浅析土方测量计算方法及应用

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 浅析土方测量计算方法及应用 摘要：根据土方测量计算方法的 数据结果进行研究探讨，从而对今后土 方测量检查工作进行指导，并提出在土 方测量作业过程中引用新技术新方法的 展望。 中国论文网 /2/view-12910832.htm 关键词：土方测量；计算方法； 精度分析；模型对比；应用 1 前言 温州在进行大量的基础设施工程 建设，例如温州市鹿城区七都综合建设 开发有限责任公司七都岛千亩征地等项 目中有大量的土方量测算，土方计算方 法的选择不但牵涉到计算效率，而且其 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 准确性直接影响到工程造价的控制与施 工组织问题。所以需对土方计算方法进 行精度分析与计算模型对比。 2 计算方法 目前土方测量计算有较多可采用 的软件及方法，测图软件有南方 CASS 、清华山维 EPSW2005 等，GIS 软件有 ArcGIS、MAPGIS 等；土方计算方法主 要有 DTM 法、方格网法、断面法、等 高线法四种，以下一一说明。 2.1 DTM 法 通过采集的数据高程点信息对地 形表面进行建模。当模型建立后，模型 上任意点的高程信息就可获得。对土方 工程前的原始地面点坐标和设计地面标 高点坐标，分别进行 DTM 建模计算原 始地形体积和设计地形体积，两者之差 就是土方工程量。不规则三角网(TIN) 是数字地面模型 DTM 表现形式之一， 该法利用实测地形碎部点、特征点进行 三角构网，对计算区域按三棱柱法计算 土方。 （三角网法适用于小范围大比例 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 尺高精度的地形情况） 基于不规则三角形建模是直接利 用野外实测的地形特征点(离散点)构造 出邻接的三角形，组成不规则三角网结 构。相对于规则格网，不规则三角网具 有以下优点：三角网中的点和线的分布 密度和结构完全可以与地表的特征相协 调，直接利用原始资料作为网格结点； 不改变原始数据和精度；能够插入地性 线以保存原有关键的地形特征,以及能很 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。因此在利 用 T1N 算出的土方量时就大大提高了 计算的精度。 可以看出，DTM 法的精度较高， 因为三角网能很好地适应复杂、不规则 地形，从而更好地表达真实的地面特征。 但是要注意的是 DTM 方法计算土方量 精度高,但其计算过程中数据量大,占用 大量存储空间。因此,如果地图本身数据 量大时就应慎重考虑是否采用该方法。 2.2 方格网法 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 通常在计算平坦及高差不太大、 地形比较平缓的地区采用，把计算区域 范围为规则的方格网单个方格网计算土 方量汇总之和就是土方工程量。该法外 业工作量大，测点可能受地形限制；格 网间距越小精度越高。优点是：直观、 易懂、计算简单；但由于每点高程的权 不一样，边界点、格网交叉点、格网线 上点、格网中间点不能分别确权，故计 算精度较差，适用于估算和概算。 2.3 断面计算法 断面法是按一定的距离逐条测量 断面数据并结合设计高程计算出断面面 积，用断面面积乘以水平距离所得体积 之和就是土方工程量。该法外业操作相 对复杂，工作量大，精度取决于外业横 断面密度、横断面平行度，内业计算相 对简便，但首尾断面处和弯曲场地情形 下的断面距离难以准确确定。 2.4 等高线法 根据计算区域内每条封闭等高线 面积与高程差的积之和就是土方工程量。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 2.5 土方计算方法的选用 在较为平坦的平原区和地形 起伏不大的场地，宜采用方格网法。这 种方法计算的数据量小，计算速度快， 省却了 DTM 法庞大的数据存储量。 在狭长地带，比如公路、水 渠等则适宜使用断面法进行计算土方量。 在地形起伏较大、精度要求 高的一些山区则需要用到 TIN 的计算方 法。但是也要考虑到，本身数据量大， 数据储存量的问题。 在对土方量进行计算时，要考虑 到地形特征、精度要求以及施工成本等 方面的情况，选择合适的计算方法，达 到最优的目的。 3 计算精度分析 现就以南方 CASS7.1 在温州市鹿 城区七都综合建设开发有限责任公司七 都岛千亩征地等项目安置房与七都农房 集聚区（一期）工程土方（以下简称七 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 都土方）计算中来说明各方法的应用。 3.1 项目测量数据说明 我院小组采用全站仪共测量有 4079 个坐标高程点数据，并拍摄了场地 相片供建模与质量检查参照。 3.2 土方计算 在南方CASS7.1 中，展出 高程点数据并建立模型，首先用 DTM 法进行计算，平场标高统一设为 2.5 米； 再用同样的高程点数据采用方格网法计 算土方量，并根据 5 米、10 米、20 米 不同方格网宽度计算多个方量（计算结 果见表 1） ，方便以后数据对比分析；在 测区内按相同距离建立断面，按 2.5 米 设计标高计算方量，因本测区不适合等 高线法且该方法精度不高就未采用（计 算结果见表 2） 。 3.3 土方调配 当一个场地内的有好多区块的土 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 方量，有填有挖，当我们把挖出来的运 到需要填的区块里去，这里就涉及到一 个怎么来运输土方量，就能达到一个挖 填平衡、总的运距最短、费用最低。 （原理：使用最小二乘法）土方调配的 原则：总的运距最短、挖填平衡（时间 平衡、空间平衡） 。 3.4 数据分析 以上数据得知，断面法适用于高 差变、地形起伏变化较大，自然地面规 则的地区；如河流，道路等带状测区， 是常用的方法。 方格网法计算误差主要来源是方 格网点坐标的量测误差，测量时要求测 量每个高差变化数据点，计算时方格网 宽度要与测量数据点间距基本保持一致 时结果较理想，其计算方法较简单。 DTM 完全由计算机软件提供的 工具进行计算，测量数据点是测区内的 特征点，要求有一定的数据量，能充分 代表计算场地区域不同标高。综合以上 情况，最终按方格网法 5 米宽度方量结 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 果提供甲方使用。 4 场地模拟 鉴于土方计算精度影响较大与测 量数据采集因素相关及计算模型方法也 有差别，特提供现场相片与根据数据生 成计算表面模型供检查时对比分析。 根据测量的 4079 个坐标高程点 数据，对数据进行规则网处理生成表面 模型(见图 1)，按测区范围对图 1 进行 裁边而得到供检查用的计算模型(见图 2)， 再对模型的方量与南方 CASS 计算的方 量进行校核，以确定方格网 5 米宽度的 方量为提供甲方使用的成果。 5 结束语 在土方测量计算过程中，根据场 地地形情况确定