淺談土石方工程測量與計(jì)算

1、東華理工大學(xué)長江學(xué)院本科生畢業(yè)業(yè)設(shè)計(jì)（論論文）論文題目：淺談土石方方工程測測量與計(jì)計(jì)算姓名：學(xué)號：班級：年級：10級專業(yè)：測繪工程學(xué)院：測繪工程系系指導(dǎo)教師：完成時(shí)間：作 者 聲聲 明本人以信譽(yù)譽(yù)鄭重聲聲明：所所呈交的的學(xué)位畢畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)（論文文），是是本人在在指導(dǎo)教教師指導(dǎo)導(dǎo)下由本本人獨(dú)立立撰寫完完成的，沒沒有剽竊竊、抄襲襲、造假假等違反反道德、學(xué)學(xué)術(shù)規(guī)范范和其他他侵權(quán)行行為。文文中引用用他人的的文獻(xiàn)、數(shù)數(shù)據(jù)、圖圖件、資資料均已已明確標(biāo)標(biāo)注出，不不包含他他人成果果及為獲獲得東華華理工大大學(xué)長江江學(xué)院或或其他教教育機(jī)構(gòu)構(gòu)的學(xué)位位或證書書而使用用過的材材料。對對本設(shè)計(jì)計(jì)（論文文）的研研究做出出重要

2、貢貢獻(xiàn)的個(gè)個(gè)人和集集體，均均已在文文中以明明確方式式標(biāo)明。本本畢業(yè)設(shè)設(shè)計(jì)（論論文）引引起的法法律結(jié)果果完全由由本人承承擔(dān)。本畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)（論文文）成果果歸東華華理工大大學(xué)長江江學(xué)院所所有。特此聲明。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論論文）作作者（簽簽字）： 簽字日日期： 年 月 日本人聲明：該學(xué)位位論文是是本人指指導(dǎo)學(xué)生生完成的的研究成成果，已已經(jīng)審閱閱過論文文的全部部內(nèi)容，并并能夠保保證題目目、關(guān)鍵鍵詞、摘摘要部分分中英文文內(nèi)容的的一致性性和準(zhǔn)確確性。學(xué)位論文指指導(dǎo)教師師簽名： 年 月 日淺談土石方方工程測測量與計(jì)計(jì)算鄧小淵Discuussiion on thee Coompaarisson of Callcull

3、atiion Metthoddsannd thee meeasuuremmentt off Cuubicc Meeterr off Eaarthh annd SStonneQuuanttitiies Deng xiaaoyuuan2014年年 5月28日東華理工大學(xué)長江學(xué)院本科畢業(yè)論文 淺談土石方工程測量與計(jì)算 摘要摘 要在建筑工程程中，土土方量工工程是一個(gè)不不可缺少少的模塊塊。隨著著計(jì)算機(jī)機(jī)技術(shù)和和數(shù)字化化技術(shù)的的日益成成熟，充充分發(fā)揮揮計(jì)算機(jī)機(jī)和全站站儀相結(jié)結(jié)合的優(yōu)優(yōu)勢，能能夠高效效快速的的對土方方量進(jìn)行行計(jì)算。本文從兩個(gè)方面著手，數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理來討論這個(gè)問題，在數(shù)據(jù)采集方面提出免定向

4、測量方法，在數(shù)據(jù)處理方面，重點(diǎn)講述格網(wǎng)法和DTM法計(jì)算土方，并把土方工程分為兩類即測區(qū)有圓弧和測區(qū)沒有圓弧，通過控制變量法和比較分析法，得出理想結(jié)果，并在計(jì)算土方時(shí)建議使用兩種方法計(jì)算，取差值較小的一組，數(shù)據(jù)為計(jì)算結(jié)果。關(guān)鍵詞：土土方量工工程；數(shù)據(jù)采采集；控制變變量法；對比分分析東華理工大學(xué)長江學(xué)院本科畢業(yè)論文 淺談土石方工程測量與計(jì)算 AbstractAbstrracttIn thhe cconsstruuctiion enggineeeriing, eaarthhworrk eengiineeerinng iis aan iindiispeensaablee moodulle. Witth

5、 tthe devveloopmeent of commputter tecchnoologgy aand diggitaal ttechhnollogyy beecommes morre mmatuure, wee caan ggivee fuull plaay tto tthe commputter andd tootall sttatiion insstruumennt tthatt coombiiness thhe aadvaantaagess off effficciennt aand fasst ccalcculaatioon oof eeartthwoork. Inn thhis

6、 papper, frrom twoo asspeccts, daata acqquissitiion andd daata proocesssinng tto ddisccusss thhis isssue. inn teermss off daata acqquissitiion froom ddireectiionaal mmeassureemennt mmethhod is proopossed; inn thhe aaspeect of datta pproccesssingg, wwithh emmphaasiss onn grrid metthodd annd DDTM mett

7、hodd too caalcuulatte tthe earrthwworkk, tthe earrthwworkk iss diividded intto ttwo cattegooriees - meeasuurinng aareaa annd tthe areea hhas no arcc byy coontrrolllingg thhe vvariiablles metthodd annd ccompparaativve aanallysiis mmethhod, annd gget an ideeal ressultt, aand usee twwo mmethhodss too c

8、aalcuulatte tthe reccommmenddatiionss inn thhe eeartthwoork callcullatiion, a grooup of smaalleer ddifffereencee, ddataa foor tthe callcullatiion ressultts.Keywoordss: eeartthwoork enggineeeriing; daata acqquissitiion; coontrrol varriabble metthodd; ccompparaativve aanallysiis東華理工大學(xué)長江學(xué)院本科畢業(yè)論文 淺談土石方工

9、程測量與計(jì)算 目錄 目 錄TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc389080364目錄 PAGEREF _Toc389080364 h 1 HYPERLINK l _Toc389080365第一章緒論論 PAGEREF _Toc389080365 h 2 HYPERLINK l _Toc3890803661.1概述述 PAGEREF _Toc389080366 h 2 HYPERLINK l _Toc3890803671.2 國國內(nèi)外目目前研究究現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc389080367 h 22 HYPERLINK l _Toc3890803681.3本論論文

10、研究究的主要要內(nèi)容和和意義 PAGEREF _Toc389080368 h 22 HYPERLINK l _Toc3890803691.3.11本論文文研究的的主要內(nèi)內(nèi)容 PAGEREF _Toc389080369 h 2 HYPERLINK l _Toc3890803701.3.22本論文文的研究究的意義義 PAGEREF _Toc389080370 h 3 HYPERLINK l _Toc389080371第二章數(shù)據(jù)據(jù)采集 PAGEREF _Toc389080371 h 44 HYPERLINK l _Toc3890803722.1 常常用儀器器設(shè)備 PAGEREF _Toc3890803

11、72 h 44 HYPERLINK l _Toc3890803732.2 采采用的坐坐標(biāo)及高高程系統(tǒng)統(tǒng)和作業(yè)業(yè)依據(jù) PAGEREF _Toc389080373 h 44 HYPERLINK l _Toc3890803742.3 現(xiàn)現(xiàn)場踏勘勘 PAGEREF _Toc389080374 h 4 HYPERLINK l _Toc3890803752.4 外外業(yè)測繪繪 PAGEREF _Toc389080375 h 5 HYPERLINK l _Toc3890803762.4.11 測量量基本要要求 PAGEREF _Toc389080376 h 5 HYPERLINK l _Toc38908037

12、72.4.22 碎部部點(diǎn)分布布要求及及運(yùn)用技技巧 PAGEREF _Toc389080377 h 6 HYPERLINK l _Toc3890803782.4.33 外業(yè)業(yè)測量 PAGEREF _Toc389080378 h 66 HYPERLINK l _Toc389080379第三章內(nèi)業(yè)業(yè)計(jì)算基基本原理理與數(shù)據(jù)據(jù)處理 PAGEREF _Toc389080379 h 88 HYPERLINK l _Toc3890803803.1土方方計(jì)算的的基本方方法 PAGEREF _Toc389080380 h 8 HYPERLINK l _Toc3890803813.1.11 斷面面法 PAGEREF

13、 _Toc389080381 h 8 HYPERLINK l _Toc3890803823.1.22 格網(wǎng)網(wǎng)法 PAGEREF _Toc389080382 h 8 HYPERLINK l _Toc3890803833.1.33 等高高線法 PAGEREF _Toc389080383 h 110 HYPERLINK l _Toc3890803843.1.44DEMM法 PAGEREF _Toc389080384 h 11 HYPERLINK l _Toc3890803853.2理想想模型的體積積計(jì)算 PAGEREF _Toc389080385 h 112 HYPERLINK l _Toc3890

14、803863.2.11三棱柱柱體積計(jì)計(jì)算 PAGEREF _Toc389080386 h 122 HYPERLINK l _Toc3890803873.3.22圓柱體體積計(jì)算算 PAGEREF _Toc389080387 h 15 HYPERLINK l _Toc3890803883.3實(shí)際際例子的的土方計(jì)計(jì)算 PAGEREF _Toc389080388 h 188 HYPERLINK l _Toc3890803893.3.11 實(shí)例例坐標(biāo)數(shù)數(shù)據(jù) PAGEREF _Toc389080389 h 188 HYPERLINK l _Toc3890803903.3.22格網(wǎng)法法計(jì)算實(shí)實(shí)例 PAGER

15、EF _Toc389080390 h 188 HYPERLINK l _Toc3890803913.3.33 TEEM法計(jì)計(jì)算實(shí)例例 PAGEREF _Toc389080391 h 20 HYPERLINK l _Toc389080392第四章數(shù)據(jù)據(jù)分析 PAGEREF _Toc389080392 h 222 HYPERLINK l _Toc3890803934.1數(shù)據(jù)據(jù)匯總 PAGEREF _Toc389080393 h 222 HYPERLINK l _Toc3890803944.2數(shù)據(jù)據(jù)分析 PAGEREF _Toc389080394 h 225 HYPERLINK l _Toc3890

16、803954.2.11縱向比比較 PAGEREF _Toc389080395 h 255 HYPERLINK l _Toc3890803964.2.22橫向比比較 PAGEREF _Toc389080396 h 277 HYPERLINK l _Toc3890803974.3本章章小結(jié) PAGEREF _Toc389080397 h 229 HYPERLINK l _Toc389080398第五章總結(jié)結(jié)和展望望 PAGEREF _Toc389080398 h 30 HYPERLINK l _Toc389080399致謝 PAGEREF _Toc389080399 h 31 HYPERLINK

17、l _Toc389080400附錄：實(shí)例例棚改房房土方計(jì)計(jì)算數(shù)據(jù)據(jù) PAGEREF _Toc389080400 h 32 HYPERLINK l _Toc389080401參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc389080401 h 334東華理工大學(xué)長江學(xué)院本科畢業(yè)論文 淺談土石方工程測量與計(jì)算 第一章 緒論第一章緒論論1.1概述述隨著中國的的經(jīng)濟(jì)飛飛速發(fā)展展，國家家發(fā)展的的重點(diǎn)已已經(jīng)從一一線城市市漸漸向向二線城城市轉(zhuǎn)移移，而農(nóng)農(nóng)村的格格局也漸漸漸由原原來的模模式漸漸漸向小城城鎮(zhèn)化和和農(nóng)場制制度轉(zhuǎn)變變。相應(yīng)應(yīng)而來的的許多建建筑工程程也接踵踵而來。而土石方工程是建筑工程特別像地鐵，修地下室的工程不

18、可缺少的環(huán)節(jié)。為保證工程的順利進(jìn)行，在工程施工之前，必須做出快速、合理、準(zhǔn)確的工程預(yù)算，要拿出一套最合理的,最有效的，最經(jīng)濟(jì)的施工方案，就必須拿出準(zhǔn)確的,甲乙方認(rèn)可的土石方計(jì)算結(jié)果來。在上世紀(jì)七七八十年年代，土土石方的的計(jì)算是是有監(jiān)理理人員們們先在圖圖紙上剖剖面數(shù)據(jù)據(jù)，在米米格紙上上畫好剖剖面圖，然然后再依依照剖面面圖上計(jì)計(jì)算的要要求運(yùn)用用求積儀儀或者其其他的一一些方法法在剖面面圖上求求得面積積，最后后再計(jì)算算出土石石方量。但是這種工作程序相當(dāng)繁瑣，工作量大、精確度不高、消耗大量的時(shí)間。隨著如今計(jì)計(jì)算機(jī)技技術(shù)和測測量儀器器技的發(fā)發(fā)展和完完善，特特別是基基于AUTTOCAAD二次開開發(fā)的CASS

19、S軟件和FASSTIFFT的出現(xiàn)現(xiàn)，不僅僅大縮短短了計(jì)算算的時(shí)間間，而且且得出的的結(jié)果更更加客觀觀，精確確。土石方工程程中測繪繪工作包包含外業(yè)業(yè)觀測和和內(nèi)業(yè)的的數(shù)據(jù)處處理計(jì)算算。計(jì)算算機(jī)根據(jù)據(jù)外業(yè)觀觀測數(shù)據(jù)據(jù)選取一一種特定定的方法法計(jì)算土土石方。這這種方法法不外乎乎就是 DEEM法、方方格網(wǎng)法法、斷面面法和等等高線法法。1.2 國國內(nèi)外目目前研究究現(xiàn)狀 針對土土石方計(jì)計(jì)算的研研究自計(jì)計(jì)算機(jī)高高速發(fā)展展可謂是是數(shù)不勝勝數(shù)，專專家學(xué)者者主要圍圍繞DEM法、方方格網(wǎng)法法、斷面面法和等等高線法法這四種種方法的的比較分分析以及及根據(jù)外外業(yè)測量量數(shù)據(jù)怎怎樣建立立最佳擬擬和曲面面，使計(jì)計(jì)算結(jié)果果更加準(zhǔn)準(zhǔn)確，

20、同同時(shí)也取取得了巨巨大突破破。1.3本論論文研究究的主要要內(nèi)容和和意義1.3.11本論文文研究的的主要內(nèi)內(nèi)容本文通過對對一個(gè)理理想的物物理模型型（三棱棱柱）和和實(shí)際中中撫州市市鳳凰城城棚改房房8號樓地下下室土方方計(jì)算為為例，從從外業(yè)數(shù)數(shù)據(jù)采集集和內(nèi)業(yè)業(yè)數(shù)據(jù)處處理方面面著手，證證實(shí)了先先輩提出出的部分分觀點(diǎn)，同同是也提提出了一一些自己己的觀點(diǎn)點(diǎn)，主要要包括（1）在外外業(yè)采集集中，全全部儀無無需定向向量儀高高測量方方法，快快捷而簡簡單，縮縮短外業(yè)業(yè)時(shí)間（2）在數(shù)數(shù)據(jù)處理理方面，在cass8.0下，重點(diǎn)講述DTM法和格網(wǎng)法計(jì)算三菱柱，1/4圓柱以及撫州市鳳凰城棚改房8號樓地下室挖方，并比較分析數(shù)據(jù)結(jié)

21、果，得出自己的結(jié)果。1.3.22本論文文的研究究的意義義為了保證工工程建設(shè)設(shè)的經(jīng)濟(jì)濟(jì)性, 工程建建設(shè)要求求在最大大程度上上利益最最大化。土土石方計(jì)計(jì)算的正正確與否否直接關(guān)關(guān)系到工工程投資資與預(yù)算算等經(jīng)濟(jì)濟(jì)利益, 因此土土石方計(jì)計(jì)算對于于工程建建設(shè)是至至關(guān)重要要的。本本文通過過總結(jié)先先輩的理理論觀點(diǎn)點(diǎn)，提出出自己的的觀點(diǎn)，為為土石方方工程相相關(guān)工作作人員提提供參考考，為測測繪初學(xué)學(xué)者提供供學(xué)習(xí)資資料。同同時(shí)，對對本文的的書寫，也也增加了了自己對對測繪進(jìn)進(jìn)一步認(rèn)認(rèn)識，豐豐富自己己的視野野。東華理工大學(xué)長江學(xué)院本科畢業(yè)論文 淺談土石方工程測量與計(jì)算 第二章 數(shù)據(jù)采集第二章數(shù)據(jù)據(jù)采集2.1 常常用儀器

22、器設(shè)備2.1.11采用gps測量方方方法所所需儀器器雙頻GPSS接收機(jī)機(jī)和記錄錄手薄 11臺 對中桿 1根三腳架 1副2.1.22采用全全站儀測測量方法法所需儀儀器全站儀 1臺對中桿 1根三腳架 1副必要時(shí)還需需gps儀器一一套做控控制2.2采用用的坐標(biāo)標(biāo)及高程程系統(tǒng)和和作業(yè)依依據(jù)2.2.11采用的的坐標(biāo)及及高程系系統(tǒng)平面可以采采用城建建坐標(biāo)系系，高程程采用城城建高程程系，同同樣可以以采取自自己假定定的獨(dú)立立坐標(biāo)系系統(tǒng)。2.2.11外業(yè)作作業(yè)依據(jù)據(jù)公路全球球定位系系統(tǒng)（GPS）測量量規(guī)范（JTJ/T 06698），以下簡稱GPS測量規(guī)范。 公路勘測測規(guī)范（JTJ 06199），以下簡稱規(guī)范。1

23、：5000、1：10000、1：20000地形圖圖圖式（GB/T 77929919995），以以下簡稱稱圖式式。國家三、四四等水準(zhǔn)準(zhǔn)測量規(guī)規(guī)范（GB1128998-991）大比例尺尺地形圖圖機(jī)助制制圖規(guī)范范（GB1149112-994）等2.3現(xiàn)場場踏勘主要包括幾幾方面內(nèi)內(nèi)容：1，現(xiàn)場交交通情況況，場地地地形，場地大小，這方面需要增加費(fèi)用，2，現(xiàn)場降降水（如如果是外外地）量量，需要要的排降降水設(shè)備備3，周邊建建筑物或或場所是是否對測測量有影影響，確確定選取取什么樣樣的方法法測量更更好 4，現(xiàn)場是是否有淤淤泥，測測量時(shí)是是否需要要雨鞋等等總之一句話話，就是是完全了了解現(xiàn)場場情況，把把對報(bào)價(jià)價(jià)和將

24、來來的施工工的影響響因素都都考慮全全，確定定好什么么方法測測量，怎怎樣測量量更好。2.4 外外業(yè)測繪繪2.4.11 測量基基本要求求測圖范圍圍：按甲甲方現(xiàn)場場指定范范圍進(jìn)行行施測。 測區(qū)內(nèi)所所有居民民地，獨(dú)獨(dú)立地物物，管線線及欄柵柵，道路路，水系系，植被被等各項(xiàng)項(xiàng)地物，地地形要素素，以及及地理名名稱注記記等，均均在地形形圖上表表示。2.5.3 地地形圖上上均展繪繪出各等等級三角角點(diǎn)，包包括各等等級平面面控制點(diǎn)點(diǎn).圖根點(diǎn)點(diǎn).水準(zhǔn)點(diǎn)點(diǎn)等測量量控制點(diǎn)點(diǎn)，并按按規(guī)定符符號表示示。各類建筑筑物，構(gòu)構(gòu)筑物及及主要附附屬設(shè)施施，按實(shí)實(shí)地輪廓廓準(zhǔn)確測測繪，房房屋以墻墻基角為為準(zhǔn)，并并按建筑筑材料和和質(zhì)量分分類

25、（即即注“ 砼”“混”“磚”等），并并根據(jù)結(jié)結(jié)構(gòu)分層層表示及及注記層層數(shù)地貌以等等高線表表示為主主，明顯顯的特征征地貌（如如陡崖、沖沖溝等）以以符號表表示。從從零米起起算每隔隔四根首首曲線應(yīng)應(yīng)繪一根根計(jì)曲線線，即0、5、10，并在在計(jì)曲線線上注記記高程。山山頂、鞍鞍部凹地地及斜坡坡方向不不易判讀讀的等高高線上，應(yīng)應(yīng)加繪示示坡線。遇遇到山頂頂、鞍部部，山脊脊、山腳腳、谷地地、谷口口、溝底底、溝口口以及其其它地面面傾斜變變化處，均均測高程程注記點(diǎn)點(diǎn)，高程程注記取取至小數(shù)數(shù)點(diǎn)后兩兩位測區(qū)內(nèi)所所有的公公路，大大車路，鄉(xiāng)鄉(xiāng)村路，小小路均有有測繪。公公路及雙雙線道路路在圖上上均按真真寬依比比例尺表表示，公

26、公路，街街道按其其路面材材料劃分分為水泥泥，瀝青青，碎石石，礫石石，和土土路等，以以文字注注記在圖圖上，鋪鋪裝材料料改變處處用點(diǎn)線線分隔。公公路里程程碑為實(shí)實(shí)測其點(diǎn)點(diǎn)位，并并注明了了里程數(shù)數(shù)。河流，溝溝渠，池池塘等各各種水工工設(shè)施均均有表示示，溝渠渠寬度小小于1米以單單線表示示，堤坎坎均測注注了頂部部及底部部及坡角角的高程程。圖上所有有居民地地，道路路，河流流等自然然地理名名稱，以以及單位位名，均均進(jìn)行了了調(diào)查核核實(shí)并正正確注記記在圖上上。 地形圖內(nèi)內(nèi)業(yè)編輯輯采用SCS 軟件件，嚴(yán)格格按照軟軟件要求求進(jìn)行地地物、地地貌編輯輯，各種種注記的的字體大大小，字字型，方方向按圖圖式規(guī)規(guī)定執(zhí)行行。2.4

27、.22 碎部點(diǎn)點(diǎn)分布要要求及運(yùn)運(yùn)用技巧巧根據(jù)計(jì)算算原理，必必須按地地貌地形形特征取取點(diǎn)，特特別是地地勢變坡坡坡底線線、陡坎坎邊線、梯梯田臺地地邊線等等，測點(diǎn)點(diǎn)過程中中繪制地地形草圖圖，逐點(diǎn)點(diǎn)做好記記錄，文文字記錄錄如：測測點(diǎn) 223、40、24、41 間為臺臺地，其其中測點(diǎn)點(diǎn)60處有有一約 0 . 88 米深坑坑；每次測取取土方計(jì)計(jì)算區(qū)域域邊線應(yīng)應(yīng)相，且且任何相相鄰三個(gè)個(gè)測點(diǎn)構(gòu)構(gòu)成的三三角形不不宜為 1 5 00 以上的的鈍角三三角形對不易測測點(diǎn)地方方做詳細(xì)細(xì)文字描描述，以以備追加加測點(diǎn)，如如測點(diǎn)660文字字記錄為為：111,122,133,166間有一一水坑，離離11點(diǎn)3米，距點(diǎn)12點(diǎn)4 米

28、，水水深 0.6 米,注意追追加。重點(diǎn)記錄錄地標(biāo)點(diǎn)點(diǎn)（甲方方所給的的起算高高程點(diǎn)）的的高程在情況允允許的條條件下盡盡量一站站測完，這這樣不僅僅省事，而而且可以以提高精精度，還還可以采采用下面面講到的的免定向向?qū)χ袦y測量方法法。2.4.33 外業(yè)業(yè)測量2.4.3.11 普通測測量方法法 這種種方法和和普通的的1:5500地形測測量沒有有什么區(qū)區(qū)別，主主要步驟驟有找已有有控制點(diǎn)點(diǎn)或用gps做控制制點(diǎn)；在已知知控制點(diǎn)點(diǎn)架站，對對中整平平；定向檢檢；內(nèi)業(yè)計(jì)計(jì)算。同同樣可以以采用其其他的方方法像gps等，這里里就不一一一贅述述。2.4.33.2 免定向向?qū)χ辛苛績x器高高測量由于土方工工程中，要要求的只只

29、是點(diǎn)與與點(diǎn)的相相對位置置關(guān)系，在在內(nèi)業(yè)是是根據(jù)這這些相對對位置關(guān)關(guān)系來擬擬合出最最佳曲面面，采用用一定的的算法計(jì)計(jì)算出土土的體積積，這就就是土石石方計(jì)算算最通俗俗的定義義。正因?yàn)檫@樣樣，我們們在小范范圍的土土方工程程中就可可以大膽膽的采用用這種無無定向?qū)χ械臏y測量方法法。下面面是具體體步驟；在測區(qū)內(nèi)或或測區(qū)外外面選取取一個(gè)可可以測全全部測區(qū)區(qū)又可以以架設(shè)儀儀器的點(diǎn)點(diǎn)。（要要是沒有有這樣的的點(diǎn)，需需要架設(shè)設(shè)兩到三三站的話話，就不不能用這這種方法法，后面面再敘述述另一種種方法）在所選的點(diǎn)點(diǎn)架設(shè)儀儀器，并并把儀器器整平。輸入正確的的儀器高高，測量量甲方所所給的地地標(biāo)點(diǎn)（甲方所給的起算高程點(diǎn)及設(shè)計(jì)高

30、度點(diǎn)，大部分是距路面高多少公分或某一特征點(diǎn)下挖多少米），并記錄下來，計(jì)算出設(shè)計(jì)標(biāo)高，以備內(nèi)頁計(jì)算；碎步測量內(nèi)業(yè)計(jì)算。上面有敘述述，要是是不能選選取一個(gè)個(gè)可以測測全部測測區(qū)又可可以架設(shè)設(shè)儀器的的點(diǎn)，此此時(shí)同樣樣無需定定向，但但需要對對中整平平和量儀儀器高，方方法類似似。當(dāng)然這種方方法有一一定的局局限性（主主要是不不適用大大范圍的的土方工工程），但但不能說說是在不不影響精精度的情情況的一一種省時(shí)時(shí)的好方方法東華理工大學(xué)長江學(xué)院本科畢業(yè)論文 土石方工程測量與計(jì)算 第三章 內(nèi)業(yè)計(jì)算原理與數(shù)據(jù)處理第三章 內(nèi)內(nèi)業(yè)計(jì)算算基本原原理與數(shù)數(shù)據(jù)處理理3.1土方方計(jì)算的的基本方方法3.1.11 斷面面法在碎步測量量

31、的平面面圖或者者是數(shù)字字地形圖圖上，根根據(jù)土石石方的計(jì)計(jì)算范圍圍，將場場地劃分分為若干干個(gè)橫截截面，這這些橫截截面需要要的是相相互平行行且間距距相等。（當(dāng)當(dāng)精度要要求不高高時(shí)，可可酌情根根據(jù)已有有地形圖圖來確定定斷面，當(dāng)當(dāng)精度要要求較高高時(shí)，則則必須到到達(dá)實(shí)地地測量以以確定斷斷面）。依依據(jù)所繪繪制的斷斷面圖將將所取的的每一個(gè)個(gè)斷面劃劃分成為為若干個(gè)個(gè)梯形或或者三角角形，計(jì)計(jì)算每條條斷面線線相互所所圍成的的面積，用用每相鄰鄰兩個(gè)斷斷面的面面積取平平均值然然后乘以以橫斷面面的間距距，得出出結(jié)果為為每相鄰鄰兩個(gè)斷斷面間的的體積，將將各個(gè)相相鄰斷面面的體積積相加得得出總體體積，這這種方法法被稱為為斷面

32、法法。3.1.22格網(wǎng)法法先將場地劃劃分為若若干個(gè)具具有一定定間距的的方格，從從數(shù)字地地形圖或或者實(shí)際際測量得得到每個(gè)個(gè)方格角角點(diǎn)的實(shí)實(shí)際自然然標(biāo)高，再再有每個(gè)個(gè)方格角角點(diǎn)的設(shè)設(shè)計(jì)標(biāo)高高與自然然標(biāo)高只只差即為為填挖高高度，一一般以“+”號 作為填填方，“-”號作為為挖方，然然后計(jì)算算每個(gè)方方格角點(diǎn)點(diǎn)的填挖挖量，并并且得到到場地邊邊坡的土土方量，最最后二者者相加即即為整個(gè)個(gè)場地的的工程量量。格網(wǎng)網(wǎng)法一般般采用水水準(zhǔn)測量量或者三三角高程程測量方方法，測測量出網(wǎng)網(wǎng)點(diǎn)的標(biāo)標(biāo)高，進(jìn)進(jìn)而計(jì)算算方格網(wǎng)網(wǎng)的平均均標(biāo)高和和面積。平平均標(biāo)高高有以下下幾種計(jì)計(jì)算方法法：算術(shù)平均均法：將將四個(gè)角角點(diǎn)的高高程求平平均值

33、即即為平均均標(biāo)高加權(quán)平均均法：將將每個(gè)方方格的四四個(gè)角點(diǎn)點(diǎn)取平均均值作為為平均標(biāo)標(biāo)高，然然后每個(gè)個(gè)格網(wǎng)的的平均高高程即為為加權(quán)平平均高程程。計(jì)算前應(yīng)分分清楚挖挖方區(qū)與與填方區(qū)區(qū)的分界界線，在在這條線線上的施施工高度度為零。方格中的土土方量的的計(jì)算方方法有以以下兩種種：四角菱柱柱體的體體積計(jì)算算方法：方格的四個(gè)個(gè)角點(diǎn)全全部為填填方或者者挖方，它它的挖填填體積為為： （3-1） 其中h11h2h3h4為方格格的四個(gè)個(gè)角點(diǎn)的的填挖高高度，取取絕對值值m，a為格網(wǎng)網(wǎng)邊長。 圖3-2 四方棱棱柱體（a）角點(diǎn)點(diǎn)全挖或或者全填填 （b）角點(diǎn)點(diǎn)兩挖或或者兩填填 （c）角點(diǎn)點(diǎn)一挖三三填或者者一填三三挖方格四個(gè)角

34、角點(diǎn)中一一部分是是挖方一一部分是是填方,其挖方方或者填填方的面面積為 （3-2） （3-3） 方格三三個(gè)角點(diǎn)點(diǎn)為挖方方 ，一個(gè)個(gè)是填方方時(shí)，其其挖方或或填方量量為 （3-4） （3-5）三角棱柱柱體的體體積計(jì)算算方法計(jì)算是先按按照已繪繪等高線線將各個(gè)個(gè)方格劃劃分成為為三角形形，每個(gè)個(gè)三角形形的三個(gè)個(gè)角點(diǎn)的的填挖高高度為當(dāng)三角形的的三個(gè)角角點(diǎn)全部部為填或或者挖時(shí)時(shí)，挖填填體積為為： （3-6）圖 3-33 三角棱棱柱的體體積計(jì)算算若三角形的的三個(gè)角角點(diǎn)有填填方也有有挖方時(shí)時(shí)，其椎椎體和楔楔體的體體積為：（3-7）（3-8） 其中為椎椎體頂點(diǎn)點(diǎn)的填挖挖高度3.1.33 等高線線法一般我們根根據(jù)已繪

35、繪的等高高線地形形圖，計(jì)計(jì)算等高高線所圍圍的面積積，再根根據(jù)兩相相鄰等高高線的高高差計(jì)算算土方量量，公式式如下： （3-9）其中：Sii、Si+1為相鄰鄰兩等高高線所圍圍成的面面積，h為相鄰鄰兩等高高線高差差計(jì)算時(shí)等高高線必須須要閉合合，如果果等高線線不閉合合，可先先離散化化等高線線后再進(jìn)進(jìn)行計(jì)算算當(dāng)?shù)孛嫫鸱^大、坡坡度變化化較多時(shí)時(shí)，可采采用等高高線法估估算土石石方量，在在地形圖圖精度較較高時(shí)更更為合適適。平原原地區(qū)一一般不采采用該方方法。3.1.44 DDEM法3.1.44.1 DEMM法的建網(wǎng)網(wǎng)原理數(shù)字地面模模型(DTM)是地貌貌形態(tài)的的離散表表示，地地表的任任一特征征內(nèi)容均均可視為為

36、DTM特征，以以高程為為特征值值的DTM也成為為數(shù)字高高程模型型（DEM）。DEM的數(shù)據(jù)據(jù)主要有有規(guī)則格格網(wǎng)或不不規(guī)則格格網(wǎng)組成成，實(shí)際際中多為為不規(guī)則則DTM模型。數(shù)數(shù)字形式式X、Y、Z坐標(biāo)來來表達(dá)區(qū)區(qū)域內(nèi)的的地貌形形態(tài)是DTM的特點(diǎn)點(diǎn)，然后后用微縮縮的形式式重現(xiàn)了了地表形形態(tài)的起起伏和變變化特征征，更加加精確，直直觀，形形象。不規(guī)則三角角網(wǎng)法是是直接利利用測區(qū)區(qū)內(nèi)所有有地形特特征點(diǎn)，構(gòu)構(gòu)造出鄰鄰接三角角形組成成的網(wǎng)狀狀結(jié)構(gòu)。不不規(guī)則三三角網(wǎng)的的每個(gè)核核心基本本單元就就是不規(guī)規(guī)則三角角形的三三個(gè)頂點(diǎn)點(diǎn)坐標(biāo)，這這些坐標(biāo)標(biāo)完全是是由實(shí)地地測量得得到的。由由于實(shí)地地觀測時(shí)時(shí)是由地地形決定定的，一一

37、般是平平面位置置的轉(zhuǎn)折折點(diǎn)或地地形坡度度的變換換點(diǎn)，著著就使得得離散點(diǎn)點(diǎn)在相關(guān)關(guān)區(qū)域中中形成非非規(guī)則形形狀的三三角形。 3.1.44.2DDTM土方量量計(jì)算原理理土方量實(shí)際際上就是是原始地地表與設(shè)設(shè)計(jì)地表表之間的的體積值值，故我我們只需需在計(jì)算算區(qū)建立立兩個(gè)DEM，一個(gè)個(gè)為原始始的DEM，另一一個(gè)為設(shè)設(shè)計(jì)地表表的DTTM，然后后根據(jù)兩兩個(gè)DEM的差即即可求出出土方量量。土方方量的計(jì)計(jì)算可按按下述方方法進(jìn)行行：在相同的坐坐標(biāo)原點(diǎn)點(diǎn)和格網(wǎng)網(wǎng)分辨率率的條件件下，將將統(tǒng)一區(qū)區(qū)域的兩兩個(gè) DEEM進(jìn)行疊疊加得到到一個(gè)新新的DEM，設(shè)為DEMM1，則有DEMM1=DDTM-DEMM，其分分量表達(dá)達(dá)式為：（

38、3-100）其中為地表表DTM格網(wǎng)點(diǎn)點(diǎn)高程，為DEM的格網(wǎng)點(diǎn)高程。對于任一格格網(wǎng)(i,j),若，則該該格網(wǎng)點(diǎn)點(diǎn)挖方，若若，則該該格網(wǎng)點(diǎn)點(diǎn)為填方方。設(shè)格格網(wǎng)面積積，則該該格網(wǎng)處處的土方方量為： （3-111） 分別對和和的數(shù)據(jù)據(jù)進(jìn)行累累加，即即可求的的該區(qū)域域的填挖挖方量 。3.2理想想模型的的體積計(jì)計(jì)算這里所謂的的理想模模型是指指其體積積可根據(jù)據(jù)已有的的公式計(jì)計(jì)算出來來的模型型，也就就是說其其真值是是已知的的模型。本本文例舉舉了二了了模型即即三棱柱柱，四分分之一圓圓柱，重點(diǎn)講講述了在在casss環(huán)境下下格網(wǎng)法法和三角角DTM法計(jì)算算。3.2.11三棱柱柱體積計(jì)計(jì)算3.2.11.1三菱柱柱原始計(jì)

39、計(jì)算數(shù)據(jù)據(jù)我們是把一一個(gè)長為為30m，寬為20m，高為10m的等腰腰三菱柱柱置于空空間直角角坐標(biāo)系系中，把把長方形形底面放放置在Z=5的平面面上，再再使三菱菱柱的長長與X軸平行行，寬與與Y軸平行行，再把把平面X=55,100,155,200,255,300，Y=0,10,20以及X=2.5,77.5,12.5,222.55,277.5，Y=5,15與三菱菱柱的交交點(diǎn)作為特征征點(diǎn)，并并提取這這些點(diǎn)的的坐標(biāo)，輸輸入到exccel中，保保存成csv格式的的文件，最最后改成成casss8.0能夠識識別的dat格式文文件，具具體截圖圖如下33-4圖3-4 三棱柱柱原始數(shù)數(shù)據(jù)3.2.11.2三菱柱柱棱柱格

40、格網(wǎng)法體體積計(jì)算算采用格網(wǎng)法法計(jì)算的的主要步步驟與DTM法是一一樣的，主主要包括括將dat格式的的數(shù)據(jù)展展到casss里面繪制計(jì)計(jì)算區(qū)域域即三菱菱柱的長長方形地地面參數(shù)設(shè)設(shè)置，這這里我們們計(jì)算三三菱柱的的體積，由由坐標(biāo)數(shù)數(shù)據(jù)知道道，設(shè)計(jì)計(jì)高度應(yīng)應(yīng)為5m，輸出結(jié)結(jié)果，格格網(wǎng)間距距依次設(shè)設(shè)置為2.5，5 ，7.55.，10，15和20m計(jì)算體體積，截截圖見圖圖3-55圖3-5 三棱柱柱格網(wǎng)法法5m間距方方法計(jì)算算結(jié)果截圖圖我們同樣把把計(jì)算結(jié)結(jié)果畫成成散點(diǎn)圖圖，橫坐坐標(biāo)表示示格網(wǎng)間間距，單單位為m；縱坐坐標(biāo)表示示計(jì)算體體積值，單單位為m，結(jié)果果顯示見見圖3-66圖 3-66 格網(wǎng)網(wǎng)法不同同格網(wǎng)間間距

41、方法法計(jì)算三三棱柱結(jié)結(jié)果散點(diǎn)點(diǎn)圖 HYPERLINK l _4.2.2橫向比較3.2.11.3三三棱柱TEM法方法體積計(jì)算算采用TEMM法計(jì)算算的主要要步驟包包括將dat格式的的數(shù)據(jù)展展到casss里面繪制計(jì)計(jì)算區(qū)域域即三菱菱柱的長長方形地地面參數(shù)設(shè)設(shè)置，這這里我們們計(jì)算三三菱柱的的體積，由由坐標(biāo)數(shù)數(shù)據(jù)知道道，設(shè)計(jì)計(jì)高度應(yīng)應(yīng)為5m，輸出結(jié)結(jié)果，格格網(wǎng)間距距依次設(shè)設(shè)置為2.5，5 ，7.55.，10，15和20m計(jì)算體體積，截截圖見圖圖3-77圖3-7 三棱柱柱TEMM法5m間距方法法計(jì)算結(jié)結(jié)果截圖圖我們的計(jì)算算結(jié)果繪繪制成散散點(diǎn)圖，橫橫坐標(biāo)表表示格網(wǎng)網(wǎng)間距，單單位為m；縱坐坐標(biāo)表示示計(jì)算體體積

42、值，單單位為m，結(jié)果果顯示見見圖3-88 圖3-8 TEM法不同同間距方方法三棱棱柱計(jì)算算結(jié)果散散點(diǎn)圖3.3.22圓柱體體積計(jì)算算3.3.22.1圓柱原原始計(jì)算算數(shù)據(jù)我們把半徑徑為100，高為50的1/4圓柱的的底面置置于空間間直角坐坐標(biāo)系中中Z=5的平面面上，讓讓圓心為為與（0,00,5）處，一一條半徑徑與x軸平行行，一條條半徑與與y軸平行行。然后后選取邊邊界點(diǎn)以以及內(nèi)部部40有特征征的點(diǎn)，寫寫出這些些點(diǎn)的坐坐標(biāo)，導(dǎo)導(dǎo)入exccel中，保保存為csv文件，最最后同樣樣把數(shù)據(jù)據(jù)弄成casss能識別別的dat格式文文件，具具體見圖圖3-99圖3-9 圓柱坐坐標(biāo)數(shù)據(jù)據(jù)截圖3.3.22.2圓柱格格網(wǎng)

43、方體體積計(jì)算算具體步驟同同格網(wǎng)法法計(jì)算三三菱柱體體積一樣樣，這里里不再贅贅述，但但是值得得注意的的是，這這里計(jì)算算邊界是是圓弧，而而電腦是是識別線線段，就就要把曲曲線變成成折線，就就出現(xiàn)了了折線內(nèi)內(nèi)插角。這這個(gè)折線線內(nèi)插角角也是影影響其計(jì)計(jì)算精度度的。我們采用控控制變量量法來處處理這里里圓柱的的體積計(jì)計(jì)算，先先保持折折線內(nèi)插插角為5，用不不同的格格網(wǎng)間距距來計(jì)算算1/4圓柱的的體積，計(jì)計(jì)算結(jié)果果散點(diǎn)圖圖見圖3-110。圖3-100格網(wǎng)法法不同格格網(wǎng)間距距下1/4圓柱的的體積計(jì)計(jì)算結(jié)果果散點(diǎn)圖圖（折線線內(nèi)插角角5）3.3.22.3圓柱體體積TEM方法計(jì)計(jì)算現(xiàn)采用TEEM來計(jì)算算圓柱的的體積，同同

44、樣采用用控制變變量法來來處理折折線內(nèi)插插角的問問題，先先保持折折線內(nèi)插插角為5，用不不同的格格網(wǎng)間距距來計(jì)算算1/4圓柱的的體積，計(jì)計(jì)算結(jié)果果匯總，繪繪制成散散點(diǎn)圖見見圖3-111圖3-111 不同格格網(wǎng)間距距下TDM法1/4圓柱的的體積計(jì)計(jì)算結(jié)果果散點(diǎn)圖圖（折線內(nèi)插插角5）我們可以發(fā)發(fā)現(xiàn)用這這兩種方方法計(jì)算算結(jié)果是是一樣的的，而且且與格網(wǎng)網(wǎng)間距無無關(guān)。于于是我們們控制格格網(wǎng)間距距不變，采采取格網(wǎng)網(wǎng)法后者者采用TEM法來計(jì)計(jì)算不同同折線內(nèi)內(nèi)插角時(shí)時(shí)，圓柱柱體積的的變化情情況；同同樣我們們繪制出出散點(diǎn)圖圖，橫坐坐標(biāo)表示示折線內(nèi)內(nèi)插角，單單位為，縱坐坐標(biāo)表示示計(jì)算體體積值，單單位為m，結(jié)果果見圖3

45、-112圖3-122 相同格格網(wǎng)間距距下不同同折線內(nèi)內(nèi)插角TDM法計(jì)算1/4圓柱體體積結(jié)果果散點(diǎn)圖圖（格網(wǎng)間距距為10m）3.3實(shí)際際例子的的土方計(jì)計(jì)算理想模型是是規(guī)則的的，但現(xiàn)現(xiàn)實(shí)生活活中不能能取代所所有，正正因?yàn)檫@這樣，本本文以撫撫州市鳳鳳凰城棚棚改房8號樓地地下室土土方計(jì)算算為例，其其設(shè)計(jì)標(biāo)標(biāo)高為36.0000m,采用19885國家坐坐標(biāo)系,用各種種方法計(jì)計(jì)算其土土方。3.3.11 實(shí)例坐坐標(biāo)數(shù)據(jù)據(jù) HYPERLINK l _附錄：實(shí)例棚改房土方計(jì)算數(shù)據(jù)_附錄：實(shí)實(shí)例棚改改房土方方計(jì)算數(shù)數(shù)據(jù) 見附錄一3.3.22格網(wǎng)法法計(jì)算實(shí)實(shí)例計(jì)算實(shí)例土土方量和和計(jì)算三三菱柱體體積步驟驟是一樣樣的，甲

46、甲方已經(jīng)經(jīng)告訴目目標(biāo)高程程為36.0000m，我們們進(jìn)行設(shè)設(shè)置，見見截圖3-113和計(jì)計(jì)算結(jié)果果輸出圖圖見截圖圖3-114 圖3-13 格網(wǎng)方方參數(shù)設(shè)設(shè)置-圖3-144 100m格網(wǎng)間間距格網(wǎng)網(wǎng)法計(jì)算算結(jié)果顯顯示邊界不存在在圓弧，故故不要考考慮折線線內(nèi)插角角，采用用不同格格網(wǎng)間距距依次其其土方量量，繪制制成散點(diǎn)點(diǎn)圖，見見圖3-115。圖3-155不同格格網(wǎng)間距距格網(wǎng)法法下的實(shí)實(shí)例土方方計(jì)算量量散點(diǎn)圖圖3.3.33 TEEM法計(jì)算算實(shí)例TEM法計(jì)計(jì)算實(shí)例例土方量量和計(jì)算算三菱柱柱的具體體步驟是是一樣的的，參數(shù)數(shù)設(shè)置截截圖見圖圖3-115，計(jì)算算結(jié)果顯顯示見圖圖3-116和圖3-117圖3-155

47、 DDTM法參數(shù)數(shù)設(shè)置圖3-166 55m格網(wǎng)間間距DTM法計(jì)算算結(jié)果顯顯示 圖圖3-117 DTMM法格網(wǎng)網(wǎng)間距5m計(jì)算結(jié)結(jié)果顯示示二dtmmtf.logg文件截截圖采用不同格格網(wǎng)間距距，TEM法計(jì)算算結(jié)果繪繪制成散散點(diǎn)圖，橫橫坐標(biāo)表表示格網(wǎng)網(wǎng)間距，單單位為m，縱坐坐標(biāo)表示示計(jì)算土土方量，單單位為m，見圖3-118。表3-188不同格格網(wǎng)間距距TEM法實(shí)例例的土方方量散點(diǎn)點(diǎn)圖東華理工大學(xué)長江學(xué)院本科畢業(yè)論文 土石方工程測量與計(jì)算 第四章 數(shù)據(jù)分析第四章 數(shù)數(shù)據(jù)分析析4.1 數(shù)數(shù)據(jù)匯總總由于所選的的三棱柱柱和四分分之一圓圓柱的體體積是已已知的，我我們可根根據(jù)公式式 (4-11)其中a,bb,h

48、依次代代表三棱棱柱的底底，長和和高，本本文中分分別為20,30,10 (4-2)R代表圓柱柱的底半半徑，H代表圓圓柱的高高。本文文中半徑徑為100，高為50。根據(jù)公式可可計(jì)算出出理想模模型的真真值于是我們結(jié)結(jié)合第三三章結(jié)果果可有下下表4-1，表4-2，表4-3，表4-4，表4-55表4-1 DDTM法不同同間距下下的三棱棱柱的體體積計(jì)算算值與理理論值比比較格網(wǎng)間距（dx=ddy）/m計(jì)算體積/m差值（理論論值-計(jì)算值）/m誤差（差值值/理論值）/2.530000053000007.5300000103000001530000020300000表4-2 格網(wǎng)法法不同格格網(wǎng)間距距下的三三棱柱的的體

49、積計(jì)計(jì)算值與與理論值值比較格網(wǎng)間距（dx=ddy）/m計(jì)算體積/m差值（理論論值-計(jì)算值）/m誤差（差值值/理論值）/2.52970301.052818.5181.556.057.526703301110225075025151319168156.3201187181360.4補(bǔ)充說明折折線內(nèi)插插角的定定義，電電腦是識識別線段段的，當(dāng)當(dāng)存在圓圓弧時(shí)，我我們需要要把圓弧弧轉(zhuǎn)化為為折線，相相同弧度度等分，這這個(gè)等分分角即稱稱折線內(nèi)內(nèi)插角。表4-3 格網(wǎng)法法不同格格網(wǎng)間距距下1/4圓柱的的體積計(jì)計(jì)算值與與理論值值比較（折線內(nèi)插插角5）格網(wǎng)間距（dx=ddy）/m計(jì)算體積/m差值（理論論值-計(jì)算值值）

50、/m誤差（差值值/理論值）/2.53922554.22444.88820.113353922554.22444.88820.11337.53922554.22444.88820.1133103922554.22444.88820.1133153922554.22444.88820.1133203922554.22444.88820.1133表4-4 TDMM法不同同格網(wǎng)間間距下1/4圓柱的的體積計(jì)計(jì)算值與與理論值值比較（折線內(nèi)插插角5）格網(wǎng)間距（dx=ddy）/m計(jì)算體積/m差值（理論論值-計(jì)算值值）/m誤差（差值值/理論值）/2.53922554.22444.88820.1133539225

51、54.22444.88820.11337.53922554.22444.88820.1133103922554.22444.88820.1133153922554.22444.88820.1133203922554.22444.88820.1133表4-5 TDDM法不同同折線內(nèi)內(nèi)插角四四分之一一圓柱的的體積計(jì)計(jì)算值與與理論值值比較（格網(wǎng)間距距為10m）折線內(nèi)插角角/計(jì)算體積/m差值（理論論值-計(jì)算值值）/m誤差（差值值/理論值）/2.53925669.77129.33820.032253922554.22444.88820.11337.53917446.66952.44820.2422103

52、910888.551610.28550.4100153894004.993294.18220.8399203862773.556425.58221.6366由于所選實(shí)實(shí)例撫州州鳳凰城城棚改方方房8#號樓土土方工程程的真值值是無法法知道的的，下面面講格網(wǎng)網(wǎng)法和DTM法所算算結(jié)果匯匯總在一一起，有有下表4-6。表4-6 不同方方法不同同間距撫撫州鳳凰凰城棚改改方房8#號樓土方方量計(jì)算算結(jié)果格網(wǎng)間距（dx=ddy）/m格網(wǎng)法計(jì)算算結(jié)果/mDTM法計(jì)計(jì)算結(jié)果果/m差值（格網(wǎng)網(wǎng)法DTM法）/m2.5104588.9104433.1-15.8865104199.1104588.1-39.007.51059

53、33.6104477.4146.2210104188.8105011.8-8315110433.9104844.6559.3320106355.8104788.2157.664.2 數(shù)數(shù)據(jù)分析析4.2.11縱向比比較表4-1，我我們可以以驚奇的的發(fā)現(xiàn)，采采用DTM法計(jì)算算的結(jié)果果和真值值是一樣樣的，其其主要原原因可以以認(rèn)為是是模型模模擬數(shù)據(jù)據(jù)采取使使合理的的，均勻勻分布的的，特征征點(diǎn)都彰彰顯出來來；DTM對這種種三菱柱柱模型的的建立是是合理的的，準(zhǔn)確確的。表4-2，可可以發(fā)現(xiàn)現(xiàn)，采用用格網(wǎng)法法計(jì)算這這種模型型時(shí)，存存在誤差差的，這這種誤差差是有規(guī)規(guī)律的，格格網(wǎng)間距距越小，誤誤差就小小。同時(shí)時(shí)我

54、們發(fā)發(fā)現(xiàn)，去去掉最后后兩組誤誤差較大大數(shù)據(jù)，采采用二次次多項(xiàng)式式擬合，最最小二乘乘法原理理會(huì)有下下圖4-1結(jié)果。擬擬合度RR = 0.9866，曲線線擬合還還行，當(dāng)當(dāng)格網(wǎng)間間距趨近近于0是，體體積為29118m，與真真值是比比較接近近的。圖4-1 格網(wǎng)法法計(jì)算三三菱柱體體積數(shù)據(jù)據(jù)擬合表4-3我我們采用用控制變變量法，控控制折線線內(nèi)插角角，采用用格網(wǎng)法法計(jì)算，改變格網(wǎng)間距，結(jié)果發(fā)現(xiàn)誤差是一定的，不隨方格格網(wǎng)間距增大而變化；表4-4，同同表4-3一樣，不不同的是是采用DTM方法計(jì)計(jì)算，結(jié)結(jié)果是類類似的，并并且結(jié)果果是一樣樣的，誤誤差也是是一定的的，不隨隨三角網(wǎng)網(wǎng)格網(wǎng)間間距增大大而變化化；表4-5，

55、也也是采用用控制變變量法，控控制格網(wǎng)網(wǎng)間距，我我們可以以發(fā)現(xiàn)，折折線內(nèi)插插角越大大，誤差差越大，但但是這樣樣誤差變變化是不不大的；同樣采用二二次多項(xiàng)項(xiàng)式擬合合和最小小二乘法法原則下下可得下下圖4-2，知R = 0.99970.999且當(dāng)內(nèi)內(nèi)插角趨趨近于0時(shí)，V趨近于39225000，這個(gè)個(gè)值的誤誤差為0.0051%，幾乎乎為零！ 44-2 11/4圓柱體體積/m與折折線內(nèi)插插角/的關(guān)系系圖表4-6 我們可可以發(fā)現(xiàn)現(xiàn)，無論論是格網(wǎng)網(wǎng)法還是是DTMM法去計(jì)計(jì)算土方方量是時(shí)時(shí)大時(shí)小小的；但但隨著格格網(wǎng)間距距減小時(shí)時(shí)，數(shù)據(jù)據(jù)有減小小的趨勢勢，表4-6及圖3-115和圖3-118有明顯顯顯示。4.2.2

56、2橫向比比較表4-1和和表4-2，可知知在測區(qū)區(qū)邊界沒沒有圓弧弧的情況況下，DTM法計(jì)算算土方的的方法相相對精度度高一些些，但有有 HYPERLINK l _3.2.1.2三棱柱格網(wǎng)法方法計(jì)算圖3-5和圖3-7,以及圖3-115和圖3-117顯示可可知，DTM的輸出出結(jié)果沒沒有格網(wǎng)網(wǎng)法直觀觀，格網(wǎng)網(wǎng)法輸出出結(jié)果給給出每個(gè)個(gè)格網(wǎng)的的的挖填填方，挖挖填深度度，更易易被人們們所接受受的而三三角網(wǎng)是是沒有的的；表4-3，表4-4和表4-5，可知知在測區(qū)區(qū)邊界有有弧線時(shí)時(shí)，這種種模型無無論采用用格網(wǎng)法法還是DTM法，其其計(jì)算結(jié)結(jié)果是一一樣的，與與算法和和格網(wǎng)間間距變化化是沒有有關(guān)系的的，而與與折線內(nèi)內(nèi)插

57、角是是有關(guān)系系的，并并且折線線內(nèi)插角角越大，誤誤差越大大；但是是必須指指出的是是其計(jì)算算精度和和所選算算法及格格網(wǎng)間距距不是沒沒有關(guān)系系的；有表4-11，表4-2，表4-3，表4-4還有表4-5，可推推測，在在一般土土石方工工程，其其計(jì)算精精度不僅僅和外業(yè)業(yè)數(shù)據(jù)采采集有關(guān)關(guān)，還與與內(nèi)業(yè)計(jì)計(jì)算所選選的算法法，格網(wǎng)網(wǎng)間距有有直接關(guān)關(guān)系；要要是測區(qū)區(qū)邊界有有弧線是是還和折折線內(nèi)插插就角與與關(guān)系；表4-6是是一個(gè)實(shí)實(shí)例，兩兩種算法法計(jì)算結(jié)結(jié)果弄成成圖4-3，不難難發(fā)現(xiàn)，格格網(wǎng)法計(jì)計(jì)算的結(jié)結(jié)果明顯顯比DTM計(jì)算的的結(jié)果波波動(dòng)性要要大許多多，再次次證實(shí)DTM法比格格網(wǎng)法計(jì)計(jì)算精度度相對來來說要高高些；圖4

58、-3 不同方方法實(shí)例例土方量量計(jì)算結(jié)結(jié)果散點(diǎn)點(diǎn)圖我們再做這這樣的的的統(tǒng)計(jì)分分析，把把用DTM法和格格網(wǎng)法計(jì)計(jì)算三棱棱柱體積積的結(jié)果果的差值值和計(jì)算算實(shí)例的的差值進(jìn)進(jìn)行比較較，可得得圖4-44圖4-4 相同格格網(wǎng)間距距下DTM法和格格網(wǎng)法計(jì)算三棱柱柱體積的的結(jié)果的的差值和計(jì)計(jì)算實(shí)例例的差值值比較在不格網(wǎng)間間距下，格格網(wǎng)法和和DTM法計(jì)算算的結(jié)果果差值是是在變化化的，間間距減小小，差值值絕對值值有減小小趨勢，并并且間距距趨近與與零時(shí)，結(jié)結(jié)果幾乎乎是一樣樣的！同時(shí)間距越越小，差差值越小小，差值值變化值值時(shí)也越越來小的的，特別別是三菱菱柱的體體積，她她的結(jié)果果是越來來越接近近真值的的，于是是我么可可以

59、在實(shí)實(shí)際應(yīng)用用中可以以采用差差值較小小的結(jié)果果作為最最終計(jì)算算結(jié)果。4.3本章章小結(jié)本章在比較較casss8.0下，采采用控制制變量法法，利用用格網(wǎng)法法和DTM方法計(jì)計(jì)算的三三菱柱的的體積，1/4半圓柱柱的體積積以及實(shí)實(shí)例的土土方的結(jié)結(jié)果，橫橫向縱向向比較分分析，可可有下面面結(jié)論（1）在外外業(yè)數(shù)據(jù)據(jù)采集數(shù)數(shù)據(jù)精準(zhǔn)準(zhǔn)時(shí)，測測區(qū)邊界界沒有圓圓弧的情情況下DTM算算法的精精度是比比較的高高，格網(wǎng)網(wǎng)越細(xì)，精精度越高高，但是是輸出結(jié)結(jié)果不是是很明顯顯；格網(wǎng)法的的也有要要相對的的精度，也也是格網(wǎng)網(wǎng)越細(xì)，精精度越高高，并且且結(jié)果顯顯示通俗俗易懂，被被人們接接受；（2）在外外業(yè)數(shù)據(jù)據(jù)數(shù)據(jù)采采集準(zhǔn)確確時(shí)，測測區(qū)

60、邊界界有圓弧弧時(shí)，計(jì)計(jì)算土方方的準(zhǔn)確確度不僅僅和采用用的算法法有關(guān)，還還和格網(wǎng)網(wǎng)間距，折折線內(nèi)插插角有關(guān)關(guān)系，并并且這種種關(guān)系可可采用某某個(gè)多項(xiàng)項(xiàng)式擬合合出來，內(nèi)內(nèi)插角越越小，精精度越高高。（3）在實(shí)實(shí)際應(yīng)用用中，可可以采用用二種方方法計(jì)算算，可以以取計(jì)算算結(jié)果變變化較小小的其中中一個(gè)作作為最終終結(jié)果；（4）較為為平坦，地地面起伏伏不大的的的場地地適宜使使用格網(wǎng)網(wǎng)法，這這個(gè)方法法相比其其他方法法優(yōu)勢在在于計(jì)算算量小，計(jì)計(jì)算速度度快，省省去了DDEM法法較為龐龐大的數(shù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)儲(chǔ)量。（5）地形形起伏較較大，精精度要求求又比較較高的地地區(qū)則需需要采用用DEMM法，這這種方法法精度相相對較高高，但是是