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OFFICE高级应用结业论文

Excel VBA 技术

在水域工程地震勘探中的高级应用

Excel VBA technology

in the waters of engineering seismic prospecting of the Advanced Application

二零零九年十二月十三

目录

Excel VBA 技术 (2)

在水域工程地震勘探中的高级应用 (2)

摘要: (3)

Abstract (3)

关键词: (3)

Keyword： (3)

前言： (3)

1系统功能分析与设计 (4)

2主要功能模块介绍 (4)

2. 1导入GPS数据 (4)

2. 3手动输入炮点号自动插值 (5)

2. 4横测线相对坐标计算 (6)

2. 5备份原始数据表、导出数据成果表 (6)

3少量手动操作与 (6)

4结束语 (6)

参考文献： (7)

Excel VBA 技术

在水域工程地震勘探中的高级应用

Excel VBA technology

in the waters of engineering seismic

prospecting of the Advanced Application

摘要: Excel VBA (Visual Basic for Application)是一种面向对象程序设计语言,具有简单易用,开发功能强大等优点,可实现从“定型软件应用程序”到“软件构造模块”的转变,进而可为广大工程技术人员提供极大的方便。这里在学习Excel VBA技术的基础上,初步研究了该技术在工程地震勘探领域中的应用。通过研究水域走航式浅层反射地震勘探资料的预整理过程中存在的效率问题,采用Excel VBA技术编制了“水域走航式浅层反射地震勘探预整理系统”。目前,该系统已成功应用于福建省建筑设计研究院勘察分院的实际水域工程地震勘探项目当中,极大地提高了资料整理的效率,并降低了出错的概率。Abstract ：Excel VBA (Visual Basic integrity is used to apply) is an object-oriented programming language, is easy to use, develop powerful etc, can achieve from "finalize the design software applications" to "software module", which can provide for the engineering and technical personnel of the great convenience. Here in the study of Excel VBA technology based on the technology, a preliminary study on the application fields of seismic exploration in the project. Through the study of shallow waters go aeromagnetic data of seismic reflection of finishing process efficiency, use of Excel technology of "water VBA or walk in shallow earthquake reflection seismic exploration aerospace finishing system" (. At present, the system has been successfully applied in Fujian province of architectural design and research of the actual water engineering investigation branch of seismic exploration project, has greatly improved the efficiency of data, and reduce the error probability.

关键词: Excel; VBA; 水域; 工程地震; 地震勘探

Keyword：Excel; VBA; Walters；Engineering Seismology；seismic exploration

前言：

Microsoft Excel是目前最优秀的电子表格软件之一,为众多的工程技术人员广泛使用,它主要用于日常的数据整理,数据分析与处理工作。但是在数据量庞大,且需要做很多重复性的操作时,人工处理数据和整理工作就会显得很烦琐和费时,也非常容易出错。为此,Microsoft Excel 提供了VBA,它可以帮助用户从繁重的、重复性的数据处理工作中解脱出来。用户在编写应用程序后,只需点击有关的按钮,即可启动相应的应用程序,并立即得到结果12345。VBA 全称为“Visual Basic for App lica2tion”,是新一代Microsoft Windows应用软件通用的宏控制语言,其所开发的程序需要宿主程序(如Excel)才能运行。VBA以其强大的开发功能与易用性相结合,实现了从“定型软件应用程序”到“软件构造模块”的转变。由于VBA体现了独特优越的编程思想,正在逐渐成为业界标准,已经有来自二十三个不同行业的一百余家独立软件厂商宣布,将VBA集成到他们开发的应用程序中,其中包括著名的Autodesk、Adobe等456。在水域工程地震勘探中,尤其是水域走航式浅层反射地震勘探,在进行资料处理与解释之前,常需对野外工作中获得的基础资料或数据进行整理或归档。如对GPS测量点数据归档,进行潮位改正等。另外,由于我院水域工程地震勘探所采用的是自主开发的船载式连续冲击震源78,通常还必须人工手动记录与GPS测量点对应的地震记录炮点号(即炮点文件名) ,并输入到计算

机中。显然,这些工作都是一些重复性的人工劳动,不仅工作量大,效率低,而且容易出错。基于此,我们应用Excel VBA 技术开发了“水域走航式浅层反射地震勘探预整理系统”,该系统以Excel工作簿的方式来表现。

1系统功能分析与设计

通过对水域走航式浅层反射地震勘探资料预整理阶段所要进行的主要工作的分析,我们绘制了预整理系统的流程图(见图2) ,并根据该流程图,展开了“水域走航式浅层反射地震勘探资料预整理系统”的程序编制工作,所对应的工程组件见下页图3。

2主要功能模块介绍

预整理系统的主要功能模块,包括“导入GPS数据”、“潮位改正程序”、“手动输入炮点号自动插值”、“提取顺序地震记录炮点号”、“地震记录炮点号单炮插值”、“横测线相对坐标计算”、“备份原始数据表”和“导出数据成果表”等五大部份,下面分述如下。

2. 1导入GPS数据

本功能模块可以将一个或多个GPS测线数据文件,导入到Excel工作表中。导入后的记录按时间顺序排列,并自动判断每条测线的近似测量方向。GPS测线数据文件的数据格式为文本格式,一般可由水上导航软件(如“水上工程～自由行”)按照指定格式导出得到9。此外,由于算法的限制,一条测线应对应于一个GPS测线数据文件,因为判断测线测量方向及本系统的若干后续功能模块,均与该GPS测线号有关。

2. 2潮位改正程序

在进行潮位改正之前,还需要在“潮位数据”工作表中,输入验潮站的高程坐标和当天的潮位观测数据,包括潮位观测时间及其对应的潮位观测值。当输入完毕后,即可点击“主程序”工作表的“潮位改正”按钮,即可快速完成炮点号潮位改正,从而得到炮点号的高程坐标。潮位改正采用的是线性插值方法,即由潮位观测数据插值得到各个炮点号测量时间所对应的高程。值得注意的是,在实际工作中,潮位观测人员的计时器或其它计时设备,应与GPS的卫星时间同步,以减小人为的潮位改正误差。

图1“主程序”工作表界面

Fig. 1The interface of "main program"

图2预整理系统流程图

Fig. 2Flow chart of p re - processing system

2. 3手动输入炮点号自动插值、提取顺序地震记录炮点号和地震记录炮点号单炮插值

对于水域走航式浅层反射地震勘探而言,与GPS测量点数据对应的炮点号,常通过以下二种工作方式获得。

(1)手动输入炮点号。这种工作方式,就是将GPS导航软件每隔一段时间记录一个GPS测点,通常是8 s或10 s,此时,人工记录该时刻对应地震记录的炮点号。但是,这种作法会产生炮点号的延时误差,而且会出现漏记炮点号情况。针对漏记炮点号的情况,我们编制了“手动输入炮点号自动插值”功能模块来解决,插值方法为线性插值,但首先应手动输入GPS测点数据所对应的炮点号。这在数据较多的情况下,工作量是比较大的。

(2)自动提取顺序地震记录炮点号。当将地震测量仪器的系统时间与GPS卫星时间同步时,勿须记录GPS测点对应地震记录的炮点号。有时出于检查的需要,也可少量记录炮点号,通常记录单条测线的起始GPS测点所对应的地震记录炮点号,测量的中间段可少量记录炮点号。为了获得GPS测量点及其对应地震记录的炮点号,我们编制了“自动提取顺序地震记录炮点号”功能模块,以GPS测点测量时间和地震顺序原始数据文件的测量时间为连接钮带,自动提取GPS测点所对应的地震记录炮点号。该模块可一次性快速实现工作日当天,所有GPS测点

数据对应的炮点号的提取工作,并标记出该炮点号对应的地震记录文件所在的数据文件夹。但是,采用这种方式进行工作时,应注意地震测量仪器的系统时间是否严重延时。建议在某一工区工作首日,同时进行手动记录炮点号,与本工作方式并加以对比,以决定是否采用该

工作方式进行。此外,由于某些特定的需要,如需精确获得地震记录单个炮点号所对应的GPS 点坐标,可采用“地震记录炮点号单炮插值”,算法采用线性插值。

2. 4横测线相对坐标计算

在地震数据处理与解释成果图的绘制过程中,常常需要计算横测线的相对坐标。一般来说,沿纵测线中轴线的前进方向,纵测线与横测线交点的相对坐标为0,横测线左边为负值坐标,右边为正值坐标。根据该原理,编制了“横测线相对坐标计522 物探化探计算技术31卷算”的功能模块。首先,应在“横测线中点坐标表”的表中进行手动输入,纵测线与横测线交点坐标; 然后判断测线是横测线还是纵测线。对于横测线而言,按上述原理进行计算;而对于纵测线而言,不进行计算但相对坐标列值均注明为“纵测线”。

2. 5备份原始数据表、导出数据成果表

由于在进行“手动输入炮点号自动插值”、“提取顺序地震记录炮点号”、“地震记录炮点号单炮插值”以及“横测线相对坐标计算”等操作时,会不可逆地改变原始数据表,因此为了慎重起见,编制了“备份原始数据表”功能模块。当水域走航式浅层反射地震勘探资料预整理完成后,应将数据成果表输出,该成果表不带有Excel VBA代码文件,应删除一些无用信息,如工作表的操作按钮等,以减小数据的文件大小。最终的数据成果表包括“主程序”工作表和“潮位数据”工作表,其中,“主程序”工作表可选择需要的字段进行导出

3少量手动操作与预整理系统的辅助功能模块虽然“预整理系统”能够快速完成绝大多数的资料整理工作,但还有一些操作还是需要少量的人工工作未完成。在实际测量工作中, GPS水上导航软件一般记录的线号是其默认的线号,而非该测线的设计线号。通常,实测的测线长度要比对应的设计测线的长度要大,这就需要在实测测线的设计测线段,手动输入设计测线号。另外,还可能会出现一些需要注意的事项,如实际测线上出现礁石,地震测量仪器或GPS测量仪器发生故障的位置等,这些信息均需要手动输入到Excel工作表的“备注”列中。此外“预整理系统”还包含一些辅助模块,如“清空数据表”可在工作之初删除无用数据,为新的工作做好准备;“删除设计线号为空的记录”可以自动删除“设计线号”为空的记录。

4结束语

综上所述,其实我们利用Excel VBA技术所做的这些工作,归根到底是把一些重复性的,可自动完成的,但却需要大量工作量的工作,采用计算机技术,结合专业技术的手段予以完成,以便快速实现水域走航式浅层反射地震勘探资料的预整理工作,从而使我们能将主要精力集中在地震记录数据的分析、处理与解释当中,以便在施工现场针对出现的问题,提出相应的解决方法。如震源能量大小设置,数据采集参数试验,以及数据质量评价等。目前,“水域走航式浅层

反射地震勘探预整理系统”已成功应用于本院实际水域工程地震勘探项目中,极大地提高了资料整理的效率,并降低了出错的概率。由于关于Excel VBA在地球物理勘探如工程地震勘探的应用,我们只是作初步的学习与摸索,且系统界面未免有些粗糙,仅是以按钮控件与功能模块进行简单连接。此外,还有些功能模块应进一步完善算法,如“横测线相对坐标计算”功能模块中,根据特定需要应增加偏航判断。在潮位改正时,有时可直接得到精确的测点高程如何处理等,因此,该系统仍有待于进一步的完善。

参考文献：

[ 1 ] 石海荣. 用VBA在EXCEL 中进行土层物理力学指标统计[ J ]. 工程地质计算机应用, 2000, 19 (4) : 23.

[ 2 ] 杜茂康. Excel与数据处理[M ]. 北京: 电子工业出版社, 2002.

[ 3 ] 黄文斌,马容山. EXCEL加VBA用于边坡稳定计算之探索与实践[ J ]. 工程地质计算机应用, 2003, 32

[ 4 ] 孙敬杰. ExcelVBA 入门与实例演练[M ]. 北京: 中国青年出版社, 2005.

[ 5 ] 韩小良,韩舒婷. Excel VBA 从入门到精通[M ]. 北京: 中国铁道出版社, 2006.

[ 6 ] 北京博彦科技发展有限责任公司. Office VBA 编程高手[M ]. 北京: 北京大学出版社, 2000.

[ 7 ] 刘宏岳. 水域浅层地震反射波勘探数据处理及工程实例[ J ]. 福建建设科技, 2008,

(2) : 28.

[ 8 ] 李哲生. 水域地震法工程物探的震源、数据处理及工程应用[ J ]. 福建建筑, 2000, 70 ( S2) : 101.

[ 9 ] 南方测绘仪器有限公司. 水上工程- 自由行操作手册[DB /CD ]. 2006.

作者简介:张波(1988 - ) ,男,本科,地理科学专业