土（石）方计算方法及资料提交形式选择

2016-07-24高应龙山西国辰建设工程勘察设计有限公司山西省阳泉市045000

四川水泥 2016年6期

关键词：三角网格网方格

高应龙(山西国辰建设工程勘察设计有限公司山西省阳泉市 045000)

土（石）方计算方法及资料提交形式选择

高应龙
(山西国辰建设工程勘察设计有限公司山西省阳泉市 045000)

本文论述了土（石）方开挖回填计算时，如何选择计算方法与误差分析，通过相同区域DTM两期间土方计算和方格网法两种方法计算后结果对比与误差分析，然后确定土方计算所选用的计算方法。从而确保所使用的土（石）方计算方法能提高土（石）方计算的精度。

方格网法和DTM两期间土方计算；误差分析；方法选择；

一、绪论

伴随着sv300和南方CASS6.1一直到现在南方CASS9.1测量绘图软件的问世，工程测量中的各种内业资料处理都可以在此软件中完成。尤其是针对于一些土建项目中出现的土（石）方计算更为简便，本文着重介绍使用南方 CASS9.1绘图软件进行土（石）方计算，相同区域不同计算方法结果对比、误差分析及最后确定计算方法的选择。现在测量单位测量工作人员使用南方 CASS绘图软件越来越普及，因为利用此软件针对测量内业既方便又准确，还提高工作效率。尤其是数字化成图和土（石）方开挖计算相比以前的手工更是无与伦比。南方CASS9.1绘图软件中对于土（石）方计算有好几种方法，但是方格网法最为普及，在实际工作中此方法最为广泛。方格网间隔计算格网间距可以是2米、5米、10米等，也可以是任意值，所使用的格网间距根据实际情况确定，但在实际的计算中一般多采用10米*10米的方格网。而方格网间隔到底如何选择，到底存在什么样的误差及其误差如何产生，如何确保误差最小使得计算精度最为精确，目前没有明确的规范与要求来衡量产生的误差。基于测量原理可知，由于此方法计算要有数据模型的建立，方格网间距越小，计算精度越高。但是选择格网间距太小或者太大和实际野外所采集的高程数据密度相差较大时，此格网间距的选择就没有实际意义更不能以此间距值计算对应的项目；但是如果选择的格网间隔的值太大，计算误差就随之增加。所以在土（石）方计算时所选择的计算方法是否能满足精度、是否计算的结果误差在可允许范围，是否图形能让所有相关人员能一目了然，就成为测量工作人员最为关注的问题。

通常情况下，一个项目实施前可以分三个大的阶段：规划、方案选择、施工图设计。规划阶段立项可以使用1:5000比例尺地形图，方案选择阶段使用1:2000比例尺地形图，施工图设计及施工阶段使用1:500和1:1000两种比例尺地形图，由于本文介绍的土（石）方开挖区域地形高低起伏明显，因而使用1:500比例尺地形图。在《1：500_1：1000_1：2000外业数字测图技术规程》中规定，比例尺为1:500地形图的地形点平均间距25米，地形图整理时会通过高程过滤使得高程间距为20米左右，但是必须考虑牵涉到土（石）方计算时必须得保留原始密度较小的数据，为了使得地形图图面整齐美观，会选择高程点离散后的图形作为正式出版图提供给使用方。

二、计算方法选择、参数确定及资料提交形式的选择

1、CASS9.1绘图软件下DTM两期间土方计算流程和计算参数确定

(1) CASS9.1绘图软件下DTM两期间土方计算流程

CASS9.1软件 DTM两期间土（石）方量计算是根据实地测定的开挖前开挖区域地面点三维坐标（X，Y，Z）和开挖后所形成区域的地面点三维坐标（X，Y，Z）的数据文件先建立DTM模型再计算，其高程数据建立DTM模型如下图界面

在 CASS9.1绘图软件菜单栏，选择等高线下建立 DTM，选择所测量的原始数据和现状数据分别建立一个数据模型即为三角网文件，通过CASS9.1软件菜单栏选择工程应用----DTM土方计算----计算两期间土方界面如下：

这个流程即可计算出开挖区域所开挖量。这就是两期间土（石）方计算的原理和简单的流程。但是伴随着高程点密度的不同，所计算出来的结果是不同的，那最终会选择怎样的高程点密度来计算结果能保证精度最高且误差较小即为我们所关心的问题，然而还有一种应用比较广泛的计算方法就是方格网法，不防我们再通过另外一种方法（方格网法）计算开挖量通过比较结果误差分析进而确定所选择的计算方法和计算时高程点密度的确定。

(2) CASS9.1绘图软件下DTM两期间土方计算参数确定

在两期间土（石）方计算时要确定高程点密度是否满足对应地形图比例尺的要求和计算需要，本文对某个区域进行测量绘制数字化图依据《1：500_1：1000_1：2000外业数字测图技术规程》中规定的规范要求，采集野外数据展点绘

图，其原始地形图和现状地形图高程密度满足要求，图形如下：

由于本区域地形起伏变化不大，高程密度符合规范要求，且高程密度能控制在2米左右，所以在计算时我们首先确定开挖量真值应该是多少，再以2米起，分别以2米、5米、8米和10米高程密度离散数据后计算对比。我们通过两种 DTM两期间土方计算和方格网法土方计算两种方法计算对比，由开挖前原始地形图和开挖后现状地形图我们可以看出，高程点密度非常符合计算要求，尽管等高线上的高程少但是周围地形点密度较大，通过两种计算方法计算出的结果及对比如下：

两期间土（石）方开挖量计算

方格网法土（石）方开挖量计算

由于DTM两期间土方是生成三角网，所形成的计算模块计算的较彻底且最接近真实值，在选定计算结果时两期间计算量最为准确，但是由计算表可以看出本期倘若采用DTM两期间方法计算时，高程离散数据要采用2米离散间隔，采用方格网法计算时采用10米间隔计算值最接近两期计算的真值。因此在不同区域不同地形时，在土（石）方开挖量计算时通过两种或者多种计算方法计算比较，最终确定计算结果。本期土（石）方计算最终结果会选择格网法10米间隔计算的结果。但是最终提交资料是以那种方法计算资料为提交资料时我们关心的问题，我们通常选择方格网法计算的资料提交，下图表为两种方法计算提交资料模式，由图表

可以直观的看出两期间土（石）方计算所形成的三角网比较多，且模糊不清，反之方格网法比较清晰直观。

2、资料提交形式的选择

由资料图表我们可以直观的看出方格网法计算的结果资料比较直观且清晰，而两期间土（石）方计算的结果资料，三角网多，图面模糊不清，且得提供每个三角网计算结果的文本资料，而文本资料量很大的。想要两期计算图面清晰可见，必然要删除一些三角网，而对应的文本资料是针对与所有三角网，这样以来，提交的成果必然有资料不全的缺陷，尤其是针对于开挖区域较大的情况时，文本资料更是大。而方格网计算资料的提交，只需要图形，即原始地形图、现状地形图和计算格网图三张图纸为一套完整的资料，资料量很小。所以在提交资料时我们会选择方格网法计算的资料作为最终提交的资料。