AutoCAD和Excel软件在工程测量中的应用

薛敏霞

摘 要：工程测量作为现代化建设流程中关键性的环节，测量数据的高效性处理以及精准度的提升直接影响整个工程建设进度及质量。工程测量涉及大量内部资料，如何运用高效、智能的计算机处理软件与工程需求紧密结合是工程测量发展的必然趋势。本文以目前工程建设中广泛应用的两种软件AutoCAD和Excel为介绍主体，分析其具体应用并示以案例，以及对工程测量流程的智能化提供理论参考。

关键词：AutoCAD Excel 工程测量 应用

中图分类号：TU198 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）12（a）-0040-02

科技的进步意味着人类社会将逐渐步入智能化、信息化。工程建设中测量工作主要涉及到内容有工程放线、定位以及对于测量数据、内业资料的计算等。以往对于内业资料的整理统计多为人工计算，测量仪器误差、人为计算误差在不同程度上对测量的精度产生影响，互联网计算程序的发展为测量工作带来一场新的变革。

1 AutoCAD在工程测量工程中的应用

1.1 AutoCAD在内业资料中的应用

1.1.1 内业资料计算

内业资料即指工程建设中出现的大量原始资料，具备合法性、原始性以及真实性的基本属性。内业资料是工程建设计量单位、预算统筹的主要依据。

（1）前方交会。

较为经典计算应用以前方交会为例，原理示意（如图1），其中A、B两个控制点已知，P为测量值，由A、B两点到P点的距离及方向已测出，角度为a、b，距离为Sa 和Sb.将已知点A、B的坐标以及得出的观测值输入AutoCAD绘制桌面，图示可得出三点之间的位置以及方向关系，线段AB、交会点P.分别以A、B两点为圆心做圆，出现图中大小两圆，利用计算命令ID得出点P的坐标。在实际应用中，角度与距离通常需要同时进行测量计算，结合现场条件灵活观测。

（2）圆弧段的点加密。

在实际工程测量中通常会遇到较为复杂的地势，除了直线型测量，对于弯道测量的数据处理在AutoCAD中也能快速的计算。利用AutoCAD软件计算的灵活性，将已知点的测量点，此处设为A点，设置为坐标系原点，与A相邻的点设为B点，设计A、B两点之间的圆弧，以A为起点，旋转一定角度，使得线段AB与Y轴重合，则实际放样的点在圆弧方向均可计算得出。

1.1.2 内业资料管理

AutoCAD除了应用于对资料数据的计算，在对作业资料的管理上也被广泛使用。通常分为两个方面：（1）对于控制点网图与周边建筑需要被控特征点之间的关系，（2）针对工程中土方开挖横断面、纵断面形状以及面积大小的统计。以当前工程断面测量中较为前沿的AutoCAD二次开发软件工具包DWSMSK应用为例进行阐述，河道、公路堤防等工程建设时通常需要沿路线方向测定两侧地面的高程变化，绘制带状图和纵横断面图，以此指导设计坡度及土方量的计算。

1.2 应用实例

以AutoCAD在施工放样中的应用为例，从方案设计、施工放线、计算校核以及质量控制分析其应用。

1.2.1 测量方案设计

工程建设放样前期，首先对施工区域内的交通导行、建筑功能、管线布置进行数字化的观测与记录，以此作为方案设计依据。具体工作流程为：使用全站仪对施工场地进行测量，对周围环境中的构筑以及网坐标数据进行三维导入，将所得数据与设计蓝图中的工程点对比定位，确定工程点和施工范围。利用AutoCAD软件将观测数据、蓝图数据以及管线数据等绘制在同一张图纸上，分层管理，结合图纸中各种要素利用软件进行测量方案的设计。

1.2.2 施工放线法

由AutoCAD绘制矢量性的电子图能准确的反映施工区域不同方位的真实位置，以此达到施工过程准确放线的目的。通常是将主要工程点的坐标输入电子地图中，通过扫描或者数据的输入实现各个结构空间位置关系的矢量化。以建筑红线放线为例：经过CAD基础性编辑对建筑物进行几何定位之后，需要为建设单位提供坐标资料和桩位图。CAD经典的编辑命令需要重复进行查询、抄录、标记，相对较为复杂，AutoCADLISP是以CAD为平台进行二次开发的软件工具，以插件的形式嵌入AutoCAD内部，源于LISP语言，该编程语言针对批量化、重复操作具有强大的处理功能。利用AutoCADLISP对建筑红线方向具体操作流程可概括为：（1）利用圆圈标记放点点位，并标注相应点号，标志图形分层管理，命名点号层，利用模版编辑标定颜色；（2）引出放样点的横纵坐标，标注于点位附近，引线及标注置于“坐标层”；（3）LISP程序代码编辑，利用文本编辑器编制lsp编程插件；（4）程序调用，将编写的程序文件命名为BB.lsp，插入CAD搜索路径，打开CAD从“工具-选项栏”加载acad.lsp，具体绘图时输入命令bb，即可由设定程序自动获得标号点的左边，同时坐标文件已固定形式自动保存，用于随时调用。

1.2.3 计算校核

通过软件绘制的矢量性电子地图与施工现场的工程点完全对应，因此，技术人员可以利用AutoCAD来校核坐标计算的准确性。以某段道路改造的工程测量举例说明，桩号为K1+200～K1+800的一段曲线道路，如果采用传统计算方法，由于曲线弧度的不规则特征，对其长度以及弧度计算涉及公式较为复杂，且易出现计算误差。因此施工前，由设计单位提供原地形的CAD设计蓝图，对设计路段进行绘制，通过定距等分的方式对其精准对正，分段标注，得出多个工程的点坐标，将计算数据输入全站仪进行现场定位。

1.2.4 放线质量控制

由于空间、时间、人为操作技术的不稳定性，工序之间是否完整对接，上一道工序其完整度不能通过现在进行的工序进行检验。与实际情况中空间、技术的不能并行操控的缺陷相比，利用电子地图，运用AutoCAD将已完成的工序其设计形状在编辑界面中绘出，并根据软件中动态模拟，绘制三维结构图，校核上一段工序准确性的同时有效控制下一个工序的施工流程。对于各个标段施工前后准确绘制图样，控制整个施工完成质量。

2 Excel在工程测量工程中的应用

Excel主要用于对测量后数据的计算。以下从表格形式、统计数据的特征对Excel在工程测量中的应用进行举例说明。

2.1 成果、边长方位角表

由全站仪测量工程点所得数据均为坐标形式，而实际施工过程中，测量、换算通常以距离、方位角作为计算单位。因此将观测结果在资料中统计时需要绘制方位角边长反算表，由于坐标数据位数长、涉及点较多，如果人为记录整理很难保证其完整性和准确度，而Excel表格的绘制通过小程序的插入，能快速准确的将所得数据输入，且自带函数编程，快速得出计算结果或者进行坐标转换。

其中方位角边长反算表按照功能通常由两部分组成：反算表和原始数据表，反算表部分反映外业作业实际控制点及检核点的数据以方位和边长单位统计。原始数据表格用于记录外业测量数据，便于与原始资料对照参考。通过测量仪器将数据转入电脑，通过Excel对其进行格式转化导出。表格形式简单，操作快捷，输入点号即得计算结果，且出错率低。另外，运用Excel表格计算，只需对其中一个计算单元进行操作，与之并行的单元则直接输入点号即可完成，涉及运算公式的统计则更为快速，常用操作命令有“拉”、“复制粘贴”等。

2.2 水准测量数据处理

根据测量数据分类，建立水准计算表格，录入观测数据。利用Excel编制表格需要对其计算功能进行了解。水准测量计算机界面包含的数据名称分类一般有：仪器站数、平均高差、高程、间距、视距。另外需要建立测量记载表和测量成果表。通过绘制水准测量计算表实现对水准点、断面数据的统计。计算前需要在表格颜色范围内标注正确的文本，Excel表格按照水文测量规范自带检测功能，对录入数据进行实时检测。下一次修改只需修改数据便直接生成计算结果，即Excel表格的保存是即定计算过程。

2.3 Excel与AutoCAD结合应用的工程实例

实际工程项目中，从测量方案的设计到实地放线施工，内外作业的交互、资料数据的共享均会产生大量数据以及计算要求。Excel与AutoCAD两者通常结合使用，实现数据导入导出，得出各自的测量成果，以下结合实际工程项目，对两者结合应用的流程进行简要阐述。

（1）工程概况：某高架桥其位于某村镇1000m处，所处位置右偏曲线半径为R，缓和曲线长为L，已知其直缓点（ZH）和缓直点（HZ）桩号及坐标，交点前后导线边方位角分别设为θ1、θ2.结合已知观测数据，利用Excel与AutoCAD对其进行数据统计和计算，并绘制AutoCAD曲线。

（2）Excel计算坐标，根据已知桩号以及工程精度要求，利用Excel表格进行分段桩号计算，通过直缓点（ZH）和缓直点（HZ）桩号确定中线坐标，得出第二行为已知数据。进一步分段计算，通过下拉进行自动运算操作，并将其由中桩坐标转为绝对坐标，最终求得所需工程点坐标。

（3）AutoCAD生成曲线，将所得Excel表格所得坐标复制到记事本上，全选数据，在CAD中进行复制，对于较大的坐标系采用UCS进行复制，转化坐标原点，同时在编辑命令中选择样条曲线，由此得出此段线路的中线。

（4）结构物定位，根据生成曲线结合已知点坐标以及结构物本身的三维关系绘制其成体图。

（5）坐标查询点，AutoCAD利用查询功能对所绘图纸进行结构物其他点的计算。

3 结语

工程测量在工程施工的过程中占据着重要地位，对保证工程施工安全异常重要。AutoCAD和Excel软件是两种常用的工程测量软件，AutoCAD主要用于内业资料计算和管理，Excel主要用于成果、边长方位角表计算、水准测量数据处理等，二者结合使用，能够进一步增强测量结果的准确性，具有推广应用价值。

参考文献

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