南方CASS计算两期间土方格网相结合准确计算土方量

南方计算两期间土方与方网法土方计算相结准确计土方量欧陆(荣县经纬国土资源测绘有限公司四川荣县643100

)摘要：单的方格网法测量土方是将其方格均视为独立的规则平面，这与计算场地的实际地形是有差别的，精度也无法评估，有其局限性；而三角网法测量土方量虽然精度高，但可读性差，客户不愿采用针对这种情况本文采用南方计两期间土方与方格网土方计算相结合的方法计算土方量既提高了土方测量的效率，又保证了土方计算成果的正确性，很好地解决了这一难题。关键词：CASS7.1；方格网法；计算两期间土方。在工程建设中不管工业与民用建筑、道路建设还是其它工程建设常需要将自然地貌改造为水平的或一个或多个坡度的场地便用于布置各类建筑物和构筑物些涉及到土石方的开挖与回填量的计算问题着数字测图技术的发展方码科技有限公司研发的地形地籍成图软件是目前市面上较常见的一套测量软件所包含的土方计算功能为大家所普遍使用，它不仅上手容易，内业操作简便，而且计算结果准确性良,可信度较高，为广大使用者所认可。土方量的计算实际上就是计算计标高与自然地面标高之间的土石方体积计面有平面一面面中于计面是平面和单一斜面的土方量计算方CASS7.1中提供了比较简单的操作方法进行计算曲面或连续不同坡度的斜面作设计面来计算土方量时，操作就相对复杂了。南方CASS7.1提供了DTM法、断面法、方格网法、等高线法四种计算方法中用得最多的是方格网法和DTM法两种方法们有优点各有缺点；方格网法计算土方量成果直观懂是绝大部分客户的首选方法但方格网法土方量计算中，一旦确定了方格的边长，容易出现如图１所示的情况，方格的一端远离坎底正好在坎顶边和如图２所示的情方格内有起伏较大的区域该起伏区域的土方量是没有进行统计的，这就不能满足计算成果的精度要求。不规则三角网(TIN)是字地面型DTM现形式之一直接利用外业所采集的地形碎部点特征点进行三角构网对计算区域按三棱柱法计算土方于不规则三角形建模是直接利用野外实测的地形特征(离散点构造出邻接的三角形成规则三角网结构1对于方格网不规则三角网具有下优点直利用原始数据作为网格结点三角网中的点图1方格网穿过斜坡示意图

图2方格网内没参与统计起伏区示意图和线的分布密度和结构完全可以与地表的特征相吻合改变原始数据和精度够入地性线以保存原有关键的地形特,能很好地适应复杂、不规则地形，从而将地表的特征表现得淋漓尽致等由可见，用三网计算土方量适应范围最广，精度也是最高的了。但是三角方法计算土方量精度虽,因计算过程中数据量,用大量存储空间读性也差实际工作中很少有客户选择用三角网法何既能满足客户的需要用格网法出具测量成果又保证土方计算结果的正确性高工作效率是在广大测量工作者面前的一道难题。笔者在实际工作中，采用CASS7.1计算两期间土方”的方法计算出可靠的土方数据，并以此指导“方格网土方计算”的方法，很好地解决了这一难题。１算两期间土方计算两期间土方指的是对同一区域进行了两期测我们把设计面模拟成外业测量为第二期测量；野外原始地形数据采集作为第一期测量两次观测得到的高程数据建模后叠加计出该区域两期之的土方变化情况。此方法适用范围广，计算精度高适用于原始地形和设计面都是不规则表面的情况。1.1原地三网第期角）1.1.1数据采集用于土方计算的数据，在野外采集时，密度较一般的地形图要有所提高，要加强对地形变化点（如坎上、坎下）数据的采集工作，使得高程数据对地形的表达更加完整。如果受条件限制使的是现有的地形那么一定要对地形图进行二次处理主要是对地形变化区域的高程点位进行添加和剔除完成处理之后作原始地形数据保存结果以便下一步进行数据的提取和土方计算操作。1.1.2构成第一期三角网：2首先在CASS7.1“绘图处理”菜中：定显示\改变当前图形比例尺（尽可能使用大比例尺，12001500等，对提高土方量的计算精度很有好处展程\圈定计算区域边界线和连接地形变化特征线，如：山脊线、山凹线、坡顶坡脚线、陡坎线等（区域边界线一要注意闭合期方算的区域边界在野外测量时不能采集的完全相同，但可在内业处理时调到一致且采用内插法求得每个边界点的高程数据三切不可进行拟合处理为合过的曲线进行土方计算时会用折线迭代响算结果的精然后用CASS7.1“高线”菜单立选择边界线\构成三角网\修改三角（由于三角网的连接是随机的排有些三角形的连接是不满足计算要求的以要对生成的三角网进行处理除符合要的三角形后应实际地形的变化对三角网进行手工调整，如图３所示是对穿斜坡时不合理三角网进行调整前、后的示意图；如4所示是对穿陡(a)调整前(b)整后图３三角网穿斜坡调整前与调后的示意图(a)调整前(b)整后图4三角网穿陡坎调整前与调后的示意图坎时不合理三角网进行调整前的示意图使得生成的模型更加符合实际地貌调完毕后注意要“修改结果存盘制等高线（为确保三角网的准确性，建议“绘制等高线”看绘制出的等高线正确与否三角网进行再校正后删除等高线和地形变化特征线所地图层\三角网存\写入文（击“写入文件”时出现一个“输入三角网文件名”对话3框，指定保存路径，将区域内已构成的三角网做为第一期三角网以.sjw扩展名格式保存在指定的文件下，如5所示1.2设面角（二三网1.2.1设计面数据采集：将设计面模拟成外业测量的数据，即三维坐标数据文件，这只不过不是真正外业测量所得，而是直接赋值得到用的方法是平面位置用鼠标在设计平面图上直接指定，手工直图5输入三角网文件名对话框接输入高程CASS7.1中接用命令G或单击CASS具栏中的交互展点符号.91”来提取高程点并追加到到数据文件中里要注意的是，由于设计面不是平面，所以每个指定点的高程要计算正确入确野外数据采集一样要有足够的密度坡的坡顶、坡底，坎上、坎下要相对应的加点，将所计算的点逐一追加到设计面数据文件中保存。1.2.2构成第二期三角网：与生成原始地形三角（第一期三角网的流程一样最后将设计面数据文件构成的三角网做为第二期三角网以.sjw展名格式保存在指定的文件下。1.3计两间方用鼠标操作“工程应\DTM法方计计算两期间土方”，根据电脑的提示在“第一期三角网”时入期的原地形三角网文件提示“第二期三角网”时导入后期的4设计面三角网文件车即计算结果土计算结果作为可靠的土方量依据保存，用以指导下一步的方格网法土方计算。2格网法土方算南方CASS7.1软件中的方格网土方计算法，其具体计算操作如下：首先用闭合的复合线圈定所要计算土方的区域（与第一期、二期三角网的区域边界必须一致用鼠标操作“工程应用方网法土方计算弹出的方格网土方计算对话框中，如6所示，首先是导入“高程点坐标数据文件须择生成第一期三角网的地面点高程数据，即原始地形数据。然后在“设计面”栏中，点选“三角网文件入三角网文件时，一定要选择以第二期的地面点高程数据所构成的三角网由设计面数据生成的三角网后写方格网图6方格网土方计算对话框5图7方格网穿过斜坡调整后示意

图8没参与统计起伏区域调整方网后示意图的宽度（系统默认的2米击“确定”即计算出该区域土方量。将该土方量结果与用计算两期间土方量所得的结果相比较，若相差（经验值以内则格网土方计算成果是可靠的可出据方格网计算果超出%基本上是由于出现1和2所示的情况，这时调整方格网的宽地太碎的方格网宽度可调－变化特征如图的坎，图起区域边线）在方格的中间（如7图所示而免了土方计算出现系统性的误差，提高了土方计算的精度可见方格网越小，计算精度越到结果与“计算两期间土方”的成果相比，差值的比率小，方可提供方格网土方计算成果。3程实例在荣县大佛梧桐水街工程场地平整土方测量中者据现场地形采集高程点数据制地形略图，在内业处理时，首先除掉数据中错误的和含有粗差的点，再CASS7.1软件自动生成三角网然根据地形略调整三角网立与实际地形相吻合的数字地面模型为确保三角网的准确性数地模型生成等高线对所有三角网进行再校准后除用以校准三角网的地形地性线图层(之前绘制的地形略图和等高线图层角作为第一期三角网保存同对内业根据计资料完善的设计面高程数据立数字地面模型将调整后的三角网作为第二期三角保存。然后用南方CASS7.1软件“工程应用”下拉菜\DTM方格网（20米宽）法与计算两期土方法计算成果对比

表1挖方量填方量总方量

方格网法132555.465.4132620.8

计算两期间土方159304.852.1159356.9

差值26749.413.326736.1

比率16.8%25.5%16.8%方格网（米宽）法与计算两期土方法计算成果对比6

表2挖方量填方量总方量

方格网法155881.353.2155934.5

计算两期间土方159304.852.1159356.9

差值3423.51.13422.4

比率2.1%2.1%2.1%法土方计算计两期间土方准计算出该区域的土方量此为可靠的土方量依据保存。然后入6所示“方格网方计算对话框“程点坐标数据文件”中导入生成第一期三角网的原始地形高程点坐标数据文件。三网文件中择第二期三角网，即由设计面数据生成的三角网，首先以默认的方格宽20，进行土方量计算。表1是方格网法（20米）与计算两期间土方成果的对比，从表中可以看出：挖方量差值比率达到了16.8%，过了5%，由于测区地较为破碎，多坡坎、土丘，方格网宽度过大，显然是出现了如图图所的情况，从而导致出现大的偏差，于是按照图的法将方格宽度由20米整5米再行方格网土方计算计算结果如所示，从表中可以看出：无论哪个项目方格网法与计算两期间土法差值的比率都3以内明方格网的布设是比较合理的，方格网土方计算的成果是正确的，可以提交方格网成果资料了。4束语土方量的计算精度主要取决于采点的密集程度地形