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现代物业・新建设  2013年第12卷第4期
现代建设  Modern Construction
一、引言
在一般的工业与民用建筑物基坑变形监测中，水平位移的观测方法多采用全站仪极坐标法，因为其方法简便，操作成本低，灵敏度高，观测数据能直接反映位移状况，比较直观。
在分析数据的各种方法中，垂距法是较常用的一种方法。监测点的水平位移按移动方向有垂直、平行于基坑边2种。很明显，垂直于基坑边方向的位移是实际评估基坑边变形状况的主要标准，故常采用量取点沿垂直基坑边垂距的比较作分析。具体流程为对目标点测量平面坐标，测量若干次取坐标平均值作为当次的结果展绘在CAD图上，在CAD图上固定参考线（参考线平行于边坡线或实测边坡线展绘到CAD上），每次量取各观测点至参考线的垂距，与前一次的垂距差即为当次位移量，累计位移量则与第一次垂距做比较。从而判断基坑坡顶水平位移目标点垂直于基坑边方向的水平位移情况。而平行于基坑边方向的水平位移量则因不具有太大参考意义而被忽略。
如遇大中型基坑，监测点数量较大（50个以上），在初期监测频率要求每2至3天/次的情况下，内业数据处理的难度主要体现为：在CAD图上手工量取垂距计算时间长（至少半小时），过程繁琐，容易出错，检查耗时长等等；如果应用高级语言如Fortran、Basic或者C++编程计算，虽然比手算快，但是由于计算在后台进行，外业观测数据和已知条件的输入不直观，出现错误比较难检查。而使用Excel的公式编辑功能，可以实现自动计算每次监测点到边坡线的垂距，快速准确处理数据的目的。Microsoft Excel是微软公司基于Windows操作平台开发的
一款微机数据处理软件，它具有丰富的表格特性和强大的数据处理能力，界面清晰友好，能够方便地进行数据处理和函数运算，利用它进行监测点垂距的计算非常方便。在实际应用时内业处理2分钟便可完成。
二、计算原理
从几何关系看，求任意点到任意边的垂距，可以理解为求由这一点一边构成的三角形的高H。如下图：
线段AJ为边坡线，JC01为监测点。
现已知A（Xa,Ya）、J(Xj,Yj)、JC01(Xc,Yc)三点坐标，可以求得三角形A-J-JC01的面积。公式如下：
S =（Xa-Xj）・(Ya+Yj)/2+（Xj-Xc）・(Yj+Yc)/2+（Xc-Xa）・(Yc+Ya)/2线段AJ长度为
由此得H=
也就是该点到AJ段边坡线的垂距。
三、Excel应用于基坑水平位移垂距法计算
（一）工作思路
1、Excel表格初始化，输入已知数据；
关于Excel在基坑水平位移监测中垂距法自动计算的应用
陈昊
（深圳市勘察研究院有限公司，广东  深圳  518026）
摘  要：利用Excel丰富的表格特性和强大的数据处理能力，编写基坑水平位移垂距法的计算程序。界面清晰，数据输入方便，运算过程自动化。关键词：水平位移；垂距；Excel
中图分类号：[TU198+.2]    文献标识码：A    文章编号：1671-8089（2013）04-0026-02
［作者简介］  陈昊（1980- ），籍贯：广东肇庆，研究方向：工程测量。D
S
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2、根据边坡线两端点的坐标和监测点的坐标（观测值加改正值）推算各监测点到边坡的垂距。
（二）创建表格和输入数据
1、运行Microsoft Excel，新建一个文件，赋名存盘。本例文件名是“ZDCJ.XLS”。本例基坑布点位置平面图如下所示：以AJ段边坡线为例，实地长度约200m，共布设有10个监测点。
2、输入文字项目：行标题、列项目（点号）和其他文本信息，这些文字信息可以为工作表中的各项值提供框架。根据表头提示输入监测点观测数据和已知数据：边坡线端点坐标。
在Excel表格中，按如下顺序填入数据：
第A列为监测点号，第B列为监测点Y坐标，第C列为监测点X坐标，第D列留空填计算垂距的公式，第E列为A点Y 坐标，第F列为A点X坐标，第G列为J点Y坐标，第H列为J点X坐标。
3、推算各监测点到边坡的垂距在单元格D2中输入计算公式：
=ABS((E2-G2)*(F2+H2)/2+(G2-B2)*(H2+C2)/2+(B2-E2)*(C2+F2)/2)*2/SQRT((E2-G2)^2+(F2-H2)^2)ABS()为求绝对值函数，AQRT()为求开方函数。
现只需要将JC01的测量坐标平均值填入表格中相应位置即可以自动计算点到边坡线的垂距。其余监测点的垂距均可按上法进行自动计算（如AJ段只需将E至H列数据往下复制20行，往下拖动单元格D2即可完成AJ段20个点的垂距计算），将大大减轻工作量并且不会出错。如下表：
其余各边观测点垂距计算同上，需输入两端点坐标及观测点坐标即可按公式计算出垂距。
四、应用Excel计算垂距的优点
在Excel中进行内业数据处理具有很多明显的优点：1、Excel是Windows操作系统的常用软件，几乎每一台装有Windows操作系统的电脑都可以进行计算。
2、Excel采用表格形式进行垂距计算。观测数据、已知数据、中间数据和最后的成果数据分列于表中，
在界面上与传统的手算平差表格形式非常接近，清晰直观，便于检核和修改。Excel具备拖动运算功能，只需编写第一个单元格的公式，拖动该单元格即可自动完成其他单元格的计算，非常方便。
3、使用Excel计算后内业处理由至少半小时压缩到不到2分钟，十分快捷。
小结
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在Excel中进行内业数据处理具有很多明显的优点：Excel是Windows操作系统的常用应用软件；观测数据、已知数据、中间数据和最后的成果数据分列于表中，在界面上清晰直观，便于检核和修改；Excel具备拖动运算功能，只需编写第一个单元格的公式，拖动该单元格即可自动完成其他单元格的计算，非常方便。
参考文献：
[1] 蔡国标.Excel在坐标转换中的应用[A].华东地区第九次
测绘学术交流大会论文集[C].2005.
[2] 张述清.Excel在测量中的应用[J].测绘通报，2000
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[3] 贾咸丰，杜爱花.利用Excel和AutoCAD绘制地质剖面图
[A].2011全国矿山测量新技术学术会议论文集[C].2011.
陈昊：关于Excel在基坑水平位移监测中垂距法自动计算的应用