Excel VBA在磁測資料整理中的應(yīng)用

林孝城，陳宗剛

（1.福建省建筑設(shè)計研究院，福建 福州 350001；2.中國水電顧問集團(tuán) 西北勘測設(shè)計研究院，陜西 西安 710065）

0 前言

Microsoft Excel是目前最優(yōu)秀的電子表格軟件之一，為眾多的工程技術(shù)人員所廣泛使用，主要用于日常的數(shù)據(jù)整理、數(shù)據(jù)分析與處理工作。但是在數(shù)據(jù)量龐大，且需要做很多重復(fù)性的操作時，人工處理數(shù)據(jù)和整理工作就會顯得很煩瑣和費(fèi)時，也非常容易出錯。為此，Microsoft Excel提供了VBA工具，它可以幫助用戶從繁重的、重復(fù)性的數(shù)據(jù)處理工作中解脫出來。用戶在編寫應(yīng)用程序后，只需點(diǎn)擊有關(guān)的菜單或按鈕，即可啟動相應(yīng)的應(yīng)用程序完成相應(yīng)的操作，并立即得到結(jié)果［1～5］。

VBA全稱為“Visual Basic for Application”，是新一代Microsoft Windows應(yīng)用軟件通用的宏控制語言，其所開發(fā)的程序需要宿主程序（如Excel）才能運(yùn)行。VBA以其強(qiáng)大的開發(fā)功能與易用性相結(jié)合，體現(xiàn)了獨(dú)特優(yōu)越的編程思想，正在逐漸成為業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)有來自二十三個不同行業(yè)的一百余家獨(dú)立軟件廠商宣布，將VBA集成到他們開發(fā)的應(yīng)用程序中，包括著名的Autodesk、Adobe等［4、6］。

在地面磁法勘探工作中，對磁測資料進(jìn)行整理是一項重要的工作。一般來說，磁測資料整理包括磁力儀性能試驗計算，磁測數(shù)據(jù)各項改正，標(biāo)本磁性參數(shù)測定與統(tǒng)計，以及磁測工作精度計算等［7］。通過分析磁測資料整理工作的現(xiàn)狀，作者發(fā)現(xiàn)，在磁測資料的整理過程中，經(jīng)常是把磁測數(shù)據(jù)以Excel工作表的形式進(jìn)行保存、整理和備份工作，即使是在Excel環(huán)境外對磁測數(shù)據(jù)進(jìn)行各項改正或其它處理后，其最終格式一般也是以Excel工作表的形式表現(xiàn)出來。同時，作者亦發(fā)現(xiàn)，關(guān)于磁測資料整理的許多工作都是一些重復(fù)性的人工勞動，不僅工作量大，效率低，而且容易出錯。于是，作者認(rèn)為，既然磁測資料整理的最終成果仍是要保存在Excel環(huán)境中，那么，我們是否可以利用Excel提供的VBA技術(shù)，將磁測資料整理的相關(guān)工作如磁測點(diǎn)各項改正、標(biāo)本參數(shù)計算與統(tǒng)計等操作，以代碼的形式封閉在Excel系統(tǒng)中，只需在Excel表格特定位置中填充相應(yīng)的數(shù)據(jù)，點(diǎn)擊相應(yīng)的菜單或按鈕就可以完成相應(yīng)的操作?！暗孛娲艤y資料整理系統(tǒng)”就是根據(jù)這一思想而形成的，利用該系統(tǒng)，可將各種磁測資料整理的各種操作化繁為簡，能夠極大地提高磁測資料整理的工作效率，降低潛在錯誤出現(xiàn)的概率。

圖1是“地面磁測資料整理系統(tǒng)”的用戶登陸界面，該系統(tǒng)以Excel工作簿的方式來表現(xiàn)。由于目前地面磁測工作使用的磁力儀主要是質(zhì)子旋進(jìn)式磁力儀，測量的磁性參量主要是磁異常總場，故我們所編制的相關(guān)程序均是參照與該類型磁力儀和磁性參量相關(guān)的磁測規(guī)范、教材、學(xué)位論文等文獻(xiàn)資料編制而成［8～10］。

1 系統(tǒng)功能分析與設(shè)計

通過分析磁測資料整理工作的主要操作，我們設(shè)計并繪制了相應(yīng)的流程圖（見圖2），根據(jù)該流程圖展開“地面磁測資料整理系統(tǒng)”的程序編制工作。該系統(tǒng)所對應(yīng)的工程組件見下頁圖3。

“地面磁測資料整理系統(tǒng)”通過工作表的形式組織起來，以工作表作為基本的操作單位。在具體操作時，只須將所需的數(shù)據(jù)填充到特定的表格中，然后執(zhí)行相應(yīng)的菜單或按鈕，即可輕易地完成磁測資料整理工作中的各項操作。整理系統(tǒng)各功能表格見下頁表1。

此外，對于磁測點(diǎn)（磁性標(biāo)本）而言，我們用特定標(biāo)記進(jìn)行區(qū)分，以便對磁測數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總處理。例如：磁測點(diǎn)用“普點(diǎn)”、“質(zhì)檢點(diǎn)”、“重測點(diǎn)”標(biāo)記；磁力儀校正點(diǎn)用“早校點(diǎn)”、“晚校點(diǎn)”；標(biāo)本用“普標(biāo)”和“質(zhì)檢標(biāo)”標(biāo)記。

表1 整理系統(tǒng)各功能表格一覽表Tab.1 Functions schedule on“Processing System”

圖3 工程控件Fig.3 Engineering controls

2 部份功能模塊介紹

由圖2所示的流程圖及表1可知，我們所設(shè)計的“地面磁測資料整理系統(tǒng)”已經(jīng)包括了磁測資料整理工作的主要內(nèi)容。下面簡要地列舉幾個功能模塊，進(jìn)一步介紹Excel VBA技術(shù)在該系統(tǒng)中的應(yīng)用。

2.1 基點(diǎn)（標(biāo)本測定地點(diǎn)）參數(shù)表計算

由于基點(diǎn)或標(biāo)本測定地點(diǎn)有些參數(shù)在磁測資料整理的其它操作中會使用到，如基點(diǎn)T0值，因此單獨(dú)設(shè)置為一個工作表。關(guān)于基點(diǎn)（標(biāo)本測定地點(diǎn)）參數(shù)表計算，其主要操作見圖2。

圖4所示為“基點(diǎn)（標(biāo)本測定地點(diǎn)）參數(shù)表”工作表界面。

圖5所示為“基點(diǎn)T0計算”功能模塊的代碼實現(xiàn)窗口。

2.2 質(zhì)子磁力儀性能試驗計算

磁力儀性能試驗的主要工作見圖2，在實際工作時，可根據(jù)磁測工作設(shè)計書要求選取其中幾個進(jìn)行。以“噪聲水平測定試驗”為例（見下頁圖6），按照系統(tǒng)提示導(dǎo)入相應(yīng)的磁測數(shù)據(jù)，點(diǎn)擊相應(yīng)菜單或按鈕，即可迅速完成質(zhì)子磁力儀性能試驗計算的相關(guān)工作并繪制曲線圖。

2.3 磁測點(diǎn)預(yù)處理計算

磁測點(diǎn)預(yù)處理計算包括日變改正、高度改正、正常場改正、基點(diǎn)改正等。磁測點(diǎn)預(yù)處理一般性的作法是在Excel環(huán)境外（即采用獨(dú)立編制的可執(zhí)行程序），對磁測數(shù)據(jù)分別進(jìn)行各項改正，如要進(jìn)行日變改正時，按照現(xiàn)有日變改正程序的數(shù)據(jù)格式要求，形成特定的數(shù)據(jù)文件，而后進(jìn)行日變改正。待各項改正完成后，將結(jié)果導(dǎo)入Excel表格中，形成最后的計算成果表。這樣的操作不僅繁瑣而且數(shù)據(jù)格式之間轉(zhuǎn)換頻繁，容易出錯。而“地面磁測資料整理系統(tǒng)”利用Excel VBA技術(shù)，在Excel環(huán)境下直接針對工作表中的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行各項改正，只需將磁測數(shù)據(jù)導(dǎo)入到相應(yīng)的Excel表格中，點(diǎn)擊相應(yīng)的菜單或按鈕，就可以輕松地完成磁測數(shù)據(jù)的各項改正工作，能夠較好地節(jié)約了磁測點(diǎn)預(yù)處理的時間成本。

圖7（見后面）為日變數(shù)據(jù)表界面。

圖8（見后面）為磁測點(diǎn)預(yù)處理數(shù)據(jù)表界面。

3 結(jié)束語

事實上，我們利用Excel VBA技術(shù)所做的關(guān)于磁測資料整理工作的相關(guān)操作歸根到底，就是把一些重復(fù)性、可自動完成的、但卻需要花費(fèi)大量時間完成的工作，通過采用計算機(jī)技術(shù)結(jié)合專業(yè)技術(shù)的手段來加以完成，從而提高工作效率。這樣可將主要注意力集中于磁測數(shù)據(jù)的分析、處理與解釋工作中，以便在工作現(xiàn)場就能及時解決出現(xiàn)的問題。如磁力儀性能分析、磁測質(zhì)量檢查點(diǎn)分布、磁測工作階段性數(shù)據(jù)分析等。

目前，“地面磁測資料整理系統(tǒng)”已成功應(yīng)用于若干個磁法勘探項目中，可極大地提高磁測資料整理的工作效率，并降低了潛在錯誤出現(xiàn)的概率。

關(guān)于Excel VBA在地球物理勘探中的應(yīng)用，我們只是在實踐過程中加以學(xué)習(xí)和摸索，利用該技術(shù)編制的若干功能模塊可能需要進(jìn)一步完善算法。例如，“地面磁測資料整理系統(tǒng)”編制的初衷主要是針對中小型磁測項目，所以每次處理的磁測點(diǎn)個數(shù)有限（應(yīng)小于65 536個），且在執(zhí)行保存操作時有時會稍慢。因此，該系統(tǒng)進(jìn)一步完善的方向是利用數(shù)據(jù)庫技術(shù)，結(jié)合 Microsoft Office Access VBA技術(shù)，將當(dāng)天處理過的磁測數(shù)據(jù)保存于Access數(shù)據(jù)庫中，需要的時候再讀取至Excel工作表中，這樣不僅提高數(shù)據(jù)訪問處理的速度，也可充分利用數(shù)據(jù)庫工具進(jìn)行查詢、統(tǒng)計等操作。

另外，需要注意的是，計算機(jī)技術(shù)只是工具和手段，我們真正的著眼點(diǎn)應(yīng)是物探專業(yè)技術(shù)，只要該計算機(jī)技術(shù)能為物探專業(yè)工作提供便利，我們均可使用。

［1］石海榮.用VBA在EXCEL中進(jìn)行土層物理力學(xué)指標(biāo)統(tǒng)計［J］.工程地質(zhì)計算機(jī)應(yīng)用，2000，19（4）：23.

［2］杜茂康.Excel與數(shù)據(jù)處理［M］.北京：電子工業(yè)出版社，2002.

［3］黃文斌，馬容山.EXCEL VBA用于邊坡穩(wěn)定計算之探索與實踐［J］.工程地質(zhì)計算機(jī)應(yīng)用，2003，32（4）：19.

［4］孫敬杰.Excel VBA入門與實例演練［M］.北京：中國青年出版社，2005.

［5］韓小良，韓舒婷.Excel VBA從入門到精通［M］.北京：中國鐵道出版社，2006.

［6］北京博彥科技發(fā)展有限責(zé)任公司.Office VBA編程高手［M］.北京：北京大學(xué)出版社，2000.

［7］中國地質(zhì)大學(xué)地球物理與空間信息學(xué)院.磁法勘探系統(tǒng)（MAGS）（方法原理）［DB／CD］.2005.

［8］中華人民共和國地質(zhì)礦產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).DZT 0071－1993地面高精度磁測技術(shù)規(guī)程［S］.1993.

［9］常錚.磁測資料預(yù)處理軟件研制［D］.西安：長安大學(xué)，2006.

［10］羅孝寬，郭紹雍.應(yīng)用地球物理學(xué)教程－重磁勘探［M］.北京：地質(zhì)出版社，1990.