淺談Excel表格在測繪數據處理中的應用

王成志+尹紅梅

摘要：Excel不僅具有強大數據處理功能，還具有強大的函數計算、數據庫編輯及調用等二次開發功能，而且直觀易掌握、輸出方便。測繪作業數據的處理專業性強、數學模型相對復雜，但通過Excel表格計算功能可以將需要復雜專業軟件實現的測繪數據處理更簡單。本文通過Excel表格直觀的形式，靈活多變的數據處理方式和強大的二次開發功能，介紹了 Excel在測繪工作中的應用，非常適用于測繪工作中的各種數據量大與重復性強的計算工作。

Abstract： Excel not only has powerful data processing function， but also has powerful secondary development functions such as function calculation， database editing and calling， and is intuitive， easy to master and output is convenient. The data processing of the surveying and mapping work is professional and the mathematical model is relatively complex. However， the Excel table calculation function can simplify the processing of surveying and mapping data which need complex software. This paper introduces the application of Excel in surveying and mapping work through the intuitive form of Excel form， the flexible data processing method and the powerful secondary development function. It is very suitable for all kinds of data calculation with large quantity and strong repeatability in surveying and mapping work.

關鍵詞：Excel；測繪；數據處理；函數

Key words： Excel；surveying and mapping；data processing；function

中圖分類號：TP317.3 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）07-0196-02

0 引言

Excel著重于電子表格的制作和管理功能，不僅可以存儲、計算普通的數據、生成各類圖表，還能使用戶引用公式與函數和自定義公式與函數等高級的計算功能，完成復雜繁瑣的大型運算，尤其是工作表和單元格的各種相互引用，公式、數據的自動填充與套用等，以及對測量數據進行邏輯判斷和分析。Excel直觀易掌握、輸出方便、支持二次開發等優點非常適用于測繪工作中的各種數據量大與重復性強的計算工作。下面通過兩項實例具體介紹Excel在測繪工作中靈活多變的數據處理方式和強大的二次開發功能的應用。

1 利用Excel數據庫中的函數解決測繪中的計算問題

在Excel空表格內，首先根據需要處理的原始數據和計算需要，設計好總體表格框架，第一行與第一列一般用作列名和序號。把原始數據輸入相應單元格，然后在需要計算結果的單元格內輸入計算公式，Excel則會按照公式自動計算出結果。下面以坐標反算的計算為例來進行說明。

1.1 表格設計。第一行用作表題，第二行用作標題欄，A列為點號，BC列分別為起點坐標的X值和Y值，CD列分別為終點坐標的X值和Y值。此乃已知數據，如表1中灰色數據顯示。需要求的數據為坐標差Δx、Δy、反三角函數值ATAN（）、邊長D、用弧度值表示的方位角、用度分秒表示的方位角為待求值，如圖1中未設置底紋顏色的數字。

1.2 坐標差的計算。由于Δx=X1-X2，Δy=Y1-Y2，對應的單元格為B3、D3和C3、E3，所以在F3和G3分別輸入公式“=B3-D3”和“=C3-E3”，分別點回車確定后結果會自動顯示在對應的單元格里。點擊F3并拖動至G3，使兩單元格處于選中狀態，把鼠標移到G3單元格的右下角處，當鼠標變成十字型時按住鼠標左鍵并向下拖動至G8，表中所有的Δx、Δy計算值都會自動填充。

1.3 邊長D的計算。利用SQRT（）開方函數，在I4單元格下面輸入公式“=SQRT（F4^2+G4^2）”，同上用填充柄下拉完成自動計算所有邊長D。

1.4 方位角的計算。在測繪中常用方位角來表示方向，而在Excel中計算出的ATAN（）為弧度角值，利用絕對值公式abs（ATAN（））可得到兩坐標連線的象限角的值，然后根據坐標差Δx、Δy的正負號判斷該直線所在的現象，在不同的象限內方位角的計算公式不同。見圖2方位角的邏輯圖。因為需要根據Δx、Δy的正負號判斷該直線所在的現象所以要用到Excel中的邏輯函數IF（）函數。具體做法如下在J3單元格輸入“=IF（AND（F3>0，G3>0），abs（ATAN（G3/F3））*180/PI（），IF（AND（F3<0，G3>0），180-abs（ATAN（G3/F3））*180/PI（），IF（AND（F3<0，G3<0），abs（ATAN（G3/F3））*180/PI（）+180，360-abs（ATAN（G3/F3））*180/PI（））））”。

1.5 方位角的弧度值與角度值的轉換。測繪工作中常需要處理角度，比如方位角、水平角和豎直角等，有的儀器是用弧度值表示，而有的是用角度值表示。當使用Excel的三角函數計算是就需要在用度、分、秒形式表示的角度與用普通小數形式表示的弧度間的相互轉換。所以常常求出方位角的弧度，再將弧度轉換為角度，Excel中的DEGREES函數是把弧度轉換成角度的函數。單元格K3中輸入“=DEGREES（J3）”即可完成轉換，同上用填充柄完成各點自動計算。另外利用取整函數INT（）的嵌套組合也可完成轉換，即在K3輸入“=INT（J3）&"°"&INT（（J3-INT（J3））*60）&"′"&ROUND（（60*（J3-INT（J3））-INT（60*（ J3-INT（J3））））*60，0）&"″"”。特別需要注意的是各符號都是在英文編輯模式下的標點符號，否則程序公式出錯。

2 利用Excel的用戶自定義函數解決測繪中的計算問題

Excel有許多功能很強的計算函數，但有時沒有我們需要的測量計算函數，從2003版本Excel開始支持VBA編程，VBA是Visual Basic For Application的簡寫形式。VBA的使用可以完成執行特定功能或是重復性高的操作。因此有的計算在工作表原有數據庫中函數又無法直接實現時，則可以通過使用VBA來創建用戶自定義函數的方法間接實現。Excel的自定義函數使用戶根據自身需要自由進行二次開發可以大大提升它在各行業的應用，進一步增強Excel的數據處理功能。下面以計算梯形面積為例來自定義一個函數。

2.1 錄制宏。在Excel的菜單欄中選擇“工具”菜單中的“宏”子菜單，從它的下級菜單中選擇“錄制宏”。在“錄制宏”對話框的“宏名”中輸入要建立的函數名，默認名為“macro1”本例函數名為Area。在“保存在”列表中選擇“個人宏工作薄”或“當前工作簿”后點擊“確定”。當整個宏工作完成后在“停止錄制”對話框中點擊藍色的小方框，結束宏的錄制。

2.2 寫程序代碼。選擇“工具”菜單中的“宏”子菜單，從它的下級菜單中選擇“Visual Basic編輯器”，或按“Alt+ F11”快捷鍵，打開Visual Basic編輯窗口。在窗口中執行“插入→模塊”菜單命令，插入一個新的模塊，本文的為雙擊“模塊3”，將sub Rad（）改寫成Function TriArea（a，b，c）將程序代碼寫入或將已寫好的代碼拷貝到在右邊的“代碼窗口”，如圖3，此代碼實現的功能是測量中常見的三角形面積計算問題。關閉窗口，自定義函數完成。

2.3 自定義函數應用。自定義函數會顯示在“插入-函數-類別-用戶定義”，以后可以像使用內置函數一樣使用自定義函數。以后在知道一個三角形三邊長度三個參數的情況下，利用這個TriArea（）函數就可以直接計算出它的面積。

3 總結

多年來的實踐表明，在測繪測量過程中，有許多地貌很復雜，且不規則，因此需測繪的點和面較多，從而產生各種各樣的作業記錄、排序、比對、平差、計算等問題，例如水準測量的記錄和計算，土石方的計算、中樁的放樣、坐標轉換、面積計算、控制測量的平差計算等要處理的工作量是非常繁重的，如果通過人工處理，費時費力，準確率也不高。充分利用Excel表格的各種輔助功能便能很快捷準確的解決此類問題，不僅能夠大大提高輸入和計算的效率，而且減少了人為干預可使數據結果更準確。

Excel不僅具有強大數據處理功能，能夠完成數據的排序、分類匯總、統計分析、生成圖表等功能，還具有強大的函數計算、數據庫編輯及調用等二次開發功能，為測繪內業數據的計算和整理輸出等工作帶來了許多方便，大大提高了數據處理效率和準確性，節省了大量人力資源和提高了工作進度。測繪作業數據處理專業性強、數學模型相對復雜，但通過Excel表格模型將需要復雜專業軟件實現的測繪作業數據處理功能直觀化、簡單化，在基層測繪作業隊伍中有著廣泛的實用性。

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