南方CASS計(jì)算兩期間土方格網(wǎng)相結(jié)合準(zhǔn)確計(jì)算土方量

南方計(jì)算兩期間土方與方網(wǎng)法土方計(jì)算相結(jié)準(zhǔn)確計(jì)土方量歐陸(榮縣經(jīng)緯國土資源測繪有限公司四川榮縣643100

)摘要：單的方格網(wǎng)法測量土方是將其方格均視為獨(dú)立的規(guī)則平面，這與計(jì)算場地的實(shí)際地形是有差別的，精度也無法評估，有其局限性；而三角網(wǎng)法測量土方量雖然精度高，但可讀性差，客戶不愿采用針對這種情況本文采用南方計(jì)兩期間土方與方格網(wǎng)土方計(jì)算相結(jié)合的方法計(jì)算土方量既提高了土方測量的效率，又保證了土方計(jì)算成果的正確性，很好地解決了這一難題。關(guān)鍵詞：CASS7.1；方格網(wǎng)法；計(jì)算兩期間土方。在工程建設(shè)中不管工業(yè)與民用建筑、道路建設(shè)還是其它工程建設(shè)常需要將自然地貌改造為水平的或一個或多個坡度的場地便用于布置各類建筑物和構(gòu)筑物些涉及到土石方的開挖與回填量的計(jì)算問題著數(shù)字測圖技術(shù)的發(fā)展方碼科技有限公司研發(fā)的地形地籍成圖軟件是目前市面上較常見的一套測量軟件所包含的土方計(jì)算功能為大家所普遍使用，它不僅上手容易，內(nèi)業(yè)操作簡便，而且計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確性良,可信度較高，為廣大使用者所認(rèn)可。土方量的計(jì)算實(shí)際上就是計(jì)算計(jì)標(biāo)高與自然地面標(biāo)高之間的土石方體積計(jì)面有平面一面面中于計(jì)面是平面和單一斜面的土方量計(jì)算方CASS7.1中提供了比較簡單的操作方法進(jìn)行計(jì)算曲面或連續(xù)不同坡度的斜面作設(shè)計(jì)面來計(jì)算土方量時，操作就相對復(fù)雜了。南方CASS7.1提供了DTM法、斷面法、方格網(wǎng)法、等高線法四種計(jì)算方法中用得最多的是方格網(wǎng)法和DTM法兩種方法們有優(yōu)點(diǎn)各有缺點(diǎn)；方格網(wǎng)法計(jì)算土方量成果直觀懂是絕大部分客戶的首選方法但方格網(wǎng)法土方量計(jì)算中，一旦確定了方格的邊長，容易出現(xiàn)如圖１所示的情況，方格的一端遠(yuǎn)離坎底正好在坎頂邊和如圖２所示的情方格內(nèi)有起伏較大的區(qū)域該起伏區(qū)域的土方量是沒有進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的，這就不能滿足計(jì)算成果的精度要求。不規(guī)則三角網(wǎng)(TIN)是字地面型DTM現(xiàn)形式之一直接利用外業(yè)所采集的地形碎部點(diǎn)特征點(diǎn)進(jìn)行三角構(gòu)網(wǎng)對計(jì)算區(qū)域按三棱柱法計(jì)算土方于不規(guī)則三角形建模是直接利用野外實(shí)測的地形特征(離散點(diǎn)構(gòu)造出鄰接的三角形成規(guī)則三角網(wǎng)結(jié)構(gòu)1對于方格網(wǎng)不規(guī)則三角網(wǎng)具有下優(yōu)點(diǎn)直利用原始數(shù)據(jù)作為網(wǎng)格結(jié)點(diǎn)三角網(wǎng)中的點(diǎn)圖1方格網(wǎng)穿過斜坡示意圖

圖2方格網(wǎng)內(nèi)沒參與統(tǒng)計(jì)起伏區(qū)示意圖和線的分布密度和結(jié)構(gòu)完全可以與地表的特征相吻合改變原始數(shù)據(jù)和精度夠入地性線以保存原有關(guān)鍵的地形特,能很好地適應(yīng)復(fù)雜、不規(guī)則地形，從而將地表的特征表現(xiàn)得淋漓盡致等由可見，用三網(wǎng)計(jì)算土方量適應(yīng)范圍最廣，精度也是最高的了。但是三角方法計(jì)算土方量精度雖,因計(jì)算過程中數(shù)據(jù)量,用大量存儲空間讀性也差實(shí)際工作中很少有客戶選擇用三角網(wǎng)法何既能滿足客戶的需要用格網(wǎng)法出具測量成果又保證土方計(jì)算結(jié)果的正確性高工作效率是在廣大測量工作者面前的一道難題。筆者在實(shí)際工作中，采用CASS7.1計(jì)算兩期間土方”的方法計(jì)算出可靠的土方數(shù)據(jù)，并以此指導(dǎo)“方格網(wǎng)土方計(jì)算”的方法，很好地解決了這一難題。１算兩期間土方計(jì)算兩期間土方指的是對同一區(qū)域進(jìn)行了兩期測我們把設(shè)計(jì)面模擬成外業(yè)測量為第二期測量；野外原始地形數(shù)據(jù)采集作為第一期測量兩次觀測得到的高程數(shù)據(jù)建模后疊加計(jì)出該區(qū)域兩期之的土方變化情況。此方法適用范圍廣，計(jì)算精度高適用于原始地形和設(shè)計(jì)面都是不規(guī)則表面的情況。1.1原地三網(wǎng)第期角）1.1.1數(shù)據(jù)采集用于土方計(jì)算的數(shù)據(jù)，在野外采集時，密度較一般的地形圖要有所提高，要加強(qiáng)對地形變化點(diǎn)（如坎上、坎下）數(shù)據(jù)的采集工作，使得高程數(shù)據(jù)對地形的表達(dá)更加完整。如果受條件限制使的是現(xiàn)有的地形那么一定要對地形圖進(jìn)行二次處理主要是對地形變化區(qū)域的高程點(diǎn)位進(jìn)行添加和剔除完成處理之后作原始地形數(shù)據(jù)保存結(jié)果以便下一步進(jìn)行數(shù)據(jù)的提取和土方計(jì)算操作。1.1.2構(gòu)成第一期三角網(wǎng)：2首先在CASS7.1“繪圖處理”菜中：定顯示\改變當(dāng)前圖形比例尺（盡可能使用大比例尺，12001500等，對提高土方量的計(jì)算精度很有好處展程\圈定計(jì)算區(qū)域邊界線和連接地形變化特征線，如：山脊線、山凹線、坡頂坡腳線、陡坎線等（區(qū)域邊界線一要注意閉合期方算的區(qū)域邊界在野外測量時不能采集的完全相同，但可在內(nèi)業(yè)處理時調(diào)到一致且采用內(nèi)插法求得每個邊界點(diǎn)的高程數(shù)據(jù)三切不可進(jìn)行擬合處理為合過的曲線進(jìn)行土方計(jì)算時會用折線迭代響算結(jié)果的精然后用CASS7.1“高線”菜單立選擇邊界線\構(gòu)成三角網(wǎng)\修改三角（由于三角網(wǎng)的連接是隨機(jī)的排有些三角形的連接是不滿足計(jì)算要求的以要對生成的三角網(wǎng)進(jìn)行處理除符合要的三角形后應(yīng)實(shí)際地形的變化對三角網(wǎng)進(jìn)行手工調(diào)整，如圖３所示是對穿斜坡時不合理三角網(wǎng)進(jìn)行調(diào)整前、后的示意圖；如4所示是對穿陡(a)調(diào)整前(b)整后圖３三角網(wǎng)穿斜坡調(diào)整前與調(diào)后的示意圖(a)調(diào)整前(b)整后圖4三角網(wǎng)穿陡坎調(diào)整前與調(diào)后的示意圖坎時不合理三角網(wǎng)進(jìn)行調(diào)整前的示意圖使得生成的模型更加符合實(shí)際地貌調(diào)完畢后注意要“修改結(jié)果存盤制等高線（為確保三角網(wǎng)的準(zhǔn)確性，建議“繪制等高線”看繪制出的等高線正確與否三角網(wǎng)進(jìn)行再校正后刪除等高線和地形變化特征線所地圖層\三角網(wǎng)存\寫入文（擊“寫入文件”時出現(xiàn)一個“輸入三角網(wǎng)文件名”對話3框，指定保存路徑，將區(qū)域內(nèi)已構(gòu)成的三角網(wǎng)做為第一期三角網(wǎng)以.sjw擴(kuò)展名格式保存在指定的文件下，如5所示1.2設(shè)面角（二三網(wǎng)1.2.1設(shè)計(jì)面數(shù)據(jù)采集：將設(shè)計(jì)面模擬成外業(yè)測量的數(shù)據(jù)，即三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件，這只不過不是真正外業(yè)測量所得，而是直接賦值得到用的方法是平面位置用鼠標(biāo)在設(shè)計(jì)平面圖上直接指定，手工直圖5輸入三角網(wǎng)文件名對話框接輸入高程CASS7.1中接用命令G或單擊CASS具欄中的交互展點(diǎn)符號.91”來提取高程點(diǎn)并追加到到數(shù)據(jù)文件中里要注意的是，由于設(shè)計(jì)面不是平面，所以每個指定點(diǎn)的高程要計(jì)算正確入確野外數(shù)據(jù)采集一樣要有足夠的密度坡的坡頂、坡底，坎上、坎下要相對應(yīng)的加點(diǎn)，將所計(jì)算的點(diǎn)逐一追加到設(shè)計(jì)面數(shù)據(jù)文件中保存。1.2.2構(gòu)成第二期三角網(wǎng)：與生成原始地形三角（第一期三角網(wǎng)的流程一樣最后將設(shè)計(jì)面數(shù)據(jù)文件構(gòu)成的三角網(wǎng)做為第二期三角網(wǎng)以.sjw展名格式保存在指定的文件下。1.3計(jì)兩間方用鼠標(biāo)操作“工程應(yīng)\DTM法方計(jì)計(jì)算兩期間土方”，根據(jù)電腦的提示在“第一期三角網(wǎng)”時入期的原地形三角網(wǎng)文件提示“第二期三角網(wǎng)”時導(dǎo)入后期的4設(shè)計(jì)面三角網(wǎng)文件車即計(jì)算結(jié)果土計(jì)算結(jié)果作為可靠的土方量依據(jù)保存，用以指導(dǎo)下一步的方格網(wǎng)法土方計(jì)算。2格網(wǎng)法土方算南方CASS7.1軟件中的方格網(wǎng)土方計(jì)算法，其具體計(jì)算操作如下：首先用閉合的復(fù)合線圈定所要計(jì)算土方的區(qū)域（與第一期、二期三角網(wǎng)的區(qū)域邊界必須一致用鼠標(biāo)操作“工程應(yīng)用方網(wǎng)法土方計(jì)算彈出的方格網(wǎng)土方計(jì)算對話框中，如6所示，首先是導(dǎo)入“高程點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件須擇生成第一期三角網(wǎng)的地面點(diǎn)高程數(shù)據(jù)，即原始地形數(shù)據(jù)。然后在“設(shè)計(jì)面”欄中，點(diǎn)選“三角網(wǎng)文件入三角網(wǎng)文件時，一定要選擇以第二期的地面點(diǎn)高程數(shù)據(jù)所構(gòu)成的三角網(wǎng)由設(shè)計(jì)面數(shù)據(jù)生成的三角網(wǎng)后寫方格網(wǎng)圖6方格網(wǎng)土方計(jì)算對話框5圖7方格網(wǎng)穿過斜坡調(diào)整后示意

圖8沒參與統(tǒng)計(jì)起伏區(qū)域調(diào)整方網(wǎng)后示意圖的寬度（系統(tǒng)默認(rèn)的2米擊“確定”即計(jì)算出該區(qū)域土方量。將該土方量結(jié)果與用計(jì)算兩期間土方量所得的結(jié)果相比較，若相差（經(jīng)驗(yàn)值以內(nèi)則格網(wǎng)土方計(jì)算成果是可靠的可出據(jù)方格網(wǎng)計(jì)算果超出%基本上是由于出現(xiàn)1和2所示的情況，這時調(diào)整方格網(wǎng)的寬地太碎的方格網(wǎng)寬度可調(diào)－變化特征如圖的坎，圖起區(qū)域邊線）在方格的中間（如7圖所示而免了土方計(jì)算出現(xiàn)系統(tǒng)性的誤差，提高了土方計(jì)算的精度可見方格網(wǎng)越小，計(jì)算精度越到結(jié)果與“計(jì)算兩期間土方”的成果相比，差值的比率小，方可提供方格網(wǎng)土方計(jì)算成果。3程實(shí)例在榮縣大佛梧桐水街工程場地平整土方測量中者據(jù)現(xiàn)場地形采集高程點(diǎn)數(shù)據(jù)制地形略圖，在內(nèi)業(yè)處理時，首先除掉數(shù)據(jù)中錯誤的和含有粗差的點(diǎn)，再CASS7.1軟件自動生成三角網(wǎng)然根據(jù)地形略調(diào)整三角網(wǎng)立與實(shí)際地形相吻合的數(shù)字地面模型為確保三角網(wǎng)的準(zhǔn)確性數(shù)地模型生成等高線對所有三角網(wǎng)進(jìn)行再校準(zhǔn)后除用以校準(zhǔn)三角網(wǎng)的地形地性線圖層(之前繪制的地形略圖和等高線圖層角作為第一期三角網(wǎng)保存同對內(nèi)業(yè)根據(jù)計(jì)資料完善的設(shè)計(jì)面高程數(shù)據(jù)立數(shù)字地面模型將調(diào)整后的三角網(wǎng)作為第二期三角保存。然后用南方CASS7.1軟件“工程應(yīng)用”下拉菜\DTM方格網(wǎng)（20米寬）法與計(jì)算兩期土方法計(jì)算成果對比

表1挖方量填方量總方量

方格網(wǎng)法132555.465.4132620.8

計(jì)算兩期間土方159304.852.1159356.9

差值26749.413.326736.1

比率16.8%25.5%16.8%方格網(wǎng)（米寬）法與計(jì)算兩期土方法計(jì)算成果對比6

表2挖方量填方量總方量

方格網(wǎng)法155881.353.2155934.5

計(jì)算兩期間土方159304.852.1159356.9

差值3423.51.13422.4

比率2.1%2.1%2.1%法土方計(jì)算計(jì)兩期間土方準(zhǔn)計(jì)算出該區(qū)域的土方量此為可靠的土方量依據(jù)保存。然后入6所示“方格網(wǎng)方計(jì)算對話框“程點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件”中導(dǎo)入生成第一期三角網(wǎng)的原始地形高程點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件。三網(wǎng)文件中擇第二期三角網(wǎng)，即由設(shè)計(jì)面數(shù)據(jù)生成的三角網(wǎng)，首先以默認(rèn)的方格寬20，進(jìn)行土方量計(jì)算。表1是方格網(wǎng)法（20米）與計(jì)算兩期間土方成果的對比，從表中可以看出：挖方量差值比率達(dá)到了16.8%，過了5%，由于測區(qū)地較為破碎，多坡坎、土丘，方格網(wǎng)寬度過大，顯然是出現(xiàn)了如圖圖所的情況，從而導(dǎo)致出現(xiàn)大的偏差，于是按照圖的法將方格寬度由20米整5米再行方格網(wǎng)土方計(jì)算計(jì)算結(jié)果如所示，從表中可以看出：無論哪個項(xiàng)目方格網(wǎng)法與計(jì)算兩期間土法差值的比率都3以內(nèi)明方格網(wǎng)的布設(shè)是比較合理的，方格網(wǎng)土方計(jì)算的成果是正確的，可以提交方格網(wǎng)成果資料了。4束語土方量的計(jì)算精度主要取決于采點(diǎn)的密集程度地形