸步入智能化、信息化。工程建設(shè)中測量工作主要涉及到內(nèi)容有工程放線、定位以及對于測量數(shù)據(jù)、內(nèi)業(yè)資料的計算等。以往對于內(nèi)業(yè)資料的整理統(tǒng)計多為人工計算，測量儀器誤差、人為計算誤差在不同程度上對測量的精度產(chǎn)生影響，互聯(lián)網(wǎng)計算程序的發(fā)展為測量工作帶來一場新的變革。

1 AutoCAD在工程測量工程中的應(yīng)用

1.1 AutoCAD在內(nèi)業(yè)資料中的應(yīng)用

1.1.1 內(nèi)業(yè)資料計算

內(nèi)業(yè)資料即指工程建設(shè)中出現(xiàn)的大量原始資料，具備合法性、原始性以及真實性的基本屬性。內(nèi)業(yè)資料是工程建設(shè)計量單位、預算統(tǒng)籌的主要依據(jù)。

（1）前方交會。

較為經(jīng)典計算應(yīng)用以前方交會為例，原理示意（如圖1），其中A、B兩個控制點已知，P為測量值，由A、B兩點到P點的距離及方向已測出，角度為a、b，距離為Sa 和Sb.將已知點A、B的坐標以及得出的觀測值輸入AutoCAD繪制桌面，圖示可得出三點之間的位置以及方向關(guān)系，線段AB、交會點P.分別以A、B兩點為圓心做圓，出現(xiàn)圖中大小兩圓，利用計算命令I(lǐng)D得出點P的坐標。在實際應(yīng)用中，角度與距離通常需要同時進行測量計算，結(jié)合現(xiàn)場條件靈活觀測。

（2）圓弧段的點加密。

在實際工程測量中通常會遇到較為復雜的地勢，除了直線型測量，對于彎道測量的數(shù)據(jù)處理在AutoCAD中也能快速的計算。利用AutoCAD軟件計算的靈活性，將已知點的測量點，此處設(shè)為A點，設(shè)置為坐標系原點，與A相鄰的點設(shè)為B點，設(shè)計A、B兩點之間的圓弧，以A為起點，旋轉(zhuǎn)一定角度，使得線段AB與Y軸重合，則實際放樣的點在圓弧方向均可計算得出。

1.1.2 內(nèi)業(yè)資料管理

AutoCAD除了應(yīng)用于對資料數(shù)據(jù)的計算，在對作業(yè)資料的管理上也被廣泛使用。通常分為兩個方面：（1）對于控制點網(wǎng)圖與周邊建筑需要被控特征點之間的關(guān)系，（2）針對工程中土方開挖橫斷面、縱斷面形狀以及面積大小的統(tǒng)計。以當前工程斷面測量中較為前沿的AutoCAD二次開發(fā)軟件工具包DWSMSK應(yīng)用為例進行闡述，河道、公路堤防等工程建設(shè)時通常需要沿路線方向測定兩側(cè)地面的高程變化，繪制帶狀圖和縱橫斷面圖，以此指導設(shè)計坡度及土方量的計算。

1.2 應(yīng)用實例

以AutoCAD在施工放樣中的應(yīng)用為例，從方案設(shè)計、施工放線、計算校核以及質(zhì)量控制分析其應(yīng)用。

1.2.1 測量方案設(shè)計

工程建設(shè)放樣前期，首先對施工區(qū)域內(nèi)的交通導行、建筑功能、管線布置進行數(shù)字化的觀測與記錄，以此作為方案設(shè)計依據(jù)。具體工作流程為：使用全站儀對施工場地進行測量，對周圍環(huán)境中的構(gòu)筑以及網(wǎng)坐標數(shù)據(jù)進行三維導入，將所得數(shù)據(jù)與設(shè)計藍圖中的工程點對比定位，確定工程點和施工范圍。利用AutoCAD軟件將觀測數(shù)據(jù)、藍圖數(shù)據(jù)以及管線數(shù)據(jù)等繪制在同一張圖紙上，分層管理，結(jié)合圖紙中各種要素利用軟件進行測量方案的設(shè)計。

1.2.2 施工放線法

由AutoCAD繪制矢量性的電子圖能準確的反映施工區(qū)域不同方位的真實位置，以此達到施工過程準確放線的目的。通常是將主要工程點的坐標輸入電子地圖中，通過掃描或者數(shù)據(jù)的輸入實現(xiàn)各個結(jié)構(gòu)空間位置關(guān)系的矢量化。以建筑紅線放線為例：經(jīng)過CAD基礎(chǔ)性編輯對建筑物進行幾何定位之后，需要為建設(shè)單位提供坐標資料和樁位圖。CAD經(jīng)典的編輯命令需要重復進行查詢、抄錄、標記，相對較為復雜，AutoCADLISP是以CAD為平臺進行二次開發(fā)的軟件工具，以插件的形式嵌入AutoCAD內(nèi)部，源于LISP語言，該編程語言針對批量化、重復操作具有強大的處理功能。利用AutoCADLISP對建筑紅線方向具體操作流程可概括為：（1）利用圓圈標記放點點位，并標注相應(yīng)點號，標志圖形分層管理，命名點號層，利用模版編輯標定顏色；（2）引出放樣點的橫縱坐標，標注于點位附近，引線及標注置于“坐標層”；（3）LISP程序代碼編輯，利用文本編輯器編制lsp編程插件；（4）程序調(diào)用，將編寫的程序文件命名為BB.lsp，插入CAD搜索路徑，打開CAD從“工具-選項欄”加載acad.lsp，具體繪圖時輸入命令bb，即可由設(shè)定程序自動獲得標號點的左邊，同時坐標文件已固定形式自動保存，用于隨時調(diào)用。

1.2.3 計算校核

通過軟件繪制的矢量性電子地圖與施工現(xiàn)場的工程點完全對應(yīng)，因此，技術(shù)人員可以利用AutoCAD來校核坐標計算的準確性。以某段道路改造的工程測量舉例說明，樁號為K1+200～K1+800的一段曲線道路，如果采用傳統(tǒng)計算方法，由于曲線弧度的不規(guī)則特征，對其長度以及弧度計算涉及公式較為復雜，且易出現(xiàn)計算誤差。因此施工前，由設(shè)計單位提供原地形的CAD設(shè)計藍圖，對設(shè)計路段進行繪制，通過定距等分的方式對其精準對正，分段標注，得出多個工程的點坐標，將計算數(shù)據(jù)輸入全站儀進行現(xiàn)場定位。

1.2.4 放線質(zhì)量控制

由于空間、時間、人為操作技術(shù)的不穩(wěn)定性，工序之間是否完整對接，上一道工序其完整度不能通過現(xiàn)在進行的工序進行檢驗。與實際情況中空間、技術(shù)的不能并行操控的缺陷相比，利用電子地圖，運用AutoCAD將已完成的工序其設(shè)計形狀在編輯界面中繪出，并根據(jù)軟件中動態(tài)模擬，繪制三維結(jié)構(gòu)圖，校核上一段工序準確性的同時有效控制下一個工序的施工流程。對于各個標段施工前后準確繪制圖樣，控制整個施工完成質(zhì)量。

2 Excel在工程測量工程中的應(yīng)用

Excel主要用于對測量后數(shù)據(jù)的計算。以下從表格形式、統(tǒng)計數(shù)據(jù)的特征對Excel在工程測量中的應(yīng)用進行舉例說明。

2.1 成果、邊長方位角表

由全站儀測量工程點所得數(shù)據(jù)均為坐標形式，而實際施工過程中，測量、換算通常以距離、方位角作為計算單位。因此將觀測結(jié)果在資料中統(tǒng)計時需要繪制方位角邊長反算表，由于坐標數(shù)據(jù)位數(shù)長、涉及點較多，如果人為記錄整理很難保證其完整性和準確度，而Excel表格的繪制通過小程序的插入，能快速準確的將所得數(shù)據(jù)輸入，且自帶函數(shù)編程，快速得出計算結(jié)果或者進行坐標轉(zhuǎn)換。

其中方位角邊長反算表按照功能通常由兩部分組成：反算表和原始數(shù)據(jù)表，反算表部分反映外業(yè)作業(yè)實際控制點及檢核點的數(shù)據(jù)以方位和邊長單位統(tǒng)計。原始數(shù)據(jù)表格用于記錄外業(yè)測量數(shù)據(jù)，便于與原始資料對照參考。通過測量儀器將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)入電腦，通過Excel對其進行格式轉(zhuǎn)化導出。表格形式簡單，操作快捷，輸入點號即得計算結(jié)果，且出錯率低。另外，運用Excel表格計算，只需對其中一個計算單元進行操作，與之并行的單元則直接輸入點號即可完成，涉及運算公式的統(tǒng)計則更為快速，常用操作命令有“拉”、“復制粘貼”等。

2.2 水準測量數(shù)據(jù)處理

根據(jù)測量數(shù)據(jù)分類，建立水準計算表格，錄入觀測數(shù)據(jù)。利用Excel編制表格需要對其計算功能進行了解。水準測量計算機界面包含的數(shù)據(jù)名稱分類一般有：儀器站數(shù)、平均高差、高程、間距、視距。另外需要建立測量記載表和測量成果表。通過繪制水準測量計算表實現(xiàn)對水準點、斷面數(shù)據(jù)的統(tǒng)計。計算前需要在表格顏色范圍內(nèi)標注正確的文本，Excel表格按照水文測量規(guī)范自帶檢測功能，對錄入數(shù)據(jù)進行實時檢測。下一次修改只需修改數(shù)據(jù)便直接生成計算結(jié)果，即Excel表格的保存是即定計算過程。

2.3 Excel與AutoCAD結(jié)合應(yīng)用的工程實例

實際工程項目中，從測量方案的設(shè)計到實地放線施工，內(nèi)外作業(yè)的交互、資料數(shù)據(jù)的共享均會產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)以及計算要求。Excel與AutoCAD兩者通常結(jié)合使用，實現(xiàn)數(shù)據(jù)導入導出，得出各自的測量成果，以下結(jié)合實際工程項目，對兩者結(jié)合應(yīng)用的流程進行簡要闡述。

（1）工程概況：某高架橋其位于某村鎮(zhèn)1000m處，所處位置右偏曲線半徑為R，緩和曲線長為L，已知其直緩點（ZH）和緩直點（HZ）樁號及坐標，交點前后導線邊方位角分別設(shè)為θ1、θ2.結(jié)合已知觀測數(shù)據(jù)，利用Excel與AutoCAD對其進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和計算，并繪制AutoCAD曲線。

（2）Excel計算坐標，根據(jù)已知樁號以及工程精度要求，利用Excel表格進行分段樁號計算，通過直緩點（ZH）和緩直點（HZ）樁號確定中線坐標，得出第二行為已知數(shù)據(jù)。進一步分段計算，通過下拉進行自動運算操作，并將其由中樁坐標轉(zhuǎn)為絕對坐標，最終求得所需工程點坐標。

（3）AutoCAD生成曲線，將所得Excel表格所得坐標復制到記事本上，全選數(shù)據(jù)，在CAD中進行復制，對于較大的坐標系采用UCS進行復制，轉(zhuǎn)化坐標原點，同時在編輯命令中選擇樣條曲線，由此得出此段線路的中線。

（4）結(jié)構(gòu)物定位，根據(jù)生成曲線結(jié)合已知點坐標以及結(jié)構(gòu)物本身的三維關(guān)系繪制其成體圖。

（5）坐標查詢點，AutoCAD利用查詢功能對所繪圖紙進行結(jié)構(gòu)物其他點的計算。

3 結(jié)語

工程測量在工程施工的過程中占據(jù)著重要地位，對保證工程施工安全異常重要。AutoCAD和Excel軟件是兩種常用的工程測量軟件，AutoCAD主要用于內(nèi)業(yè)資料計算和管理，Excel主要用于成果、邊長方位角表計算、水準測量數(shù)據(jù)處理等，二者結(jié)合使用，能夠進一步增強測量結(jié)果的準確性，具有推廣應(yīng)用價值。

參考文獻

[1] 李鐘浩.Excel和AutoCAD軟件在工程測量中的應(yīng)用[J].長春教育學院學報，2011（5）：114.

[2] 康會豐.Excel軟件在公路工程測量數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用[J].交通世界：工程技術(shù)，2015（3）：32-33.

[3] 游明化.工程測量中AutoCAD、Excel與CASIO程序的結(jié)合應(yīng)用[J].四川建筑，2013（3）：139-140，142.