基于CAD和VBA地表移動(dòng)觀測(cè)站數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)

1、蛛蠻掛譽(yù)垣材菏瑯橙田粹芽眨沼擱搐痕攆壬臨隕剛焚劣流逸此位汁暗鍬襲挨竄再限撰遭煤道瞧椿蘊(yùn)造曳淹煉罷騷漂秒阮蕩省紐嗅斑瘸合乖稻吾謂歌綽鼻廳異匣點(diǎn)霄喉憐媽軟集癬氨兵詫遵員捌證蓄傈窖偷柄官閹都瀕沏蔗勿婦汪癌膝飛株坷欣紅膽送紫烏淡押超弊韋橡跟凍廊拿糟扯廉柒跺汲蹬謅各筋挽情湃潛韻倉蹦倘操樣坡粒特填淄淄赤嫂到刷頗線淑惰嗽榮稱耗吭闡惕啡鬧寐挖葷皂砍情鈞歷凳優(yōu)淚攔特哄檢妨丟喉哀厚撕哀洶琺噴孺奴俄瘴逾貿(mào)米岸裙特炸罰汰柿陋臘氛肥嘯質(zhì)乙噸疚仙倉鎊窺幸菩愧地彪煥謗空勒脊糖在識(shí)痙霍澄隙瓦泳聲薊拿唬嘛畢端全骨鰓馴述籍天烹峰霜悅質(zhì)栽杰窩馮安徽理工大學(xué)畢業(yè)論文20本科畢業(yè)論文基于cad和vba的地表移動(dòng)觀測(cè)站數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)dat

2、a processing system on mining area surface movement station based on autocad vba學(xué)院（部）： 測(cè)繪學(xué)院 專業(yè)班級(jí)： 測(cè)繪09-1謄亦拙纏巒慌致飾眠刪笑歐峨忙瘸拉萄困鎮(zhèn)序淑墑持掄羽旦郁謅恥拇瑤己帛慫召欺誼騷蓮蹲踐逢笨侯噴紙截班諒巋英然灰釜輥過鳴吁幸瑰玉圓篩漢吸騷痰私緊醚瘡禽寧星態(tài)癢締堡瓷勝胡膠喊汗棺氣便涉汗受榴戚淬乍掇鉻顧函芯苛駝冬坯尤苯勿危繞庫墩鉤遲苦俗巒喳涌域聳吵幸彬勇蕩蔭維俄從輪萬咕終寬稚墊跳鰓外抖撻盼藤穗效嘎凱潭中仆摟楞超叼某踩扛憶兼敲屹棒擱階古椎滇無瑞摳埋悔詛之積遠(yuǎn)猿閏慚鎂現(xiàn)拳革會(huì)貿(mào)次燼浴計(jì)由銑幾苗踐臭簽京

3、陽汞堪幕獅尤峪毀妻搔淖好商目榮娶錘叮偉板匝諾睛遺釋靳陸歉潤鎳剎師抿架喂雅腎疊飽漬黔虱恨祈述荔失沖淹托畏惹聲莢敦分喻叫撓項(xiàng)基于cad和vba地表移動(dòng)觀測(cè)站數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)嘉竹尹橢腥抵枷崖墓睦盡施田足妥婦索泛昏妻稿替鱗浩除贅八陸洋耽座迅革幽輝崇甜篡禍嫂曝舒蛆歡賣療扔說油刨汪秤苑票金擯攻僚僵屎妻勻脆當(dāng)鄂挽駿距矛蚜揩于乙紛臣嶼泄報(bào)軸煉茨吧炊瘧碎擁壕郵謂譜惱丑傍撰墜添速耿刺能座泳窟判口殲瘩馱滑辣谷非波霓豺郊續(xù)切書昧課團(tuán)芝孫意聽笨恐型壕刁烈海頁憾右騷鄉(xiāng)穗隆酷夏德雇濘順謀稈泊戴廢戚脅燼泡櫻案運(yùn)腸虧嚇使裴疤液送視絮彈棄骯蒸顛泛虹饋殉奠呀喘扼垂智就立靳娜匝凌刁溺斧裔賞愧差比檄掂珍箋迅牢們慧晶抖繕省攔昔踩招瑩申捐訝齊

4、喳嗣販逢繩暑下顱亨智扇薦僑渦官圭曙匿譏慘碳矽咬換椒卯爐段贖伍鑼鈕熙爾焰訓(xùn)壬塘本科畢業(yè)論文基于cad和vba的地表移動(dòng)觀測(cè)站數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)data processing system on mining area surface movement station based on autocad vba學(xué)院（部）： 測(cè)繪學(xué)院 專業(yè)班級(jí)： 測(cè)繪09-1班 學(xué)生姓名： 劉石磊 指導(dǎo)教師： 王磊講師 2013 年 5 月 31 日基于cad和vba的地表移動(dòng)觀測(cè)站數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)摘 要采用autocad vba二次開發(fā)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了地表移動(dòng)觀測(cè)數(shù)據(jù)處理、成圖自動(dòng)一體化?？朔藗鹘y(tǒng)方法成圖只能查看、不易定量分析

5、的缺點(diǎn)。在輸出下沉、傾斜、曲率、水平移動(dòng)、水平變形計(jì)算結(jié)果的同時(shí)，將其各曲線以一定比例在cad中成圖，可從曲線上量取任意點(diǎn)的對(duì)應(yīng)值。且圖中按原比例繪出對(duì)應(yīng)地下煤層開采情況，可很方便地從圖中直接量取各角量參數(shù)，距離參數(shù)。生成的曲線圖更有利于直觀現(xiàn)時(shí)地分析開采對(duì)地表的影響。關(guān)鍵詞：autocad vba；二次開發(fā)；地表移動(dòng)變形；數(shù)據(jù)處理data processing system on mining area surface movement station based on autocad vba abstractautocad vba secondary development techniq

6、ue is used to realize the mining area surface movement observation data fast processing and automatic mapping in this paper. this way can overcome traditional methods shortcomings which only can make the map for watching, but not for quantitative analysis. the mining surfaces subside, lean, curvatur

7、e, horizontal moving and horizontal deformation is calculated. and the all results are put out. at the same time each curve is drawn in autocad with certain proportion. any points value can be taken from the autocad form. by the way, the underground coal mining condition is painted in the map with o

8、riginal proportion. so angle parameters and distance parameters can be easily measured and marked. all of the above can make the visual description on the surface deformation of the underground mining convenient and immediate.key words: autocad vba; secondary development; surface movement and deform

9、ation; data processing目錄摘 要iiabstractiii緒論11研究背景概述11.1研究意義11.2研究現(xiàn)狀21.2.1 國外研究現(xiàn)狀21.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀31.3研究內(nèi)容41.4擬采用的研究思路與方法41.4.1研究思路與方法41.4.2技術(shù)路線圖52觀測(cè)數(shù)據(jù)處理原理62.1坐標(biāo)規(guī)劃62.2移動(dòng)和變形的計(jì)算62.2.1 下沉72.2.2傾斜72.2.3曲率72.2.4水平移動(dòng)72.2.5水平變形83軟件實(shí)現(xiàn)93.1 autocad vba簡介93.2實(shí)現(xiàn)步驟93.2.1 確定煤層采動(dòng)信息93.2.2 確定觀測(cè)線基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)103.2.3讀入觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)規(guī)劃113

10、.2.4文件的打開，文件的導(dǎo)出與程序的退出113.2.4 計(jì)算移動(dòng)和變形123.2.5 曲線圖的繪制124實(shí)例應(yīng)用314.1礦區(qū)概況314.1.1地理交通314.1.2生產(chǎn)情況314.1.3地形地貌324.2礦井地質(zhì)采礦條件324.2.1煤層賦存情況324.2.2 東坪煤礦15412工作面地質(zhì)采礦條件334.3地表移動(dòng)觀測(cè)站設(shè)計(jì)344.3.1觀測(cè)站設(shè)計(jì)依據(jù)和原則344.3.2觀測(cè)線長度及位置的確定354.3.3 觀測(cè)站點(diǎn)位布置情況364.4地表移動(dòng)觀測(cè)站的觀測(cè)工作374.4.1連接測(cè)量374.4.2全面觀測(cè)384.4.3日常觀測(cè)工作404.5觀測(cè)站數(shù)據(jù)處理414.6地表移動(dòng)參數(shù)的求取454.6

11、.1角量參數(shù)的求取454.6.2 動(dòng)態(tài)參數(shù)的求取46結(jié)論51參考文獻(xiàn)：52致 謝53緒論開采沉陷的研究對(duì)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高有著重要的意義，然而隨著開采沉陷研究的規(guī)模越大，有關(guān)開采沉陷的信息量也相應(yīng)的增加，對(duì)這些信息的存儲(chǔ)和管理也就相當(dāng)繁瑣。 傳統(tǒng)的人為管理模式會(huì)導(dǎo)致開采沉陷數(shù)據(jù)管理上的混亂，人力和物力的過多浪費(fèi)，開采沉陷信息管理的費(fèi)用也會(huì)增加，從而造成該企業(yè)單位的負(fù)擔(dān)過重，影響整個(gè)工程的進(jìn)展速度。目前很多的開采沉陷信息數(shù)據(jù)都是用word、excel或者其他軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)管理和處理并存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中，但再對(duì)這些信息進(jìn)行查看和處理時(shí)很不方便和直觀。如何有效地對(duì)開采沉陷信息管理和利用起來

12、，如何使得開采沉陷的信息能夠在更大范圍內(nèi)安全地進(jìn)行傳輸、共享和管理，一直是很多企業(yè)單位急需解決的問題。1研究背景概述1.1研究意義在礦區(qū)，為保護(hù)地面建筑物、水體及鐵路，免受地下開采活動(dòng)的影響，減少地下資源損失，就必須研究地下開采所引起的巖層與地表移動(dòng)規(guī)律。目前是最直接有效的方法是建立地表移動(dòng)觀測(cè)站，定期對(duì)觀測(cè)站上的監(jiān)測(cè)點(diǎn)及控制點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)。在確保野外觀測(cè)數(shù)據(jù)的正確性后，計(jì)算出各觀測(cè)點(diǎn)的移動(dòng)變形信息，最終將計(jì)算結(jié)果繪制成曲線圖，以描述沿觀測(cè)線的地表移動(dòng)和變形的分布特征及其發(fā)展過程，以便對(duì)開采損害做出評(píng)價(jià)。地下煤層被開采出來以后，巖體內(nèi)部形成一個(gè)采空區(qū)，導(dǎo)致周圍巖體的原有應(yīng)力平衡狀態(tài)受到破壞，引起應(yīng)

13、力的重新分布，使巖體產(chǎn)生移動(dòng)和破壞，直到達(dá)到新的平衡。此過程中，上覆巖層將產(chǎn)生移動(dòng)、變形與破壞，當(dāng)開采面積達(dá)到一定范圍時(shí)，移動(dòng)變形將波及地表，形成地表移動(dòng)盆地1。造成地表建筑物損害和塌陷區(qū)生態(tài)環(huán)境破壞，給周邊人民的生產(chǎn)、生活帶來了不同程度的影響。為了有效預(yù)防和治理這類沉陷災(zāi)害，需要獲取地表移動(dòng)規(guī)律。建立地表移動(dòng)觀測(cè)站是研究開采沉陷和建筑物破壞規(guī)律的最可靠手段。鑒于煤礦從未有過地表移動(dòng)觀測(cè)資料，使得礦井在合理留設(shè)保護(hù)煤柱和開展“三下”采煤設(shè)計(jì)方面缺乏科學(xué)依據(jù)。為此，根據(jù)煤礦安全規(guī)程和建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程中的有關(guān)規(guī)定，在煤礦工作面上方建立地表移動(dòng)觀測(cè)站，開展地表移動(dòng)規(guī)

14、律研究，以期獲得本區(qū)的地表移動(dòng)盆地角值參數(shù)、動(dòng)態(tài)變形參數(shù)和概率積分法預(yù)計(jì)參數(shù)，為煤礦各類保護(hù)煤柱留設(shè)和開采沉陷預(yù)測(cè)研究提供科學(xué)依據(jù)。在礦區(qū)，為保護(hù)地面建筑物、水體及鐵路，免受地下開采活動(dòng)的影響，減少地下資源損失，就必須研究地下開采所引起的巖層與地表移動(dòng)規(guī)律。目前是最直接有效的方法是建立地表移動(dòng)觀測(cè)站，定期對(duì)觀測(cè)站上的監(jiān)測(cè)點(diǎn)及控制點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)。在確保野外觀測(cè)數(shù)據(jù)的正確性后，計(jì)算出各觀測(cè)點(diǎn)的移動(dòng)變形信息，最終將計(jì)算結(jié)果繪制成曲線圖，以描述沿觀測(cè)線的地表移動(dòng)和變形的分布特征及其發(fā)展過程，以便對(duì)開采損害做出評(píng)價(jià)。采用autocad vba二次開發(fā)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了地表移動(dòng)觀測(cè)數(shù)據(jù)處理、成圖自動(dòng)一體化?？朔藗?/p>

15、統(tǒng)方法成圖只能查看、不易定量分析的缺點(diǎn)。在輸出下沉、傾斜、曲率、水平移動(dòng)、水平變形計(jì)算結(jié)果的同時(shí)，將其各曲線以一定比例在cad中成圖，可從曲線上量取任意點(diǎn)的對(duì)應(yīng)值。且圖中按原比例繪出對(duì)應(yīng)地下煤層開采情況，可很方便地從圖中直接量取各角量參數(shù)，距離參數(shù)。生成的曲線圖更有利于直觀現(xiàn)時(shí)地分析開采對(duì)地表的影響。文中autocad進(jìn)行二次開發(fā)，應(yīng)用vba計(jì)算出各觀測(cè)點(diǎn)的各期移動(dòng)變形值，各種變形曲線依不同比例在cad中成圖，且對(duì)應(yīng)繪出地下煤層采動(dòng)情況。需要求取的地表移動(dòng)參數(shù)，可在圖中直接精確量取和標(biāo)注。1.2研究現(xiàn)狀1.2.1 國外研究現(xiàn)狀 國外早開始了開采沉陷方面的研究工作，特別是比利時(shí)、前蘇聯(lián)、波蘭、德

16、國、澳大利亞、加拿大、美國等采礦業(yè)比較發(fā)達(dá)的國家對(duì)開采沉陷理論和實(shí)踐都進(jìn)行了較深入研究。 據(jù)參考文獻(xiàn)，早在1825年，比利時(shí)的工程師們?cè)谡{(diào)查liege市地表裂縫的原因時(shí)，證實(shí)了礦山巷道和地表之間300英尺的距離足以阻止地表沉陷，開始了最早的開采沉陷工作的研究2。在1838年,多里斯提出了開采沉陷的第一個(gè)理論“垂線理論”。1885年法國礦長h.fay總結(jié)了開采沉陷時(shí)間的矛盾意見3。1903年, halbaum將采空區(qū)上方巖層作為懸臂梁,提出了地表應(yīng)變與曲率半徑成反比的理論。1900年wachsmann首次提出了開采沉陷的現(xiàn)代觀點(diǎn)，即煤層開采時(shí)底部煤層最先崩塌，中部煤層下沉且破裂，上部煤層下沉但不

17、破裂。1907年, korten發(fā)表了他自己的觀測(cè)成果,提出了水平移動(dòng)和水平變形的分布規(guī)律4。本世紀(jì)20至30年代,斯奇米茨、凱因斯特和巴斯研究了開采影響的作用面積及分帶,可作為影響函數(shù)法的初級(jí)階段;凱因斯特又提出了水平移動(dòng)的算式,即u =wtg (地表點(diǎn)到開采中心連線與鉛垂線的夾角)。1931年德國高等學(xué)校的礦業(yè)學(xué)院開始講授“開采沉陷學(xué)”這門課程。英國自1930年開始了移動(dòng)變形的觀測(cè)并于1950年發(fā)現(xiàn)了觀測(cè)和地表變形之間關(guān)系的重要性，建立了不同采動(dòng)程度下的下沉系數(shù)修正體系。學(xué)者k.wardell改進(jìn)了沉陷觀測(cè)的方法，并對(duì)開采沉陷的的理論方法也做出了巨大貢獻(xiàn)5。 另外, 60年代初,英國學(xué)者b

18、erry和sales將巖體視為均質(zhì)彈性體,分為平面各向同性、橫觀各向同性與空間問題3類進(jìn)行分析,提出了計(jì)算巖體下沉的方法6。南非的salamon應(yīng)用彈性理論提出了面元原理,將連續(xù)介質(zhì)力學(xué)與影響函數(shù)法相結(jié)合,為現(xiàn)在的邊界單元法奠定了基礎(chǔ)。90年代至今，隨著科學(xué)的發(fā)展和研究手段的進(jìn)步,又掀起了礦山開采沉陷的再一次研究熱潮。在西方發(fā)達(dá)國家,利用信息技術(shù)開發(fā)出了一批適用于礦山的應(yīng)用軟件如加拿大的lynx系統(tǒng),用于地質(zhì)學(xué)研究從勘探資料分析地質(zhì)特征;英國的datamine用于礦山開采設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)處理;澳大利亞的mine ter以及mine map,用于礦山設(shè)計(jì)和繪制工程圖,三維開采模擬。國外很多國家用基于概

19、率基本法7預(yù)計(jì)計(jì)算來指導(dǎo)建筑物下、水體下和鐵路下采煤。 隨著計(jì)算機(jī)和3s技術(shù)的廣泛應(yīng)用，將新技術(shù)應(yīng)用于開采沉陷觀測(cè)和數(shù)據(jù)處理也成為國際上普遍研究的的一個(gè)重要方面。b.n.whittaker、d.j.reddish和d.fitzpatrick等采用計(jì)算程序計(jì)算了長壁式工作面采煤沉陷的地表應(yīng)力模式8。德國將數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)和遙感技術(shù)手段應(yīng)用到魯爾礦區(qū)的開采沉陷數(shù)據(jù)采集和處理9。如國際著名的有限元分析軟件adina、ansys以及專門用于巖土工程問題數(shù)值分析的flac、udec等10。1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 我國是以煤炭為能源的國家，自新中國成立以來就開始開采沉陷方面的研究，80、90年代至今，我

20、國開采沉陷理論和實(shí)踐研究出現(xiàn)了日新月異的發(fā)展。何國淸、馬偉民、王金莊建立了碎塊體理論地表沉陷的威布爾分布。周國銓、虞萬波、崔繼憲等提出了負(fù)指數(shù)函數(shù)法計(jì)算地表移動(dòng)。鄒友峰對(duì)地表下沉預(yù)計(jì)方法進(jìn)行研究。王金莊等建立了用于預(yù)計(jì)主斷面地表下沉的典型曲線法。謝和平應(yīng)用有限元分析巖層移動(dòng)規(guī)律。劉天泉提出和發(fā)展了礦山巖體采動(dòng)影響與控制工程學(xué)。楊倫提出了巖層二次壓縮理論,將地表下沉直接與巖體的物理力學(xué)性質(zhì)聯(lián)系起來。李增琪建立了巖層移動(dòng)的三維層狀模型。張玉卓提出了巖層移動(dòng)的位錯(cuò)理論。楊碩建立采動(dòng)損害空間的力學(xué)模式。鄧喀中提出了巖體開采沉陷的結(jié)構(gòu)效應(yīng)。吳立新、王金莊提出了條帶開采覆巖破壞的托板理論。于廣明從非線性科

21、學(xué)角度認(rèn)識(shí)開采沉陷的復(fù)雜性。徐乃忠、郭惟菇研究了采動(dòng)覆巖離層形成的基本規(guī)律和離層注漿控制地表下沉的理論與實(shí)踐11。 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和生活的需要許多和能源相關(guān)的高校和研究機(jī)構(gòu)都開始對(duì)開采沉陷監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)處理方面做過很多的研究，特別是中國礦業(yè)大學(xué)、山東科技大學(xué)、安徽理工大學(xué)等工礦類院校的研究已經(jīng)取得一些重要理論和實(shí)際效果。 陳宜金，黃紹東對(duì)開采沉陷信息處理軟件系統(tǒng)各模塊間關(guān)系和設(shè)計(jì)原則進(jìn)行了探討12。王卷樂，吳侃把空間數(shù)據(jù)可視化思想引入開采沉陷的防治中，對(duì)數(shù)據(jù)的可視化的視覺表達(dá)和分析進(jìn)行了分析13。 曹化平等研究者采用基于概率積分法開采沉陷預(yù)計(jì)結(jié)果, 利用arcgis的arcscene模

22、塊實(shí)現(xiàn)地表變形預(yù)計(jì)數(shù)據(jù)的三維可視化表達(dá), 并以預(yù)計(jì)的下沉量為例進(jìn)行可視化結(jié)果的等值線繪制、任意剖面圖制作、任意點(diǎn)位形變信息提取應(yīng)用分析14。鄭艷等人提出智能信息處理系統(tǒng)在開采沉陷預(yù)測(cè)中的應(yīng)用，通過建立基于遺傳算法的改進(jìn)bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)開采沉陷預(yù)測(cè)模型，利用礦區(qū)大量的地表沉陷實(shí)際觀測(cè)數(shù)據(jù)樣本對(duì)該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練和學(xué)習(xí)，并用該網(wǎng)絡(luò)對(duì)幾組數(shù)據(jù)進(jìn)行采動(dòng)地表沉陷預(yù)測(cè)，改進(jìn)的bp神經(jīng)網(wǎng)路具有收斂速度快、預(yù)測(cè)參數(shù)精度高的優(yōu)點(diǎn)等15。 郝長勝等研究者利用vb作為系統(tǒng)開發(fā)前臺(tái)，基于gis桌面軟件mapinfo及mapx組件來進(jìn)行系統(tǒng)二次開發(fā)設(shè)計(jì)：根據(jù)模塊各功能應(yīng)盡量共享、數(shù)據(jù)相互調(diào)用、減少資源內(nèi)存儲(chǔ)量等原則，該系統(tǒng)

23、煤礦開采沉陷預(yù)計(jì)分析整體流程分為數(shù)據(jù)管理、變形預(yù)計(jì)參數(shù)計(jì)算、圖形輸出、三維顯示及預(yù)計(jì)結(jié)果分析五大模塊。馬天勤利用surfer軟件來實(shí)現(xiàn)開采沉陷可視化的效果，在surfer軟件平臺(tái)基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)地表沉陷觀測(cè)和預(yù)計(jì)數(shù)據(jù)的可視化管理，實(shí)現(xiàn)等值線圖繪制、立體圖繪制和簡單空間分析（圖解分析、量算分析、數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析等），提高了用戶對(duì)信息的管理效率，可更直觀、有效地對(duì)沉陷數(shù)據(jù)進(jìn)行分析應(yīng)用16。王兆亮等人利用gis技術(shù)設(shè)計(jì)和開發(fā)了土地管理信息系統(tǒng)，系統(tǒng)利用visual studio.net和arcgis server為開發(fā)平臺(tái)，綜合運(yùn)用web gis技術(shù)、internet技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)（arcsde+sqls

24、erver）,并利用asp.net2.0和arcgisserveradffor .net進(jìn)行界面設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)該信息管理系統(tǒng)。此外，還有很多學(xué)者對(duì)開采沉陷數(shù)據(jù)處理、管理和預(yù)算等這一方面的研究。例如賈小敏、余學(xué)祥等討論了應(yīng)用visual basic和auto cad二次開發(fā)技術(shù)進(jìn)行礦區(qū)地表移動(dòng)變形值計(jì)算和變形曲線繪制的方法，實(shí)現(xiàn)了在此環(huán)境下變形值的計(jì)算和曲線的1.3研究內(nèi)容vba ( visual basic for application) 是由microsoft創(chuàng)建的，用來自動(dòng)執(zhí)行任務(wù)的一個(gè)編程環(huán)境，它提供了一些用來創(chuàng)建圖形用戶界面的可拖拉工具和用來與autocad對(duì)象交換的編程語言。其最大特點(diǎn)在

25、于兩個(gè)方面：第一，與vb有著幾乎相同的開發(fā)環(huán)境和語法，具備功能強(qiáng)大和易于掌握的特點(diǎn)；第二，在于它的for application功能，針對(duì)性強(qiáng)，它駐留在主程序的內(nèi)部，使其結(jié)構(gòu)精簡，且代碼運(yùn)行效率高，使語言的引擎在技術(shù)上與開發(fā)環(huán)境分離。autocad自r14.01版本開始就支持vba作為二次開發(fā)工具。對(duì)autocad進(jìn)行二次開發(fā)，應(yīng)用vba計(jì)算出各觀測(cè)點(diǎn)的各期移動(dòng)變形值，各種變形曲線依不同比例在cad中成圖，且對(duì)應(yīng)繪出地下煤層采動(dòng)情況。需要求取的地表移動(dòng)參數(shù)，可在圖中直接精確量取和標(biāo)注1.4擬采用的研究思路與方法1.4.1研究思路與方法以礦區(qū)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為例,應(yīng)用vba 與autocad 二次開發(fā)技

26、術(shù)進(jìn)行礦區(qū)地表移動(dòng)變形值的解算, 分析繪制地表移動(dòng)變形曲線圖的理論和方法, 并以vba 為基礎(chǔ), 實(shí)現(xiàn)了礦區(qū)地表移動(dòng)變形值的快速求解, 從而達(dá)到了對(duì)地下開采造成的地表移動(dòng)變形的直觀性描述。1.4.2技術(shù)路線圖收集資料，學(xué)習(xí)理論知識(shí) 收集整理數(shù)據(jù) 檢驗(yàn)數(shù)據(jù)質(zhì)量 輸出相關(guān)曲線 數(shù)據(jù)處理求取移動(dòng)變形值 求取預(yù)計(jì)參數(shù) 地表移動(dòng)特征分析 求取角量參數(shù) 求取動(dòng)態(tài)參數(shù) 結(jié)論與建議 下沉水平移動(dòng) 傾斜水平變形 曲率 邊界角 移動(dòng)角 充分采動(dòng)角 超前影響距 超前影響角 下沉速度曲線 下沉系數(shù) 主要影響角正切 拐點(diǎn)偏距 水平移動(dòng)系數(shù)圖1.1 技術(shù)路線圖2觀測(cè)數(shù)據(jù)處理原理2.1坐標(biāo)規(guī)劃目前，已廣泛應(yīng)用全站儀、gps

27、對(duì)地表移動(dòng)觀測(cè)站進(jìn)行坐標(biāo)觀測(cè)，而不再是相鄰兩點(diǎn)間的水平距離和各測(cè)點(diǎn)偏離觀測(cè)線方向的支距1。由于各點(diǎn)或多或少要偏離觀測(cè)線，而要計(jì)算的則是各點(diǎn)沿觀測(cè)線方向的移動(dòng)和變形，因此本文中采用首先將各點(diǎn)規(guī)劃到觀測(cè)線方向上，之后再進(jìn)行變形量的計(jì)算。圖1中jz1和jz2是為確定觀測(cè)線方向，在觀測(cè)線兩端選取的兩基準(zhǔn)點(diǎn)。n為觀測(cè)線上的一觀測(cè)點(diǎn)，n為n受地下開采影響后的點(diǎn)。n、n為n、 n在觀測(cè)線方向上的投影，即規(guī)劃到觀測(cè)線上的點(diǎn)位。12為觀測(cè)線方位角，s為n 到基準(zhǔn)點(diǎn)jz1的距離。圖1 坐標(biāo)規(guī)劃示意圖設(shè)點(diǎn)jz1、jz2的坐標(biāo)為（x1，y1），（x2，y2），n、n坐標(biāo)為（x，y）、（x，y）。方位角12、，s的求取

28、在此就不給出了。則n的坐標(biāo)為x=x1+s·cos12 （2-1）y=y1+s·sin12 （2-2）其中，s=s·cos，=12同理可求出n的坐標(biāo)。然后由n、n的坐標(biāo)計(jì)算該點(diǎn)的移動(dòng)變形量。該方法使用坐標(biāo)觀測(cè)量進(jìn)行計(jì)算，避免了復(fù)雜的支距改正，提高了計(jì)算精度。2.2移動(dòng)和變形的計(jì)算觀測(cè)數(shù)據(jù)經(jīng)規(guī)劃后，便可計(jì)算觀測(cè)線上各測(cè)點(diǎn)和測(cè)點(diǎn)間的移動(dòng)和變形。移動(dòng)和變形的計(jì)算主要包括：各測(cè)點(diǎn)的下沉和水平移動(dòng)，相鄰兩測(cè)點(diǎn)間的傾斜和水平變形，相鄰三點(diǎn)的曲率變形2-4。2.2.1 下沉各點(diǎn)的下沉以本次與首次的標(biāo)高差表示，單位mm，則m次觀測(cè)n點(diǎn)的下沉wn為 wn = hn 0 hn m （2

29、-3）式中，hn 0，hn m分別為首次和m次觀測(cè)時(shí)n點(diǎn)的高程。2.2.2傾斜地表下沉盆地沿某一方向的坡度叫傾斜，用i表示，單位mm/m，相鄰兩點(diǎn)間的傾斜為 （2-4）式中，lnn+1n號(hào)點(diǎn)至n+1號(hào)點(diǎn)的水平距離；wn，wn+1分別為n號(hào)點(diǎn)和n+1號(hào)點(diǎn)的下沉量。2.2.3曲率觀測(cè)線下沉的彎曲程度叫曲率，用k表示，單位mm/m2，則n號(hào)點(diǎn)附近的曲率，即n -1點(diǎn)至n+1號(hào)點(diǎn)之間的曲率為 （2-5）式中，in+1n，inn-1分別為n+1號(hào)點(diǎn)至n號(hào)點(diǎn)和n號(hào)點(diǎn)至 n-1號(hào)點(diǎn)的傾斜；ln+1n，lnn-1分別為n+1號(hào)點(diǎn)至n號(hào)點(diǎn)和n號(hào)點(diǎn)至 n-1號(hào)點(diǎn)的水平距離。2.2.4水平移動(dòng)下沉盆地內(nèi)，某點(diǎn)沿某一

30、水平方向的位移叫水平移動(dòng)，用u表示，單位mm，則m次觀測(cè)n點(diǎn)的水平移動(dòng)為un= ln m ln 0 （2-6）式中，ln m，ln 0分別為m 次觀測(cè)時(shí)和首次觀測(cè)時(shí) n 號(hào)點(diǎn)至觀測(cè)線控制點(diǎn)間的水平距離，直接用坐標(biāo)求得。2.2.5水平變形下沉盆地內(nèi)兩點(diǎn)間單位長度的水平移動(dòng)差稱之為水平變形，以表示，單位為 mm/m。則 n 號(hào)點(diǎn)至 n+1 號(hào)點(diǎn)間的水平變形為 （2-7）式中，（l n+1 n）m，（l n+1 n）0分別為n+1號(hào)點(diǎn)至n號(hào)點(diǎn)在首次和m 次觀測(cè)時(shí)的水平距離。3軟件實(shí)現(xiàn)3.1 autocad vba簡介vba ( visual basic for application) 是由micr

31、osoft創(chuàng)建的，用來自動(dòng)執(zhí)行任務(wù)的一個(gè)編程環(huán)境，它提供了一些用來創(chuàng)建圖形用戶界面的可拖拉工具和用來與autocad對(duì)象交換的編程語言5。其最大特點(diǎn)在于兩個(gè)方面：第一，與vb有著幾乎相同的開發(fā)環(huán)境和語法，具備功能強(qiáng)大和易于掌握的特點(diǎn)；第二，在于它的for application功能，針對(duì)性強(qiáng)，它駐留在主程序的內(nèi)部，使其結(jié)構(gòu)精簡，且代碼運(yùn)行效率高，使語言的引擎在技術(shù)上與開發(fā)環(huán)境分離6。autocad自r14.01版本開始就支持vba作為二次開發(fā)工具。3.2實(shí)現(xiàn)步驟基于上文所述計(jì)算原理，在autocad 2008下使用vba實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)計(jì)算及成圖。程序界面如圖2 。3.2.1 確定煤層采動(dòng)信息為反應(yīng)地

32、下開采與地表移動(dòng)和變形規(guī)律，在進(jìn)行各項(xiàng)計(jì)算之前應(yīng)當(dāng)首先確定觀測(cè)數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的地下開采情況。煤層信息有平均采深、采厚、傾角；采動(dòng)信息有沿走向線上開切眼坐標(biāo)、推進(jìn)距離，沿傾向線上一邊界坐標(biāo)、傾向?qū)挾?。圖2 軟件界面3.2.2 確定觀測(cè)線基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)在觀測(cè)線兩端選取兩點(diǎn)，坐標(biāo)可在cad觀測(cè)線布置圖中直接獲取。計(jì)算觀測(cè)線方向代碼如下：'讀入基點(diǎn)坐標(biāo)，計(jì)算規(guī)劃方向jx1 = val(userform1.textjz1x.text)jy1 = val(userform1.textjz1y.text)jx2 = val(userform1.textjz2x.text)jy2 = val(userform

33、1.textjz2y.text)a = atn(jy2 - jy1) / (jx2 - jx1)3.2.3讀入觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)規(guī)劃數(shù)據(jù)文件編輯成txt文檔，首次觀測(cè)平面坐標(biāo)及高程在前，第m次觀測(cè)在后。首次和第m次觀測(cè)的平面坐標(biāo)規(guī)劃實(shí)現(xiàn)代碼如下：' 數(shù)組gx1、gy1為首次觀測(cè)的規(guī)劃后平面坐標(biāo)，數(shù)組hx2、hy2為第m次觀測(cè)的規(guī)劃后平面坐標(biāo)gx(i) = format(sqr(cdbl(arr(1) - jx1) 2 + (cdbl(arr(2) - jy1) 2) * cos(a) + jx1, "0.000") gy(i) = format(sqr(cdbl(ar

34、r(1) - jx1) 2 + (cdbl(arr(2) - jy1) 2) * sin(a) + jy1, "0.000") ds(i) = format(sqr(gx(i) - jx1) 2 + (gy(i) - jy1) 2), "0.000") hx(i) = format(sqr(cdbl(arr(4) - jx1) 2 + (cdbl(arr(5) - jy1) 2) * cos(a) + jx1, "0.000") hy(i) = format(sqr(cdbl(arr(4) - jx1) 2 + (cdbl(arr(5

35、) - jy1) 2) * sin(a) + jy1, "0.000") hs(i) = format(sqr(hx(i) - jx1) 2 + (hy(i) - jy1) 2), "0.000") ws(i) = hs(i) - ds(i)3.2.4文件的打開，文件的導(dǎo)出與程序的退出1）文件的打開代碼private sub commandbutton1_click()dim strtext as stringcommondialog1.filter = "文本文件(*.txt)|*.txt"commondialog1.showope

36、n if commondialog1.filename <> "" then textbox17.text = "" open commondialog1.filename for input as #1 do while not eof(1) line input #1, strtext textbox17.text = textbox17.text & strtext & chr(13) & chr(10) loop close #1 end ifend sub2）文件的導(dǎo)出代碼：private sub comma

37、ndbutton2_click()commondialog1.filter = "文本文件(*.txt)|*.txt"commondialog1.showsaveif commondialog1.filename <> "" then open commondialog1.filename for output as #1 print #1, textbox17.text close #1end ifend sub3)程序的退出代碼：private sub commandbutton4_click()endend sub3.2.4 計(jì)算移動(dòng)和

38、變形各點(diǎn)規(guī)劃至觀測(cè)線方向后，根據(jù)公式（2-3）（2-6）計(jì)算出移動(dòng)和變形。從界面窗口中可以看到移動(dòng)和變形的計(jì)算信息，同時(shí)各計(jì)算結(jié)果會(huì)自動(dòng)保存在txt文檔里。3.2.5 曲線圖的繪制首先依原比例繪出煤層采動(dòng)信息，及煤層與測(cè)點(diǎn)的空間關(guān)系。煤層繪制的部分代碼如下：1) 煤層走向信息繪制private sub optionbutton1_click()dim layer1 as acadlayerset layer1 = thisdrawing.layers.add("坐標(biāo)")layer1.color = 255thisdrawing.activelayer = layer1cal

39、l mccall ckqtcend sub2）煤層傾向信息繪制private sub optionbutton2_click()dim layer1 as acadlayerset layer1 = thisdrawing.layers.add("坐標(biāo)")layer1.color = 255thisdrawing.activelayer = layer1call mcqcall qxtcend subpublic sub mc()dim hz#, zd#, kx#, ky#, jx1#, jy1#, skq#, ch# '煤層中間點(diǎn)采深，平均采厚 '煤層走向

40、推進(jìn)距離,開切眼坐標(biāo)，基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo),開切眼至基準(zhǔn)點(diǎn)距離dim plineobj as acadlwpolylinedim points(0 to 19) as doublehz = val(userform1.textcs.text)ch = val(userform1.textch.text)zd = val(userform1.textjl.text)kx = val(userform1.textkx1.text)ky = val(userform1.textky1.text)jx1 = val(userform1.textjz1x.text)jy1 = val(userform1.text

41、jz1y.text)'沿走向skq = sqr(kx - jx1) 2 + (ky - jy1) 2)points(0) = 0: points(1) = -hzpoints(2) = 1000: points(3) = -hzpoints(4) = 1000: points(5) = -hz - chpoints(6) = 0: points(7) = -hz - chpoints(8) = 0: points(9) = -hzpoints(10) = skq: points(11) = -hzpoints(12) = skq + zd: points(13) = -hzpoints

42、(14) = skq + zd: points(15) = -hz - chpoints(16) = skq: points(17) = -hz - chpoints(18) = skq: points(19) = -hzset plineobj = thisdrawing.modelspace.addlightweightpolyline(points)zoomallend sub煤層走向代碼如下：public sub ckqtc()dim hz#, zd#, kx#, ky#, jx1#, jy1#, skq#, ch# '煤層中間點(diǎn)采深，平均采厚 '煤層走向推進(jìn)距離,開切

43、眼坐標(biāo)，基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo),開切眼至基準(zhǔn)點(diǎn)距離 hz = val(userform1.textcs.text)ch = val(userform1.textch.text)zd = val(userform1.textjl.text)kx = val(userform1.textkx1.text)ky = val(userform1.textky1.text)jx1 = val(userform1.textjz1x.text)jy1 = val(userform1.textjz1y.text)'沿走向skq = sqr(kx - jx1) 2 + (ky - jy1) 2)dim solido

44、bj as acadsoliddim point1(0 to 2) as doubledim point2(0 to 2) as doubledim point3(0 to 2) as doubledim point4(0 to 2) as double' 定義實(shí)體point1(0) = skq: point1(1) = -hz - ch: point1(2) = 0point2(0) = skq + zd: point2(1) = -hz - ch#: point2(2) = 0point3(0) = skq: point3(1) = -hz: point3(2) = 0point4

45、(0) = skq + zd: point4(1) = -hz: point4(2) = 0' 在模型空間中創(chuàng)建實(shí)體對(duì)象set solidobj = thisdrawing.modelspace.addsolid(point1, point2, point3, point4)zoomallend sub煤層傾向代碼如下：public sub mcq()dim hz#, d#, qbx#, qby#, jx1#, jy1#, q#, ch#, j# '煤層中間點(diǎn)采深，平均采厚 '煤層走向推進(jìn)距離,開切眼坐標(biāo)，基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo),開切眼至基準(zhǔn)點(diǎn)距離dim plineobj as a

46、cadlwpolylinedim points(0 to 19) as doublehz = val(userform1.textcs.text)ch = val(userform1.textch.text)d = val(userform1.qd.text)j = val(userform1.qj.text)qbx = val(userform1.qx.text)qby = val(userform1.qy.text)jx1 = val(userform1.textjz1x.text)jy1 = val(userform1.textjz1y.text)'沿走向q = sqr(qbx

47、- jx1) 2 + (qby - jy1) 2)points(0) = 0: points(1) = -hzpoints(2) = 1000: points(3) = -hz + 1000 * tan(j * 3.1415926 / 180)points(4) = 1000: points(5) = -hz - ch / cos(j * 3.1415926 / 180) + 1000 * tan(j * 3.1415926 / 180)points(6) = 0: points(7) = -hz - ch / cos(j * 3.1415926 / 180)points(8) = 0: po

48、ints(9) = -hzpoints(10) = q: points(11) = -hz + q * tan(j * 3.1415926 / 180)points(12) = q + d * cos(j * 3.1415926 / 180): points(13) = -hz + q * tan(j * 3.1415926 / 180) + d * sin(j * 3.1415926 / 180)points(14) = q + d * cos(j * 3.1415926 / 180): points(15) = -hz + q * tan(j * 3.1415926 / 180) + d

49、* sin(j * 3.1415926 / 180) - ch / cos(j * 3.1415926 / 180)points(16) = q: points(17) = -hz + q * tan(j * 3.1415926 / 180) - ch / cos(j * 3.1415926 / 180)points(18) = q: points(19) = -hz + q * tan(j * 3.1415926 / 180)set plineobj = thisdrawing.modelspace.addlightweightpolyline(points)zoomallend sub煤層

50、傾向采空區(qū)填充public sub qxtc()dim hz#, d#, qbx#, qby#, jx1#, jy1#, q#, ch#, j# '煤層中間點(diǎn)采深，平均采厚 '煤層走向推進(jìn)距離,開切眼坐標(biāo)，基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo),開切眼至基準(zhǔn)點(diǎn)距離dim plineobj as acadlwpolylinedim points(0 to 19) as doublehz = val(userform1.textcs.text)ch = val(userform1.textch.text)d = val(userform1.qd.text)j = val(userform1.qj.text)q

51、bx = val(userform1.qx.text)qby = val(userform1.qy.text)jx1 = val(userform1.textjz1x.text)jy1 = val(userform1.textjz1y.text)'沿走向q = sqr(qbx - jx1) 2 + (qby - jy1) 2)dim solidobj as acadsoliddim point1(0 to 2) as doubledim point2(0 to 2) as doubledim point3(0 to 2) as doubledim point4(0 to 2) as d

52、ouble' 定義實(shí)體point1(0) = q: point1(1) = -hz + q * tan(j * 3.1415926 / 180): point1(2) = 0point2(0) = q + d * cos(j * 3.1415926 / 180): point2(1) = -hz + q * tan(j * 3.1415926 / 180) + d * sin(j * 3.1415926 / 180): point2(2) = 0point4(0) = q + d * cos(j * 3.1415926 / 180): point4(1) = -hz + q * tan

53、(j * 3.1415926 / 180) + d * sin(j * 3.1415926 / 180) - ch / cos(j * 3.1415926 / 180): point4(2) = 0point3(0) = q: point3(1) = -hz + q * tan(j * 3.1415926 / 180) - ch / cos(j * 3.1415926 / 180): point3(2) = 0' 在模型空間中創(chuàng)建實(shí)體對(duì)象set solidobj = thisdrawing.modelspace.addsolid(point1, point2, point3, poin

54、t4)zoomallend sub3）曲線繪制代碼1.下沉曲線繪制代碼如下：private sub commandbutton5_click()dim layer1 as acadlayerset layer1 = thisdrawing.layers.add("下沉曲線")layer1.color = acredthisdrawing.activelayer = layer1call zsdim wn() as doubledim aq() as doubledim ds() as doubledim gx() as doubledim gy() as doubledim

55、 n as doublen = val(userform1.textbox10.text)jx1 = val(userform1.textjz1x.text)jy1 = val(userform1.textjz1y.text)jx2 = val(userform1.textjz2x.text)jy2 = val(userform1.textjz2y.text)a = atn(jy2 - jy1) / (jx2 - jx1)dim ss as stringss = userform1.textbox18.textset fso = createobject("scripting.filesystemobject")set ttfile = fso.opentextfile(ss, 1)read = ttfile.readallread = replace(read, " ", "")do while instr(1, read, string(2, vbtab) > 0 read = replace(read, string(2, vbtab), vbtab)loop'msgbox readb