淺談EXCEL、AutoLISP和AutoCAD在工程測量計算中的應用

馮英 李國 彭勇

隨著現(xiàn)代科學技術的飛速發(fā)展，特別是計算機軟件的革新和發(fā)展，改變了數(shù)據(jù)資料主要依靠人工處理的年代，步入了應用人工智能化手段轉換、傳輸和計算處理的時代，大幅度提高了工作效率且準確度高。如在工程測量中，內(nèi)業(yè)資料計算占有很重要的比重，內(nèi)業(yè)資料計算的速度與準確性直接決定了測量工作是否能夠快速、順利地完成。而內(nèi)業(yè)資料的計算方法及其所需達到的精度，則又取決于內(nèi)業(yè)計算所采用的辦公軟件和計算方式。

EXCEL具有很強的數(shù)據(jù)處理功能，可以把外業(yè)測量采集的數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)處理；AutoLISP（LISP是 List ProcessingLanguage的縮寫）是一種計算機的表處理語言，是當今世界上AutoCAD軟件中被廣泛采用的語言之一；AutoCAD（Computer Aid Design簡寫CAD，常稱AutoCAD）軟件提供了內(nèi)業(yè)資料計算的直觀圖形法。EXCEL、AutoLISP和AutoCAD的相互配合運用，可以編寫常用的計算程序，準確、快捷地得到計算結果，提高了工程技術人員的工作效率。因EXCEL、AutoLISP和AutoCAD各自本身具有強大的功能，下面結合工作實踐和應用就三者相互組合計算斷面面積進行闡述。

一、運用EXCEL對測量數(shù)據(jù)的處理

以基坑開挖，采用全站儀測量為例，已知斷面控制點距斷面中心距、底寬、底高程及開挖邊坡等設計參數(shù)。斷面面積計算中需要采集原始地面數(shù)據(jù)和開挖后數(shù)據(jù)，結合已知的數(shù)據(jù)參數(shù)，利用EXCEL所具有的功能，進行數(shù)據(jù)整理和數(shù)據(jù)計算。主要計算步驟如下：

1.輸入整理采集的原始斷面數(shù)據(jù)，利用EXCEL具有的公式與函數(shù)計算功能整理計算出需要的測點距離和高程。數(shù)據(jù)計算中使用的比例，可根據(jù)制圖要求設置。

2.在數(shù)據(jù)處理目標列對應整理的數(shù)據(jù)行前一行單元格中輸入“l(fā)ine”直線命令；對應行單元格中輸入“=CONCATENATE(選定對應距離單元格數(shù)據(jù)”,“選定對應高程單元格數(shù)據(jù))”；點擊“Enter”，得出結果形式為“距離數(shù)據(jù),高程數(shù)據(jù)”。

3.鼠標指針在第2步整理結果的單元格停頓后，指針將變成“+”時，按住左鍵下拉至最后一行；

4.再在整理結果后各行單元格中輸入“C”、“text”、“j”和“c”的 AutoCAD快捷命令，其分別為起始點閉合、文字樣式、文字對正、中心對齊，隨后輸入所需設定的文字中心點坐標、文字高度、斷面號和樁號等。

5.其他原始斷面數(shù)據(jù)的處理重復上述步驟。

6.開挖后數(shù)據(jù)處理方法如上述相同。

通過數(shù)據(jù)整理和數(shù)據(jù)處理后，得出的處理結果可以被AutoCAD識別，可在AutoCAD中分別繪制成原始斷面線和開挖后斷面線。

二、AutoLISP程序語言

AutoLISP是一種計算機的表處理語言，可嵌于AutoCAD程序內(nèi)部的計算機語言，既具備一般高級語言的基本結構和功能，亦有一般高級語言沒有的強大圖形處理能力，該語言可以給AutoCAD系統(tǒng)增添以高級語言編寫程序的能力，而且非常適合于圖形的應用和計算，可擴充許多適用于AutoCAD的特殊功能，是AutoCAD開發(fā)應用不可缺少的工具。它不僅提供了各種數(shù)據(jù)類型、預定義函數(shù)和其他特殊功能，而且可自動生成SCR接口文件，利用輸入輸出功能讀寫函數(shù)實現(xiàn)與高級語言的數(shù)據(jù)交換。在AutoLISP語言編輯中增加AutoCAD繪圖和計算命令，使繪圖和計算融為一體，將編輯的程序直接加載入AutoCAD程序源，實現(xiàn)對所編輯程序的調用和修改，為在繪圖和計算領域中應用人工智能提供了方便。在工程測量計算中，根據(jù)工程測量計算的目的，使用AutoLISP語言編寫目標程序，如坐標輸出、施工放樣、面積計算和工程制圖等。在面積計算中可編寫面積計算程序（具體編寫可參閱相關AutoLISP教程），編寫完成命名為“面積計算程序.lsp”，存儲以備用。由于AutoLISP是可以配合AutoCAD運用的編程語言，在工程繪圖和計算上運用靈活，應用前景廣闊，是值得深入學習和掌握的一項技能。

三、AutoCAD 與 EXCEL、AutoLISP的組合運用

測量數(shù)據(jù)和面積計算程序已處理完成，需進行AutoCAD繪圖計算，具體步驟如下：

1.復制EXCEL中原始斷面處理結果列數(shù)據(jù)及快捷命令，粘貼入AutoCAD中的命令欄，可生成原始斷面線、斷面號、樁號且文字居中，再刪除起始點閉合線。

2.復制EXCEL中開挖后斷面處理結果列數(shù)據(jù)及快捷命令，粘貼入AutoCAD中的命令欄，可生成開挖后斷面線，如與原始斷面線不封閉可使用“延伸”命令，使其與原始斷面線閉合。

3.點擊AutoCAD中“工具”菜單，選擇“加載應用程序”，彈出對話框在“查找范圍”框內(nèi)找出“面積計算程序.lsp”文件存儲位置并選定，點擊“加載”，加載后即可點擊“關閉”。

4.在AutoCAD的命令欄輸入已編輯的求積命令后點擊“Enter”，再按提示進行操作（一般為設置X比例，設置Y比例，點擊斷面封閉區(qū)域），便可得出準確且精度高的開挖斷面面積，可以連續(xù)點擊斷面封閉區(qū)域，計算出各個斷面開挖面積。如果計算面積與實際面積差別較大，一定是比例設置有誤，應重新設置比例。

5.利用AutoLISP編寫數(shù)據(jù)標注程序等，通過加載入AutoCAD中，制作出需要的面積計算成果圖。

全部開挖斷面面積計算成果圖完成后，即可排版、打印、裝訂，形成成果，基坑開挖測量的內(nèi)業(yè)計算完成。

四、結束語

上述數(shù)據(jù)處理方法，其基礎離不開現(xiàn)代電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和技術軟件的普遍應用。如先進的多功能全站儀、GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)的應用和配套軟件的研制開發(fā)，已經(jīng)實現(xiàn)了工程外業(yè)測量數(shù)據(jù)自動控制和采集，并能與計算機互相轉化。特別是先進儀器設備與技術軟件的組合運用，對工程測量領域來說，是一次質的飛躍，同時也對測量工作人員也提出了更高的要求。因此，要在運用先進成果減輕勞動強度、提高作業(yè)效率和計算精度的同時，思考怎樣才能更好的實現(xiàn)科技轉化，推動工程測量技術的發(fā)展