Обзор средств для автоматизации геодезических вычислений

практически всегда создание топографического плана не является самоцелью,

план содержит необходимую информацию для проектирования инженерных

сооружений, информационных систем и т.д. В законченных цифровых технологиях

эти задачи решаются программными средствами. Ясно, что специализированный

топографический пакет вовсе не обязан содержать средства, например, для

проектирования дренажных систем. Однако обеспечение экспорта моделей

местности для дальнейшей обработки должно быть обязательно.

Основные характеристики Основные параметры включенных в

настоящий обзор пакетов программ приведены в таблице.

|Характеристики |Topocad |FieldWorks |

|Разработчик |SMT Datateknik, |Intergraph, США |

| |Швеция | |

|Операционная |Windows 3.1, 95, NT|Windows 95, NT |

|система | | |

|Графическая среда |не требуется |MicroStation |

|Оперативная память,|12 |16 |

|Мб | | |

|Объем дисковой |15 |35 |

|памяти, Мб | | |

|Русская версия |есть |нет |

|Графический формат |Собственный TOP |Собственный FLD |

|Импорт полярных |Geotronics, Leica, |Любые форматы |

|измерений |Psion, Sokkia* | |

|Редактор |есть |есть |

|результатов | | |

|измерений | | |

|Импорт результатов |Любые форматы |Любые форматы |

|спутниковых | | |

|наблюдений | | |

|Обработка |Одиночные ходы 5 |Произвольные сети |

|обоснования |типов,обратная | |

| |засечка | |

|Уравнивание по МНК |нет |есть |

|Контроль грубых |есть |есть |

|ошибок | | |

|Вычисление |есть |есть |

|прямоугольных | | |

|координат пикетов | | |

|Полевое кодирование| | |

|объектов: | | |

|- кодирование |слой, условный |слой, условный знак, атрибуты,|

|точечных объектов |знак, атрибуты |символ, текст, использование в|

| | |ЦМР |

|- кодирование |есть |есть |

|ломаных линейных | | |

|объектов | | |

|- кодирование |нет |есть |

|соединений | | |

|- кодирование |нет |есть |

|кривых | | |

|- «функции»** |5 типов |нет |

|Графический |есть |нет*** |

|редактор | | |

|Структуризация |Слой, цвет, тип |Слой, цвет, тип линии |

|графических |линии | |

|объектов | | |

|Создание |есть |есть |

|собственных | | |

|условных знаков | | |

|Российские условные|есть |есть |

|знаки | | |

|Построение ЦМР |полуавтоматическое |автоматическое по кодам точек |

|Построение |автоматическое |автоматическое |

|горизонталей | | |

|Создание «твердых» |Любые устройства, |Любые устройства, |

|копий |поддерживаемые |поддерживаемые Windows |

| |Windows | |

|Экспорт данных |DXF, DWG |Через DGN MicroStation в |

| | |другие приложения Intergraph, |

| | |DXF и DWG |

|Построение |Доп. Модули Profile|Пакет SiteWorks |

|профилей, |и Volume | |

|вычисление объемов | | |

* реализация в версии 3.0 апрель 1998.

** Функции позволяют автоматически построить по серии точек с

одинаковыми кодами прямоугольник, дугу, окружность, определить координаты

недоступной точки по вехе с двумя отражателями.

*** Пользователю абсолютно недоступны средства MicroStation, даже

элементарные (построение линий, текста и т.д.). Все графические построения

выполняются автоматически по кодам точек.

По приведенным данным можно сделать вывод, что пакет TopoCad является

вполне универсальным средством для проведения топографических работ. Пакет

недорогой и простой в изучении. Может быть рекомендован для оперативной

обработки данных в полевых подразделениях и окончательного оформления

моделей. Основной принцип FieldWorks - готовая модель местности по кодам.

Построение контурной части и модели рельефа выполняются изменением

управляющих кодов. Система управляющих кодов очень мощная и позволяет

обойтись без построения графики с помощью мыши. Для подключения условных

знаков и типов линий доступны все ресурсы MicroStation. Это более мощный,

но и более сложный пакет. Может быть рекомендован для камеральных

подразделений достаточно крупных организаций.

Но, вновь обращая внимание на то, что рассмотренные программные средства

ориентированы на производственно-научную работу, но по сути представляют

из себя готовые технологии, позволяющие автоматизировать вообще большую

часть цикла, начинающегося от производства полевых работ, и

заканчивающегося созданием готовой карты, которую можно распечатать на

соответствующем устройстве.

Это, конечно, является очень удобным при решении задач именно такого

плана, но, напротив, создает трудности, когда решаемая задача «выбивается»

из этих рамок. Поэтому становится необходимым рассмотреть универсальные

средства автоматизации, позволяющие решать задачи в принципе любого

профиля, какими являются универсальные электронные таблицы.

Программа Microsoft Excel. Краткое описание возможностей.

Сложившаяся ситуация такова, что наибольшее распространение в России

получили программные продукты корпорации Microsoft. Отвлекаясь от других

аспектов данной темы, тем не менее необходимо сказать, что это создает

некую универсальность в их применении, или даже некий необъявленный

стандарт, т.к. программные продукты этой корпорации сейчас можно найти

практически на любом компьютере, а следовательно, совместимость будет

обеспечена. К тому же продукция Microsoft являет собой весьма универсальные

средства, которые можно использовать для решения очень многих задач, и

кроме того, весьма высока степень интеграции между продуктами, что и

обуславливает их популярность в том числе.

В пакет Microsoft Office, работающий под управлением операционной системы

Microsoft Windows, входит в том числе и мощное средство разработки

электронных таблиц Microsoft Excel. (Кстати, нужно сказать, что хотя и

существуют другие средства разработки электронных таблиц и автоматизации

вычислений, но они, во-первых, встречаются крайне редко (скажем, во

внутрифирменном использовании какой-либо компании для своих специфических

нужд, а во-вторых, как уже было сказано, продукты Microsoft стали

практически стандартом де-факто, чему способствовала и их большая

универсальность). Таким образом, именно Microsoft Excel был выбран мной

для разработки средства автоматизации расчетов в лабораторной работе

«Предварительные вычисления в триангуляции». Поэтому другие средства

построения электронных таблиц здесь не рассматриваются, но зато уделяестся

внимание некоторым специфичным средствам Excel.

Возможности EXCEL очень высоки. Обработка текста, управление базами

данных - программа настолько мощна, что во многих случаях превосходит

специализированные программы-редакторы или программы баз данных. Такое

многообразие функций может поначалу запутать, чем заставить применять на

практике. Но по мере приобретения опыта начинаешь по достоинству ценить

то, что границ возможностей EXCEL тяжело достичь. За 14-летнюю историю

табличных расчётов с применением персональных компьютеров требования

пользователей к подобным программам существенно изменились. В начале

основной акцент в такой программе, как, например,VisiCalc, ставился на

счётные функции. Сегодня положение другое. Наряду с инженерными и

бухгалтерскими расчетами организация и графическое изображение данных

приобретают все возрастающее значение. Кроме того, многообразие функций,

предлагаемое такой расчетной и графической программой, не должно

осложнять работу пользователя. Программы для Windows создают для этого

идеальные предпосылки. В последнее время многие как раз перешли на

использование Windows в качестве своей пользовательской среды. Как

следствие, многие фирмы, создающие программное обеспечение, начали

предлагать большое количество программ под Windows.

Окно EXCEL.

Окно Excel содержит множество различных элементов. Некоторые из них

присущи всем программам в среде Windows, остальные есть только в окне

Excel. Вся рабочая область окна Excel занята чистым рабочим листом (или

таблицей), разделённым на отдельные ячейки. Столбцы озаглавлены буквами,

строки - цифрами. Как и во многих других программах в среде Windows,

вы можете представить рабочий лист в виде отдельного окна со своим

собственным заголовком - это окно называется окном рабочей книги, так как в

таком окне можно обрабатывать несколько рабочих листов. На одной рабочей

странице в распоряжении будет 256 столбцов и16384 строки. Строки

пронумерованы от 1 до 16384,столбцы названы буквами и комбинациями букв.

После 26 букв алфавита колонки следуют комбинации букв от АА,АВ и т.д. В

окне Excel, как и в других программах под Windows, под заголовком окна

находится строка меню. Чуть ниже находятся панели инструментов

Стандартная и Форматирование. Кнопки на панели инструментов позволяют

быстро и легко вызывать многие функции Excel. Оформление рабочих листов.

Выбор шрифта. Изменить тип, размер шрифта или исполнение текста можно

выделив соответствующие ячейки и открыв меню Формат. Выбрав команду Ячейки

вменю Формат. После этого на экране появится диалог в котором будут указаны

различные шрифты. Можно выбрать любой шрифт из списка предложенных. При

выборе шрифта можно просматривать его начертание в окне пример. Для

выбора типа шрифта, его размера и стиля можно использовать поля и кнопки,

расположенные на панели инструментов. Типы шрифтов. В настоящее время для

оформления таблиц и документов используется большое количество шрифтов.

Один из главнейших факторов, который необходимо принимать во внимание, -

это разборчивость текста, оформление тем или иным шрифтом.

Стили.

Наряду с выбором типа шрифта и его размера можно выбрать стиль шрифта:

курсив, полужирный или с подчёркиванием. Используют эти стили

только для выделения важной информации в тексте документов и таблиц.

Цвета и узоры.

В Excel можно выделить в таблице некоторые поля с помощью цвета и узора

фона, чтобы привлечь к ним внимание. Это выделение надо использовать

осторожно, чтобы не перегрузить таблицу. Выберите вкладку Вид в диалоге

Формат ячеек. Здесь для выделенных ячеек можно выбрать цвет закраски с

помощью палитры. Форматирование чисел. Если нужно, чтобы записи

превратились в удобный документ, следует произвести форматирование

чисел в ячейках. Проще всего форматируются ячейки, куда заносятся

денежные суммы. Для этого нужно выделить форматируемые ячейки. Затем

выбрать команду меню Формат - Ячейки, а в появившемся диалоге - вкладку

Число. Выбирается в группе слева строку Денежный. Справа появится несколько

возможных вариантов форматов чисел. Формат числа определяется видом

цифрового шаблона, который может быть двух видов: Чтобы лучше понять их

назначение, рассмотрим варианты форматирования числа13.В первой колонке

взяты шаблоны форматов, как в поле Коды формата. Во второй колонке вы

видите, как будет выглядеть число в результате форматирования. Формат

Результат

#.###,## 13

0.000,00 0.013,00

#.##0,00 13,00

Если в качестве цифрового шаблона используется ноль, то он сохранится

везде, где его не заменит значащая цифра. Значок номера (он изображен в

виде решетки) отсутствует на местах, где нет значащих цифр. Лучше

использовать цифровой шаблон в виде нуля для цифр, стоящих после

десятичной запятой, а в других случаях использовать "решетку". Если вы

оперируете числами, где больше двух разрядов после запятой и цифры в них

не равны нулю, то происходит округление в большую или меньшую сторону.

Точно так же Excel округляет дробные числа, которые форматировали как

целые, т.е. без разрядов после запятой. Округляются, однако, только

числа, которые выводятся на экран, в расчетах используются точные значения.

В поле Коды формата можно выбрать вариант задания сумм, которые идут "в

минус": наряду с обычным минусом их можно выводить красным, что часто

используется при оформлении бухгалтерской документации.

Проверка орфографии.

В пакете Excel имеется программа проверки орфографии текстов,

находящихся в ячейках рабочего листа, диаграммах или текстовых полях.

Чтобы запустить её нужно выделить ячейки или текстовые поля, в которых

необходимо проверить орфографию. Если нужно проверить весь текст,

включая расположенные в нем объекты, выберите ячейку, начиная с которой

Excel должен искать ошибки. Далее нужно выбрать команду Сервис -

Орфография. Потом Excel начнет проверять орфографию в тексте. Можно

начать проверку при помощи клавиши F7.Если программа обнаружит ошибку или

не найдет проверяемого слова в словаре, на экране появится диалог

Проверка Орфографии.

Операторы.

Все математические функции описываются в программах с помощью

специальных символов, называемых операторами. Полный список операторов

дан в таблице.

Оператор Функция Пример

Арифметические операторы

- 10 -

+ сложение =A1+1

- вычитание =4-С4

* умножение =A3*X123

/ деление =D3/Q6

% процент =10%

Операторы связи

: диапазон =СУММ(A1:C10)

; объединение =СУММ(A1;A2;A6)

Текстовый оператор соединения

& соединение текстов

Текстовый оператор соединения преднозначен для того, чтобы при

создании образца документа не вносить, например, каждый раз вручную, даты

- программа сама будет обращаться к ячейке, в которой проставили дату.

Перевычисление рабочих листов.

По умолчанию при вводе, редактировании формул или при заполнении

формулами ячеек все вычисления формул в рабочем листе происходят

автоматически. Однако при сложных интеграционных расчетов это может занять

продолжительное время, поэтому можно отменить автоматическое вычисление.

Для этого нужно выбрать команду меню Сервис -Параметры, далее в появившейся

вкладке Вычисление выбрать опцию Вручную и установить переключатель

Перевычислять перед сохранением. После этого все вычисления в рабочем

листе будут происходить только после нажатия клавиши Вычислить.

Функции Excel.

Функции призваны облегчить работу при создании и взаимодействии с

электронными таблицами. Простейшим примером выполнения расчетов является

операция сложения. Воспользуемся этой операции для демонстрации преимуществ

функций. Не используя систему функций нужно будет вводить в формулу

адрес каждой ячейки в отдельности, прибавляя к ним знак плюс или минус. В

результате формула будет выглядеть следующим образом:

=B1+B2+B3+C4+C5+D2

Заметно, что на написание такой формулы ушло много времени, поэтому

кажется что проще эту формулу было бы легче посчитать вручную. Чтобы

быстро и легко подсчитать сумму в Excel, необходимо всего лишь

задействовать функцию суммы, нажав кнопку с изображением знака суммы или

из Мастера функций, можно и вручную впечатать имя функции после знака

равенства. После имени функций надо открыть скобку, введите адреса

областей и закройте скобку. В результате формула будет выглядеть

следующим образом:

=СУММ(B1:B3;C4:C5;D2)

Если сравнить запись формул, то видно, что двоеточием здесь обозначается

блок ячеек. Запятой разделяются аргументы функций. Использование блоков

ячеек, или областей, в качестве аргументов для функций целесообразно,

поскольку оно, во первых, нагляднее, а во вторых , при такой записи

программе проще учитывать изменения на рабочем листе. Например нужно

подсчитать сумму чисел в ячейках с А1 по А4.Это можно записать так:

=СУММ(А1;А2;А3;А4)

Или то же другим способом:

=СУММ(А1:А4)

Создание диаграмм.

Работать с электронными таблицами само по себе большое удовольствие, но

если бы удалось превратить сухие столбцы чисел в наглядные диаграммы и

графики. Такую возможность дает Excel. В Excel есть два различных способа

сохранения в памяти диаграмм, составленных по вашим числовым данным: это,

во-первых, "внедрённые" диаграммы и, во-вторых, "диаграммные страницы".

Внедрённые диаграммы представляют собой графики, наложенные на рабочую

страницу и сохраняемые в этом же файле; в диаграммных страницах создаются

новые графические файлы. Создать внедренную диаграмму проще всего с помощью

Мастера диаграмм, составляющего часть пакета Excel. Панель инструментов

диаграмм. Диаграммы можно создавать не только с помощью Мастера

диаграмм. Также это можно делать и другим способом -даже более быстро- с

помощью панели инструментов Диаграмма. Включить изображение этой панели на

экране модно с помощью меню Вид - Панели инструментов. Пример: Введём любые

данные, на основе которых можно построить диаграмму. Выделяем данные и

нажимаем на панели инструментов кнопку с изображением стрелки,

направленной вниз, чтобы открыть список типов диаграмм. Выбрав тип

диаграммы и задав в рабочем листе прямоугольник необходимого размера,

запускаем мастер диаграмм. Если нужно создать диаграмму на отдельном

листе, то надо выбрать строку Диаграмма в поле Создать. После короткого

диалога с Мастером диаграмм будет создан отдельный рабочий лист.

Диаграммы-торты.

Обычно таким наглядным представлением данных пользуются, когда надо

показать составляющие доли в процентах от целого. Создать её на экране

можно, также как и диаграмму любого другого типа, с помощью мастера

диаграм. Професиональное оформление.

Для оформления документов Excel предлагает кроме графиков и диаграмм

возможность создавать другие графические объекты, например вычерчивать на

экране, а потом распечатывать прямоугольники, эллипсы, прямые и кривые

линии, дуги и др. Можно также выполнить рисунки с помощью отдельных

графических объектов, что никто не будет подозревать, что они выполнены с

помощью Excel, а не специально графического редактора. Для создания

рисунков предназначены кнопки, расположенные на панели инструментов

Рисование. Включить изображение этой панели на экране можно с помощью

кнопки которая находится на панели инструментов Стандартная.

Обмен данными.

Во всех программах, написанных для операционной системы Windows,

пользователь может пользоваться ее буфером обмена(Clipboard),он

представляет особую область памяти, предоставляемый операционной средой

в распоряжение различных программ. Используя буфер, можно, работая например

в Excel, прерваться и практически мгновенно перейти в другую программу,

которую Windows держит для вас наготове. Причем независимо от текущей

программы переход осуществляется с помощью одной и той же команды. Для

этого нужно выделить соответствующие ячейки. Занести данные в буфер,

используя для этого команду меню Правка - Копировать, либо комбинацию

клавиш Ctrl+C. Теперь либо сам Excel, либо иная программа может вынуть

данные из буфера с помощью команды меню Правка - Вставить или одной из двух

комбинаций клавиш: Shift+Insert или Ctrl+V.

Текстовый редактор Word для Windows.

Из буфера обмена данные поступают в Word для Windows в виде таблицы. Эта

программа понимает все форматы Excel. Гарнитура и размеры шрифта также

сохраняются в неизменном виде. Используя меню обработки таблиц

текстового редактора можно обрабатывать в нем данные.

Экспорт.

Excel может хранить рабочие листы в памяти в различных форматах.

Чтобы задать свой формат, нужно выбрать команду меню Файл - Сохранить

как, где есть поле Тип файла. Там имеется список форматов, в которые Excel

может преобразовать свои файлы.

Конечно, далеко не всегда при разработке средств автоматизации

геодезических вычислений могут понадобиться все средства MS Excel, так как

программа содержит чрезвычайно большое количество функций и возможностей,

начиная от работы со статистическими данными, и заканчивая работой с

построением графиков и диаграмм,что скорее нужно в делопроизводстве или

бухгалтерии. Но полностью отметать использование их нельзя, так как

дополнительные возможности программы не только не мешают, но иногда могут

быть использованы самым неожиданным способом, так, напримр, мой

знакомый,используя исключительно средства построения графиков и диаграмм MS

Excel, создал таблицу, которая автоматизировала построение модели

рельефа,полученной по результам нивелирной съемки местности способом «по

квадратам».

Краткое описание электронной таблицы, автоматизирующей выполнение

лабораторной работы «Предварительные вычисления в триангуляции».

Довольно большой объем однообразных вычислений, требующийся для

выполнения данной работы, натолкнул меня на мысль сделать электронную

таблицу, которая бы позволила автоматизировать данный процесс. Кроме того,

несмотря на то, что исходные данные в каждом варианте были различны, но их

количество и структура бла неизменной-одинаковое число пунктов и одинаковое

их расположение. Для решения такой задачи очень хорошо подходила программа

MS Excel, тем более что данные представлены в таблицах. Следовательно,

задача свелась лишь к формализации процесса вычислений, т.е. необходимо

было создать совокупность электронных таблиц, которые внешне выглядели бы

точно так же, но вычисления – автоматизированы. Эта задача решается просто

записыванием соответсвующих формул в соответсвующие ячейки, где

производилась бы обработка данных, которые программа взяла бы из других

ячеек(с исходными данными, куда необходимо их ввести вручную).

Например, таблица 1, «Вычисление дирекционных углов и длинн сторон между

исходыми пунктами», выглядит так:

Как видно, таблица почти полностью дублирует таблицу, взятую из

«методических указаний», только имеется лишний столбец (пустой) между

колонками «Румб» и «Градусы», который нужен для записи промежуточных

результатов. Дело в том,что все-таки изначально Excel не предназначался для

работ в геодезической сфере, поэтому в нем нет встроенных форматов

представления результатов угловых измерений. Впрочем, они достаточно легко

реализуются вручную, но , скажем, для записи величины угла в формате

«градусы, минуты, секунды» требуется не один столбец таблицы, а три,

соответственно, доступ к этим данным тоже осуществляется раздельно.Для

решения этой проблемы пришлось делать структуру, которая переводит величину

в градусах (десятичные доли) в требуемый формат, отбрасывая сначала

величину десятых долей и устанавливая количество целых градусов,а после

переводя десятичные доли градуса в минуты и секунды. Для примера, формулы,

записанные в ячейках:

H4 =ОТБР(G4) – целое число градусов

I4 =ОТБР((G4-H4)*60) – целая часть произведения из десятичых долей

градусов, умноженных на 60, т.е. целое число минут

J4 =ОКРУГЛ((G4-H4-(I4/60))*3600;2) – произведение из исходной величины

градусов минус целое число градусов минус только что вычисленное целое

число минут, деленное на 60 умноженное на 3600 и округленное до двух

знаков после запятой = число секунд, вычисленное с точностью до 2-х знаков

после запятой.

В этой версии таблицы применены русские названия формул (хотя мне такое

решение представляется весьма и весьма спорным – ведь это как-бы нарушение

международного стандарта), так что фомула в ячейке H4 означает «взять целую

часть числа, находящегося в ячейке G4 (причем столбец G4 не виден – он

скрыт. Это решение применено для удобства – дело в том, что совокупность

формул в ячейках H4:J11 является такой, чтобы перевести в формат «градусы,

минуты, секунды» любое число, находящееся в соответствующей ячейке столбца

G4, и между собой этот диапазон связан относительными ссылками, т.е. при

«переброске через буфер» (копировании в буфер и вставке из него)

координаты ячеек будут пересчитаны (эту функцию Excel выполяет

автоматически), т.е. будет преобразовано в формат «градусы, минуты,

секунды» любое число, находящееся в соответсвующей строке столбца,

соответсвующего столбцу G4 в данном примере. Это очень удобно, но требует

того, чтобы работа проводилась с ссылками на соответсвующие значения,

которые нужно преобразовать в формат «градусы, минуты, секунды», причем

столбец, содержащий ссылку, можно сделать скрытым, как в данном примере.

Или еще пример:

S4 =ОКРУГЛ(КОРЕНЬ(СТЕПЕНЬ(B5-B4;2)+СТЕПЕНЬ(C5-C4;2));2)

Таким вот непривычым способом записывается теорема Пифагора.

СТЕПЕНЬ(B5-B4;2) означает квадрат разности значений, записанных в B5 и

B4 ( это как раз исходные координаты), двойка-это показатель степени.

КОРЕНЬ – это извлечение квадратного корня из аргумента в скобках.

ОКРУГЛ – это округление результата до второго знака после запятой.

На приведенных примерах хорошо виден принцип работы электронных таблиц –

они просто выполняют то, что записано в их ячейках. Преимуществом по

сравнению с разработкой на языках программирования является наглядность и

высокая степень конфигурабельности, а также легкость редактирования и

модификации.

По такому принципу создана вся так называемая “книга MS Excel» –

совокупность электронных таблиц, которые в этом случае называются

«листами». Каждый лист содежит отдельную таблицу, которая (в основном)

данные для своей работы берет из предыдущих листов, что реализовано с

помощью механизма «ссылок» – метода, при помощи которого ячейка одного

листа в книге ссылается на значение ячейки другого листа этой же самой

книги.

Нет нужды описывать рлдробным образом каждую таблицу данной книги, потому

что принцип работы остается одинаковым, но необходимо сказать о

существенных недостатках такого подхода. Во-первых, ссылки могут быть

многократными, т.е. на ячейку, содержащую ссылку, в свою очередь ссылается

другая ячейка и т.д. Это, с одной стороны, создает удобство работы, так как

для исходых данных последующей таблицы можно брать предыдущую, не

задумываясь, содержит ли она ссылки или нет, а не искать ту клетку, где

хранятся исходные данные, а с другой стороны, такой подход затрудняет

поиск ошибок, так как для поиска ошибки в цепи, содержащей ссылки,

необходимо проследовать по ней до самого начала, прослеживая заодно

взаимодействия этой цепи с другими элементами кники, что при большом объеме

таблицы может быть весьма затруднительно.

Другой минус подобной реализации – это то, что все-таки Excel не имеет

достаточно удобных конструкций, необходимых для реализации базовых

алгоритмов, как то : следование, развилка, цикл. Скажем, выбор из двух

сценариев вычисления (что необходимо, когда, например, получается число

градусов больше 360 – ти, такая ситуация не представляет никаких трудностей

для человека, но не для компьютера!) представляет собой не очень просто

реализуемую задачу , она, будучи по сути простейшей, приводит к появлению,

например, таких формул:

=ЕСЛИ(СУММ(D10:D12)+ОКРУГЛВНИЗ(СУММ(E10:E12)/60;0)>=60;ЕСЛИ(СУММ(D10:D12)+

ОКРУГЛВНИЗ(СУММ(E10:E12)/60;0)>=120;СУММ(D10:D12)+ОКРУГЛВНИЗ(СУММ(E10:E12)/6

0;0)-120;СУММ(D10:D12)+ОКРУГЛВНИЗ(СУММ(E10:E12)/60;0)-

60);СУММ(D10:D12)+ОКРУГЛВНИЗ(СУММ(E10:E12)/60;0))

Данная формула представляет собой как раз выбор из двух сценариев

вычислений, в заисимости от числа секунд и минут в соответсвующих ячейках,

учитывающий все варианты.

Ясно, что работать с такого рода формулами очень неудобно.

Направления усовершенствования. Язык Visual Basic.

Хотя разработанная таблица и справляется с поставленной задачей, тем не

менее существует ряд моментов, которые хотелось бы улучшить. Это –

избавиться от структур, описанных в конце предыдущего параграфа, сделат

выбор сценария решения понятным и удобочитаемым, а в далекой перспективе –

даже расширить данную таблицу таким образом, чтобы появилась возможность

работы не с фиксироанным количеством точек, а с произвольным, задавая их

количество. Данная задача является очень трудоемкой и требует хорошео

знания особенностей программирования на встроеном в MS Excel язык

программирования Visual Basic.

Это в принципе объектно-ориентированное расширение обычного языка Basic,

с очень большим числом новых функций и методов, призванных помочь в решении

самых разнообразных задач любой сложности. Интеграция языка

программирования и электронной таблицы предоставляет широчайшие

возможности, ведь в числе предоставляемых средств есть и средства доступа к

значениям клеток электронной таблицы, и даже доступ к их свойствам. Так,

например, создается макрос – определенная последовательность инструкций,

которая выполняется или сразу при загрузке документа, или же при выборе из

меню «Сервис-Макрос-Макросы-Выполнить»(альтернативный вариант – нажать

клавишу F8), и при своем выполнении макрос, допустим, опрашивает

пользователя, сколько пунктов, каково их взаимное расположение, и т.д. ,

после чего, используя собственные средства доступа к значениям клеток

таблицы, генерирует нужную структуру. Например, подпрограмма

Sub MyInput()

With Workbooks("Book1").Worksheets("Sheet1").Cells(1, 1)

.Formula = "=SQRT(50)"

With .Font

.Name = "Arial"

.Bold = True

.Size = 8

End With

End With

End Sub

в результате своего выполнения запишет в клетку A1 (или 1,1 в данном

формате записи) листа «Sheet1” книги с названием “ Book1” формулу

“=SQRT(50)», т.е. квадратный корень из 50 – ти, а результат будет записан

утолщенным шрифтом Arial размера 8.

К сожалению, процесс создания действительно универсального средства

автоматизации вычислений является чрезвычайно трудоемким и длительным, что

делает его созданией задачей не одного программиста, но какой-либо фирмы,

специализирующейся на разработке программного обнспечения. И, как уже было

сказано выше, для подобных задач гораздо более целесообразно использовать

специализированные ГИС, разработанные специализирующиимся на выпуске

подобных продуктов фирмами. А в практической работе, когда таких задач не

ставится, как, например, в данном случае, применение Visual Basic в

принципе целесообразно ограничить созданием макросов для упрощения

вычисления некоторых частей таблицы, когда напрямую (через запись формул в

ячейки) требуемый результат трудно достижим, или его восприятие затруднено.

Но при этом не следует забывать, что использование макросов ухудшает

понятность таблицы и делает ее модификацию более сложной, так как макрос в

принципе является некоторым кодом, написаным на языке

программирования,следовательно, для эффективной работы с ним необходимо

обладать программисткими навыками и, кроме того, знать специфику данного

языка программирования, хорошо ориентироваться в свойствах и методах

объектов, и четко представлять себе реультат выполнения той или иной

инструкции. Все это делает задачу создания сложных макросов задачей скорее

программистов, нежели геодезистов, так как освоение языка программирования

требует некоторого, порой весьма значительного времени, и специальных

знаний. Правда, ипользование справочной системы облегчает задачу.

Из этого можно сделать вывод, что наиболее эффективным средством

самостоятельной разработки системы, автоматизирующей нужные вычисления,

является сочетание средств, предоставляемых собственно электронныим

таблицами и средств, предоставляемых языками программирования. В этом и

нужно видеть основные направления усовершенствования данной работы.

Заключение.

Автоматизация геодезических вычислений – плюсы и минусы.

В заключении данной работы необходимо еще раз обратить внимание на такой

важый аспект проблемы, как плюсы и минусы автоматизации. Казалось бы, что

здесь нет никакой проблемы, ведь, как неоднократно было сказано выше,

автоматизация позволяет многократно увеличить производительность работ по

обработке вычислений за счет увеличения скорости их выполнения, и во много

раз сократить вероятность появления любых ошибок в процессе камеральной

обработки. Алгоритмы, которые используются при разработке средств

автоматизации,многократно проверяются ( по крайней мере, должны) в процессе

разработки на наличие скрытых ошибок, что позволяет довести надежность

процесса вычислений до неободимого уровня. Поэтому автоматизация на первый

взгляд кажется почти абсолютным благом, которое необходимо применять везде

и всюду. Ведь никто не спорит, что сокращение затрат времени на

производимую работу увеличивает ее эффективность, тем более при сохранении

(и даже более того-возрастании, как в данном случае) качества производимой

работы. Но что, в сущности, поисходит на самом деле?

Дело все в том, что при применении готовых технологий процессы получения

требуемых результатов вообще автоматизированы почти что до предела – съемка

местности, запись результатов, произведение камеральных работ происходи

автоматически, желательно с минимальным участием человека. Поэтому

становится нормальным такое положение дел, при котором исполнитель работ не

понимает сущности того, что он делает, а только хорошо и четко знает

алгоритм действий, подлежащих выполнению с его стороны. Говоря проще,

знает, какую и когда кнопку нажать, чтобы в конечном итоге получился

требуемый результат.

Не рискуя заявить о том, что подобное положение вещей является

неудовлетворительным (хотя бы потому, что оно имеет место быть), тем не

менее нужно обратить внимание на опасности данного подхода. Ведь риск

получения неправильного результата возрастает при отсутствии понимания сути

работы исполнителем, иными словами, не всегда бывает полностью безопасно

полагаться на приборы. Хотя противники данной точки зрения и говорят, что в

таком случае , допустим, и программист не может полагаться на компьютер,

поскольку не понимает полностью сути происходящих в нескольких миллионах

транзисторов центрального процессора процессов, тем не менее, необходимо не

забывать о данном аспекте проблемы.

При самостоятельой разработке подобых средств автоматизации подобных

проблем не должно возникать, потому что для того, чтобы создать

функционирующую таблицу, автоматизирующую вычисления, необходимо как

минимум хотя бы приблизительно представлять себе суть происходящего. Но

однажды разработанное, проверенное и функционирующее средство в процессе

его эксплуатации по прямому назначению позволит даже разработчику со

временем надежно забыть, как там что вычисляется и почему. Несмотря на это,

результаты будут по-прежнему правильными!

Но, конечно, было бы абсурдом не использовать средства автоматизации,

мотивиуя это такими доводами. Просто необходимо разграничить сферы

применения тех или иных средств автоматизации в зависимости от решаемых

задач.

Необходимость автоматизации.

Подводя краткий итог всему вышесказанному, можно сделать вывод, что в

целом автоматизация геодезических вычислений необходима в различных

областях, связанных с геодезией. Предпосылки этому создает тотальная

продолжающаяся информатизация практически всех сфер функционирования

общества, а также повышающаяся доступность компьютерных технологий и

снижение стоимости их производства. В геодезии автоматизация необходима в

первую очередь, потому что позволяет решать практические задачи самого

различного характера с большей эффектитвностью и производительностью, а

также увеличивает скорость выполнения и себестоимость работ по камеральной

обработке результатов съемок.

Средства автоматизации делятся на два различных класса – первые

(специализированные ГИС) позволяют решать широкий круг часто встречающихся

практических задач, и представляют собой программно-аппаратные комплексы,

позволяющие реализовать технологию например, производства карт, от начала и

до конца. Такими являются комплексы TopoCad и FieldWorks.

Вторые же являют собой средства разработки программных продуктов, какими

в сущности, являются электронные таблицы, и позволяют создавать средства

автоматизации для решения практически любых задач, не имея для этого особых

программистских навыков.

Выполнена работа по созданию электронной таблицы, автоматизирущей

выполнение работы «Предварительные вычисления в триангуляции», выполнение

которой предусмотрено в курсе «Геодезическая основа карт». Рассмотрены

средства выбранного для этой цели продукта MS Excel, а также возможности

применения объектно-ориентированного языка программирования Visual Basic,

который интегрирован практически во все продукты серии Microsoft Office.

Обращено внимание и на негативные аспекты автоматизации геодезических

вычислений.

Делая вывод, можно сказать, что автоматизация геодезических вычислений

является актуальной темой, и совершенно необходима во всех сферах работ,

где используется обработка результатов геодезических измерений.

Источники:

Интернет:

--Геоинформационные системы (GIS)

Адрес интернет: http://www.solver-net.com/1251/gishp.htm

--Перечень WWW ГИС-тематики

Адрес интернет: http://www-gis.sscc.ru/~kpa/WEBLAB/OUBOOK/web_serv.htm

-- ГИС - что нужно знать пользователю

(статья на сайте фирмы АлГИС)

--Программное обеспечение ГИС-проектов. Автор :Сергей Миллер, вице-

президент ГИС-ассоциации.

--"ГИС-Обозрение" 3/1997.Статья «ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДЛЯ ОБРАБОТКИ

МАТЕРИАЛОВ ТОПОГРАФИЧЕСКИХ СЪЕМОК», автор С.Г. Гаврилов, Центр прикладной

геоинформатики ТЕРРА-СПЕЙС

«Современная геодезия - не приборы, а технологии», автор С.Г. Гаврилов,

Центр прикладной геоинформатики ТЕРРА-СПЕЙС

Литература:

--«Современные методы географических исследований», авторы: К.Н.

Дьяконов, Н.С. Касимов, В.С.Тикунов, М. «Просвещение», 1996.

-----------------------

[pic]

Страницы: 1, 2