清华三维EPSW在施工平场土石方计算中的应用

龚俊松+王洪

【摘 要】土方计算在工程施工领域运用广泛，他直接影响到工程造价和工程质量。土石方计算方法很多，如断面法、方格网法、基于DTM的计算法等。本文结合施工平场运到的实际问题和场地地貌情况，利用EPSW基于DTM方法阐述EPSW在土方计算中的基本原理、计算方法及准确性，并结合某场地平场方量计算的实际情况，论述EPSW基于DTM方法在土方计算方面的优缺点，为同类工程土方计算提供参考。

【关键词】EPSW；DTM；土方计算；基本原理；优缺点

Qinnghua flat field in the construction of three-dimensional EPSW Earthwork Calculation

Gong Jun-song，Wang Hong

（Land planning remediation Ltd. Chongqing Aster Chongqing 400711）

【Abstract】Earthwork calculations using widely in the field of construction， he directly affect the project cost and project quality. Earthwork calculation in many ways， such as the cross-section method， grid method， based on the DTM calculation method. In this paper， the construction flat field shipped to the practical problems and venues geomorphological conditions， the use of EPSW DTM-based method described EPSW earthwork calculations in the basic principles， calculation methods and accuracy， combined with a flat field space square calculation of the actual situation， discusses EPSW method based DTM earthwork calculations in the advantages and disadvantages of similar earthwork calculations provide a reference.

【Key words】EPSW；DTM；Earthwork calculations；Basic principles；Advantages and disadvantages

1. 引言

（1）随着城市的发展，几乎所有的工程项目都需要进行场地平整，在进行项目施工中必然会涉及土石方的挖、填方量的测量和计算。其中土石方计算在重庆这个丘陵地区尤为重要，它直接影响到工程造价和工程质量。直接关系到业主和施工单位的经济利益。提供准确的场地平场土石方量可为搞好工程预算、结算奠定基础。

（2）随着测绘技术的科学发展，测绘手段的进步，全野外數字化测图的推广及网络RTK技术的数据采集方法的运用，数据原始采集的精确度越来越高，保证方量的准确就取决于计算方法选择。现本文就EPSW基于DTM方法进行土石方计算进行阐述，详解该方法在项目中的具体运用。

2. EPSW基于DTM土方计算基本原理

2.1 系统配置。

清华山维EPSW是基于WINDOWS系统下开发的地理系统软件，该土石方计算的硬件配套需一台512M 内存以上，装载WINDOWS XP的计算机系统，将清华山维软件安装好，再进行软件注册即可。

2.2 数据来源。

清华山维EPSW软件是一套集野外数据采集、数据编辑、成图出图的系统性软件，它兼容的数据格式和图形文件很多，通过调入、导入都可以实现数据的通用。

2.2.1 DWG文件。

DWG文件是工程用图中最常用的图形文件，他在设计、施工领域运用广泛，以它为原始数据进行土方计算的情况很多，这就要求导入到EPSW中进行数据编辑。清华山维EPSW软件将项目的DWG文件调入后，对数据进行建模检查，生成数字三角网（DTM）。

2.2.2 EPSCE采集。

EPSCE采集系统是EPSW成图系统的外业数据采集系统，他将EPSCE软件安装在PDA掌上电脑中，配备全站仪实现外业一体话成图，是目前一体话成图的先驱。它的数据格式通过直接调入就可以直接编辑使用。通过对数据进行建模，生成数字三角网（DTM）。

2.2.3 RTK及全站仪数据。

在工程实践中，利用RTK及全站仪直接进行数据采集很普遍，这种方法简单快捷、投入少，对大多数项目该方法十分适用，要利用清华山维进行土方计算就需将这些数据编辑成EPSW调入数据格式，然后通过对数据进行建模，生成数字三角网（DTM）。

清华山维调入坐标文件格式：X，Y，Z，点名。

2.3 计算原理。

利用清华山维EpsW程序生成的数字三角网（DTM），将两网加载叠加，通过对原始地面标高与设计标高（或竣工标高）进行比较计算，提取格网标高，然后对提取的格网高程进行计算，再按方格为单位进行汇总计算。

2.4 破格计算方法。

每单元格中的挖填方数据等于其方格四角高差之和除以四再乘方格的面积（即传统的计算方法）。若遇方格网中有高程突变时，则进行破格计算。在破格和转折处提取高程计算，这样使其更加反应实际地貌。endprint

方格网进行破格效果对比如图1、图2。

3. EPSW基于DTM方法土方计算平场工程实例

3.1 项目概况。

（1）委托单位：XXX高新技术产业园建设投资有限公司。

（2）工作内容：依据甲方提供的B2地块平场设计图，在B2地块区域范围内采用全野外数字一体化技术对平场施工前和竣工后的地貌进行数据采集，内业生成1：500数字化地形图，然后利用EPS2008软件按方格网法进行土方计算。

（3）工作地点：XXX高新技术产业园建设投资有限公司A2地块。

（4）测量范围：以甲方提供的B2地块平场设计图作为本次土方测算范围。

（5）地形条件：土方测量范围内地形高差不大，为典型的丘陵地貌，通视条件一般。

（6）交通情况：交通较好。

（7）作业人员：XXX有限公司3个小组。

（8）作业时间：作业时间为20XX年01月28日。

3.2 技术标准及依据。

（1）执行规范：《城市测量规范》CJJ/T8-2011、《工程测量规范》GB 50026-2007、《地形图图式》GB/T 7929-1996、《测绘产品质量评定标准》CH 1003-1995。

（2）坐标系统：重庆市独立系。

（3）高程系统：1956年黄海高程系。

（4）方格网：5米×5米。

3.3 仪器设备。

（1）数字化测图工具 3套；

（2）5米金属测量杆 3把；

（3）Topcon全站仪 3台；

（4）棱镜 3付；

（5）GPS（网络RTK） 1台；

（6）清华山维EPSW软件 4套；

（7）A0绘图仪 2台。

以上仪器在使用前按规范要求进行了检定，符合要求。

3.4 作业方法。

（1）高程点的采集。

采用我公司的全野外数字一体化测量技术在平场施工前和平场竣工后分别对测区范围内进行高程点的数据采集，点间距离为5米～10米，内业整理编绘生成1：500地形图，出图时对高程点进行取舍后提交甲方，面积为540582 m2。

（2）方格网角点高程的提取。

作业人员将外业采集的原始数据传入清华山维外业测绘成图软件中对数据进行清理，核对无误后将两次采集的数据分别进行三角高程建模，生成DTM三角网，再按方格点坐标同一位置分别提取格网角点高程，制成平场施工前地形和平场竣工地形的地面5米×5米格网高程数据。

本工程共建立了平场前原始地貌高程数据、竣工高程数据共2个数据DTM网。最后将所有高程数据输入计算机中，利用以上数据分别计算挖、填方量。

（3）计算说明。

每单元格中的挖填方数据等于其方格四角高差之和除以四再乘方格的面积（即传统的计算方法）。若遇方格网中有高程突变时，则进行破格计算。

3.5 挖、填方量的计算。

各方格网的挖、填方量的计算在EPS2008软件中进行。计算结果如下：

以平场竣工地形与施工平场前地形相比较计算出B2地块土石方量为：挖方量为1652104.62立方米 ，填方量为 1625357.19立方米，面积为540582.05平方米。

3.6 结果检查。

经检查，本工程外业采集地貌特征点高程密度适中，高程值正确，内业曲面拟合合理，结论正确，可提交使用。

4. 结论

通过实例，我们可以很清楚的看到EPSW在土方计算方面的成熟运用，相对其它土方计算软件，总结如下。

4.1 优点：清华山维EPSW软件数据利用广泛，运行稳定，计算简单、直观，数据计算准确可靠，在实践中取得不错的效果。它加入破格后对地貌还原细腻，在场地精平中能很好的保证数据的真实正确，它适用于工程施工、园林设计、土地整理开发、土地复垦、房地产开发等领域。

4.2 缺点：清华山维EPSW软件在计算大面积（0.5平方公里以上）土方时计算速度相对较长，加入破格后图面数据太多，影响一定的图面效果。

参考文献

[1] 清华山维EPSW2008使用说明书.

[2] 《工程測量规范》GB 50026-2007.

[3] 《城市测量规范》CJJ/T8-2011.

[4] 《地形图图式》GB/T 7929-1996.

[5] 《测绘产品质量评定标准》CH 1003-1995.endprint