土方量计算方法的比较与研究毕业论文

1、参考资料.土方量计算方法的比较与研究毕业论文目录第一篇土方量计算方法的比较与研究1第一章 土方工程概述.1第一节土方工程的基本知识 .1第二节土方量计算的基本方法 .6第二章数字化地形图.8第一节地形图收集 .8第二节地形图数字化 .10第三节土方量计算的数据准备 .13第三章断面法.14第一节断面法土方量计算的原理及方法 .14第二节 运用CASS 7.0进行断面法土方量计算的操作步骤.15第四章方格网法.34第一节方格网法土方量计算的原理及方法 .34第二节 运用CASS 7.0进行方格网法土方量计算的操作步骤.40第五章等高线法 .42第一节等高线法土方量计算的原理及方法.42第二节 运

2、用CASS 7. 0进行等高线法土方量计算的操作步骤 .43第六章 数字高程模型(DEM )法 .44第一节数字高程模型(DEM )法土方量计算的原理及方法 .44第二节 运用CASS 7.0进行DEM法土方量计算的操作步骤 .46第七章锁簧镇新农村土方量计算.50第一节 测区资料与设计方案 .50第二节作业实施 .52第三节业土方量计算 .58第四节计算结果与分析 .61第五节结论 .63第二篇程序设计6767第一节后方交会简介 .67第二节程序代码介绍 .67第三节实践 .73第三篇程序设计67外文文献 .78中文译文 .82参考文献 .78参考资料.致谢85参考资料.第一篇土方量计算方法

3、的比较与研究第一章土方工程概述在各种工程建设如铁路、公路、港口、城市规划等中，土方量计算是土地整理项 目规划设计和项目审查的重要容之一，土方量的大小与土地整理项目的投资直接相 关，不同的计算方法结果相差悬殊，因此准确快速地计算土方量对开展规划设计、控 制总投资及分配资金具有重要意义。这几年，土地开发整理工作逐步走向规化的轨道， 但土方量计算仍然没有一套系统的规标准可供遵循。目前的设计工作中，土方量计算 普遍简单粗糙，土方量统计的随意性较大，对预算编制和预算管理工作造成较大影响, 已成为项目审查工作中需要迫切解决的一个技术难题。因此，需要对土方量计算方法 进行比较研究。本文对传统常规计算土方量的

4、方法原理、应用围、计算步骤、及注 意问题等进行了对比分析，研究并总结常规方法的不足及在土地整理项目规划设计和 项目审查实际工作中土方计算存在的问题，指出常规方法应用于土地整理项目规划设 计和项目审查工作的不适宜性。为了解决土地整理项目规划设计和项目审查工作中 土方计算的实际问题。为此，本文对工程土方量计算中的断面法、方格网法、等高线 法及基于数字髙程模型(DEM )法的基本原理、方法和优缺点进行比较分析，从理论 上讨论它们的实用围、条件及精度分析，进而提出存在的问题和结论。第一节土方工程的基本知识一 土方施工的基本知识建筑用地设计地形的实现必然要依靠土方施工来完成.任何建筑物，构筑物，道路 及

5、广场等工程的修建，都要在地面作一定的基础，挖掘基坑，路槽等，这些工程都是从 土方施工开始的.在建筑地形的利用，改造或创造，如挖湖堆山，平整场地都要依靠动 土方来完成.土方工程量，一般来说在建筑中是一项大工程，而且在建筑中它又是先 行的项目.它完成的速度和质量，直接影响着后继工程，所以它和整个建设工程的进度 关系密切.土方工程的投资和工程量一般都很大.有的大工程施工期很长.如上海植 物园，由于地势过低，需要普遍垫高，挖湖堆山，动土量近百万方，施工期从1974-1980 年断断续续前后达67年之久.为了使工程能多快好省地完成，必须做好土方工程设 计和施工安排.参考资料.土方工程的种类及其施工要求土

6、方工程根据其使用期限和施工要求，可分为永久性和临时性两种，但是不论是 永久性还是临时性的土方工程，都要求具有足够的稳定性和密实度，使工程质量和艺 术造型都符合原设计的要求.同时在施工中还要遵守有关的技术规和原设计的各项要 求，以保证工程的稳定和持久.土壤的工程性质及工程分类土壤的工程性质对土方工程的稳定性，施工方法，工程量及工程投资有很大关系， 也涉及到工程设计，施工技术和施工组织的安排.因此，对土壤的这些性质要进行研究 并掌握它，以下是土壤的几种主要的工程性质：1.土壤的容重单位体积天然状况下的土壤重量，单位为kg/m3,壤容重的大小 直接影响着施工的难易程度，容重越大挖掘越难，在土方施工中

7、把土壤分为松土，半坚 土，坚土等类，所以施工中施工技术和定额应根据具体的土壤类别来制定.2.土壤的自然倾斜角（安息角）土壤自然堆积，经沉落稳定后的表面与地平面所 形成的夹角，就是土壤的自然倾斜角，以。表示.在工程设计时，为了使工程稳定，其边 坡坡度数值应参考相应土壤的自然倾斜角的数值，土壤自然倾斜角还受到其含水量的 影响.土方工程不论是挖方或填方都要求有稳定的边坡.进行土方工程的设计或施工 时，应该结合工程本身的要求（如：填方或挖方，永久性或临时性）以及当地的具体条件 （如：土壤的种类及分层情况，压力情况等）使挖方或填方的坡度合乎技术规的要求，如 情况在规之外，则须进行实地测试来决定.3.土壤

8、含水量土壤的含水量是土壤孔隙中的水重和土壤颗粒重的比值.土壤含 水的多少对土方施工的难易有直接的影响，还影响到土壤的稳定性.土壤含水量过小, 土质过于坚实，不易挖掘；含水量过大，土壤易泥泞，土壤稳定性降低，也不利于施工. 一般土壤含水量在5%以称干土，在30%以称潮土，大于30%的称湿土.4.土壤相对密实度用来表示土壤填筑后的密实程度.设计要求的密实度可以采 用人力夯实或机械夯实.一般采用机械压实，其密实度可达95%,人力夯实在87%左右. 大面积填方如堆山等，通常不加夯压，而是借土壤的自重慢慢沉落，久而久之也可达到 一定的密实度.5.土壤的可松性土壤经挖掘后，其原有紧密结构遭到破坏，土体松散

9、而使体积增 加的性质.这一性质以土方工程的挖土和填土量的计算以及运输等都有很大关系.二土方施工的步骤参考资料.在建设施工中，由于土方工程是一项比较艰巨的工作，所以准备工作和组织工作 不仅应该先行，而且要做周全仔细，否则因为场地大或施工点分散，容易造成窝工甚至 返工，而影响工效.土方工程施工的容和步骤大致如下.准备工作三步骤准备工作主要包括清理场地，排水，定点放线三个步骤.1.清理场地在施工地围，凡有碍工程的开展或影响工程稳定的地面物或地下物都应该清理， 例如不需要保留的树木，废旧建筑物或地下构筑物等.伐除树木，凡土方开挖深度大于50cm,或填方高度教小的土方施工，现场及排水 沟中的树木必须连根

10、拔除，清理树墩除用人工挖掘外，直径在50cm以上的大树应慎之 又慎，凡能保留者尽量设法保留.因为老树大树，特别难得.建筑物和地下构筑物的拆除，应根据其结构特点进行工作，并遵照建筑工程安 全技术规的规定进行操作.如果施工场地的地面地下或水下发现有管线通过或其他异常物体时，应事先请 有关部门协同查清，未查清前，不可动工，以免发生危险或造成其他损失.2.排水 场地积水不仅不便于施工，而且也影响工程质量，在施工之前，应设法将 施工场地围的积水或过高的地下水排走. 排除地面积水在施工之前，根据施工区地形特点在场地周围挖好排水沟（在山 地施工为防山洪，在山坡上应做截洪沟）.使场地排水通畅，而且场外的水也不

11、致流入. 地下水的排除排除地下水方法很多，但一般多采用明沟，引至集水井，并用水 泵排出.一般按排水面积和地下水位的高低来安排排水系统，先定出主干渠和集水井 的位置，再定支渠的位置和数目，土壤的含水量大的要求排水迅速的，支渠分布应密些, 其间距约1.5m左右，反之可疏些.在挖湖施工中应先挖排水沟，排水沟的深度，应深于 水体挖深.沟可一次挖掘到底，也可以依施工情况分层下挖，采用哪种方式可根据出土 方向决定.3.定点放线 在清场之后，为了确定施工围及挖土或填土的标高，应按设计图纸 的要求，用测量仪器在施工现场进行定点放线工作，这一步工作很重要，为使施工充分 表达设计意图，测设时应尽量精确.平整场地的

12、放线用经纬仪将图纸上的方格测设到地面上，并在每个交点处立 桩木，边界上桩木依图纸要求设置.参考资料.桩木的规格及标记方法，侧面平滑，下端削尖，以便打图土中，桩上应表示出桩号（施工 图上方格网的编号）和施工标高（挖土用”+”号，填土用”-”号）.自然地形的放线挖湖堆山，首先确定堆山或挖湖的边界线，但这样的自然地形 放到地面上去是较难的；特别是在缺乏永久性地面物的空旷地上，在这种情况下应先 在施工图上画方格网，再把方格网放大到地面上，而后设计地形等高线和方格网的交 点一一标到地面上并打桩，桩木上也要表明桩号及施工标高.堆山时由于土层不断升 高，桩木可能被土埋没，所以桩的长度应大于每层的标高，不同层

13、可用不同颜色标志， 以便识别.另一种方法是分层放线，分层设置标高桩.这种方法适用于较高的山体. 挖湖工程的放线工作和山体的放线基本相同，但由于水体挖深一般较一致，而且池底 常年隐没在水下，放线可以粗放些，但水体低部应尽可能整平，不留土墩，这对养鱼捕 鱼有利.岸线和岸坡的定点放线应该准确，这不仅因为它是水上部分，有关造景，而且 和水体岸坡的稳定有很大关系.为了精确施工，可以用边坡样板来控制边坡坡度.开挖沟槽时，用打桩放线的方法，在施工中桩木容易被移动甚至被破坏，从而影响了校 核工作.所以，应使用龙门板.龙门板的构造简单，使用也很方便.每隔30 100m设龙门 板一块，其间距视沟渠纵坡的变化情况而

14、定.板上应标明沟渠中心线位置，沟上口，沟 底的宽度等.板上还要设坡度板，用坡度板来控制沟渠纵坡.三土方施工技术环节土方施工包括挖，运，填，压四个技术环节.其施工方法可采用人力施工，也可用机 械化或半机械化施工.这要根据场地条件，工程量和当地施工条件决定.在规模较大， 土方集中的工程中，采用机械化施工较经济；但对工程量不大，施工点较分散的工程或 因受场地限制，不便采用机械施工的地段，应该用人力施工或半机械化施工，以下按上 述四个容简单介绍.土方的施工1.人力施工施工工具主要是锹，镐，钢钎等.人力施工不但要组织好劳动力，而且 要注意安全和保证工程质量.在挖土方时施工者要有足够的工作面，一般平均每人

15、应 有4-6ni2；附近不得有重物及易蹋落物；随时注意观察土质情况，要有合理的边坡.必须 垂直下挖者，松软土不得超过0.7m,中等密度者不超过1.25m,坚硬土不超过2m,超过以 上数值的需要设支撑板.挖方时工人不得在土壁下向里挖土，以防坍塌；而在坡上或坡 顶施工者，要注意坡下情况，不得向坡下滚落重物.施工中保护基桩，龙门板或标高桩.2.机械施工有推土机，挖土机等.在园林施工中推土机应用较广泛.例如，在挖掘 参考资料.水体时，以推土机推挖，将土推至水体四周，再行运走或堆置地形，最后岸坡用人工修 整.用推土机挖湖堆山，效率高，但应注意以下几个方面：推土机手应识图或了解施工 对象的情况.在动工之前

16、应向推土机手介绍拟施工地段的地形情况及设计地形的特点, 最好结合模型讲解，使之一目了然.另外，施工前还要了解实地定点放线情况，如桩位， 施工标高等.这样施工起来司机心中有数，施工时就能得心应手地按照设计意图去塑 造地形.这一点对提高施工效率有很大关系，这一步工作做得好，在修饰山体或水体时 便可以省去许多劳动物力.注意保护表土.在挖湖堆山时，先用推土机将施工地段的表 层熟土（耕作层）推到施工场地外围，待地形整理停当，再把表土铺回来，这样做比较麻 烦，但是公园的植物生长却有很大好处.有条件之处应该这样做.桩点和施工放线要明 显.因为推土机施工进进退退，其活动围较大，施工地面高低不平，加上进车或退车

17、时 司机视线存在某些死角，所以桩木和施工放线容易受破坏.为了解决这一问题：第一，应加高桩木的高度，桩木上可做醒目标志，如挂小彩旗或木桩上涂明亮的颜 色，以引起施工人员的注意；第二，施工期问，施工人员应经常到现场，随时随地用测量仪器检查桩点和放线情 况，掌握全局，以免挖错（或堆错）位置.土方的运输一般竖向设计都力求土方就地平衡，以减少土方的搬运量.土方运输是较艰巨的 劳动，人工运土一般都是短途的小搬运.车运人挑,这在有些局部或小型施工中还经常 采用.运输距离较长的，最好使用机械或半机械化运输.不论是车运人挑，运输路线的组织都 很重要，卸土地点要明确，施工人员随时指点，避免混乱和窝工.如果使用外来

18、土围地 堆山，运土车辆应设专人指挥，卸土的位置要准确，否则乱堆乱卸，必然会给下一步施 工增加许多不必要的小搬运，造成人力物力的浪费.土方的填筑填土应该满足工程的质量要求，土壤的质量要根据填方的用途和要求加以选择， 在绿化地段土壤应满足种植植物的要求，而作为建筑用地则以要求将来地基的稳定为 原则.利用外来土壤围土堆山，对土质应该先验定后放行，劣土及受污染的土壤，不应 放入园以免将来影响植物的生长和妨害游人的健康.大面积填方应该分层填筑，一般每层20-50cm,有条件的应层层压实；在斜坡上填土，为 防止新填土滑落，应先把土坡挖成台阶状，然后再填方.这样可以保证新填土方的稳定. 参考资料.辇土或挑土

19、堆山，土方的运输路线和下卸,应以设计的山头为中心结合来土方向进行 安排，一般以环形为宜，车辆或人挑满载上山，土卸在路两侧，空载的车（人）沿路线继 续前行下山，车（人）不走回头路不交叉穿行，所以不会顶流拥挤.随着卸土的进行，山 势逐渐升高，运土路线也随之升高，这样既使人流有序，又使土山分层上升，部分土方 边卸边压实，这不仅有利于山体的稳定，山体表面也较自然.如果土源有几个来向，运 土路线可根据设计地形特点安排几个小环路，小环路以人流车辆不相互干扰为原则.土方的压实人力夯压可用夯，碾等工具;机器碾压可用碾压机或用拖拉机带动的铁碾碾压.小 型的夯压机械有燃夯，蛙式夯等.为保证土壤的压实质量，土壤应该

20、具有最佳含水率.如土壤过分干燥，需先洒水湿润后 再行压实.在压实工作中应该注意以下几点. 压实工作必须分层进行. 压实工作要注意均匀. 压实松土时夯压工具应先轻后重. 压实工作应自边缘开始逐渐向中间收拢.否则边缘土方外挤易引起坍落.土方工程，施工面较宽，工程量大，施工组织工作很重要，大规模的工程应根据施 工力量和条件决定，工程可全面铺开也可以分区分期进行.施工现场要有人指挥调度，各项工作要有专人负责，以确保工程按期按计划高质量地 完成第二节 土方量计算的基本方法在工程建设中，常需要将自然地貌改造为水平的或者一个、几个坡度的场地，以 便适于布置各类建筑物和构筑物。土方量的大小与工程的投资直接相关

21、，因此准确、 快速地计算土方量对开展规划没计、控制总投资及分配资金具有重要意义。土方量 的样算方法有IYI3V1法、方格网法、等高线法、断面法、区域土方量平衡法和平均 高程法等。一断面法参考资料.在地形变化较大、场地狭窄的带状地区，可以用断面法计算土石方量。沿场地ABCD 中央设一轴线U,每隔一定距离设横断面11、22、33等。间距越小，计算土石 方量精度越高。按等高线法确定场地平均地面高程H,然后按设计坡度确定每一断面 处的设计高程和地面高程之差绘制地形图。二方格网法大面积的土石方估算常用该法，适用于地形起伏较小、坡度变化平缓的场地。 绘方格网，并求格网点高程。根据场地围绘制方格网。格网的大

22、小根据地形 复杂程度、地形网的比例尺、施工精度要求而定。一般人工施工多采用lOmXlOm、 20 X20nl的方格；机械施工时多采用50mX50m的方格，并进行编号。由等高线插出 每一斤格顶点的地面高程，标注在相应顶点的右上方。确定场地平整的设计高程。该步骤也可根据甲方要求来定。水平面的设计高 程等于场地地面高程的平均值，即根据方格顶点的地面高程及其在计算每格平均高程 时用到的总次数求权平均值，计算挖、填方高度。计算各方格顶点处的挖、填高度。用方格顶点高程减去 设计商程，得每一方格点的挖、填方高度。 计算挖、填土石方量。实际计算时，可按方格依次计算。土石方量等于挖方 面积（或填方面积）乘以平均

23、挖、填方高度。若格既有填方又有挖方则分别求之，然后 再计算挖方量总和和填方量总和。挖、填土石方量的计算也可根据角点、边点、拐点 和中心点的挖、填方高度，分别代表1/4、2/4、3/4、1方格面积的平均挖、填方 高度，按下式分别计算：角点：挖（填）方高度hXl/4方格面积边点：挖（填）方高度hX2/4方格面积拐点：挖（填）方高度hX3/4方格面积中心点：挖（填）方高度hXl方格面积计算出各点的_T程量后，再分别计算挖方量和填方量总和，填、挖方工程量应大 致相等。三等高线法当地面起伏较大、坡度变化较多时，可采用等高线法估算土石方量，在地形图精 度较高时更为合适。等高线法的工作容与步骤和方格法大致相

24、同，不同之处在于计算 场地平均高程的方法。其场地平均髙程的计算方法如下：在地形图上用求积仪或其他 参考资料.面积量测方法按等高线分别求出它们所包围的面积，相邻等高线所围起的体积可近似 看成为台体，其体积为相邻等高线各自围起而积之和的平均值乘上2条等高线问的高 差，得到各等高线间的土石方量；然后再求全部相邻等高线所围起体积的总和，当设 计高程求出之后，后续的计算工作可按方格法或断面法进行。四DTM法由DTI模型（数字地面模型）来计算土方量是根据实地测定的地面点坐标（x, y, z）和没计高程，通过生成三角网来计算每个三棱柱的填挖方员，最后累积得到指定围 填方和挖方分界线。第二章 数字化地形图将地

25、形图原罔数字化是测绘数字地形图的方法之一，而在地形图数字化过程中， 怎样实现绘图自动化，是测绘生产中广泛关注的问题。目前，1: 500、1： 1 000大比 例尺地形图的数字化技术已日臻成熟，1: 5 000和1： 10 000中比例尺地形图数字化 的研究也日趋深入。我们以大比例尺地形图数字化为基础，对中比例尺地形图的数字 化方法进行了分析和研究第一节地形图收集地形图是表示地形、地物的平面图件，是用测量仪器把实际测量出来，并用特定 的方法按一定比例缩绘而成的。它是地面上地形和地物位置实际情况的反映。符地形图上表示地形的方法很多，最常用的是以等高线表示地形起伏，并用特定 的号表示地物，一般的地形

26、图都是由等高线和地物符号所组成。地形图还对野外工作具有重要意义，因为借助地形图可对一个地区的地形、地物、 自然地理等情况有初步的了解，甚至能初步分析判断某些情况，地形图还可以帮助我 们初步选择工作路线，制定工作计划。一地形图的收集与测制数字化地形测图是在现代机助制图技术支持下发展起来的髙新测图技术。具体讲 就是，以传统的测图原理为基础，采用数据库技术和图形及数字处理方法，实现地图 信息的获取、变换、传输、识别、存贮、处理、显示、编辑修改和计算机绘图。与传 参考资料.统白纸测图相比，全数字地形测图不仅仅是方法的改进，而是技术本质的飞跃。数字化地形测图主要作业过程分为四个步骤：控制测量、数据采集、

27、数据处理及 地形图的数据输出（打印图纸、提供软盘等）。现就我们的作业方式详述如下：在数字测图工作中，控制测量的工作与传统的 控制测量相比非常简便。首先在测区围布设GPS加密控制网，一般以三个互相通视的 GPS点为一组，每组GPS点之间的距离以不超过2公里为宜。每组GPS点之间以全站仪附 合导线相连，由于这样的导线点精度高、密度大，它们兼有高级控制点和图根点的作 用。最后再根据碎部测量的实际需要在已有控制点的基础上施测闭合导线和支导线 （由于缺乏检合，最好不要多于2站）作为图根点使用。高程控制测量根据实际需要先 进行精度估算，然后再结合平面控制网的布设，灵活组合应用三、四等水准测量、GPS 高程

28、拟合、全站仪三角高程等方法施测。数字化测图的碎部测量用全站仪进行，将全 站仪与测图精灵用数据传输电缆连接在一起，点击测图精灵可以控制全站仪测量镜站 坐标并记录下来。我们一般采用草图法”模式，现场绘制草图，室用测点点号定位 方法绘制成图。“草图法”工作方式要求外业工作时，除了测量员和跑尺员外，还要 安排一名绘草图的人员。在跑尺员跑尺时，绘图员要和测量员及时联系，标注出所测 的是什么地物（属性信息）及记下所测点的点号（位置信息）。草图法”工作方式在测 量每一个碎部点时不用在电子手簿或全站仪里输入地物编码，故又称为“无码方式”。 进行碎部测量时，对于比较开阔的地方，在一个制高点上可以测完大半幅图，就

29、不要 因为距离太远”（其实也不过五、六百米）而忙于搬站。对于比较复杂的地方，也不 要因为“麻烦”（其实也浪费不了几分钟）而不愿搬站，要充分利用电子手簿的优势和 全站仪的精度，因为测一个支导线点是很容易的。数字化测图一般以路、河、山脊等 为界线，以自然地块进行分块测绘。当所测地物比较复杂时，例如村庄部，为了减少 镜站数，提高效率，可用皮尺丈量方法测量，室用交互编辑方法成图。如果测点的高 程不参加高程模型的计算，使用测图精灵采集时，则要在同步采集面板下把“不参加 建模”选项选上，这样，待测点的高程就自动为零了。在进行地貌采点时，在地性线 上要有足够密度的点，特征点也要尽量测到。例如在沟底测了一排点

30、，也应该在沟边 再测一排点，这样生成的等高线才真实；而在测量陡坎时，最好坎上坎下同时测点， 这样生成的等高线才没有问题。在其它地形变化不大的地方，可以适当放宽采点密度。 外业数据采集完成后，下一步是将坐标数据和图形数据传输到微机中，用CASS7. 0进 参考资料.行绘图。在CASS7. 0软件环境下，可实时地将地物定位点和邻近地物（形）点显示在当前图形编辑窗口中，操作十分方便。根据野外作业时绘制的草图，移动鼠标至屏幕右侧菜单区选择相应的地形图图式符号，然后在屏幕中将所有的地物绘制 出来。系统中所有地形图图式符号都是按照图层来划分的，例如所有表示测量控制点 的符号都放在控制点”这一层，所有表示独

31、立地物的符号都放在独立地物”这一 层，所有表示植被的符号都放在“植被园林”这一层。二地形图的比较要对大比例尺地形图和中比例尺地形图进比较和分析，就要比较中比例尺地 形图与大比例尺地形图的不同点：1）独立地物的表示不同。有些大比例尺地形图上需表示的独立地物，在中比例尺 地形网上被省略或采取其他方法表示，例如路灯、下水井等点状地物因在中比例尺 地形图上不再单独表示，故无须再研究；有一部分相近的独立地物则以统一的符号来 表示；另有一些独立地物，其符号表示有部分变化；而绝大部分独立地物符号其大小 发生了变化。2）对于线状地物来说，在中比例尺地形图中绘制已变得较为简单。由于比例尺相 对较小，有些线状地物

32、的宽度已不再考虑，直接以单线表示；有的符号表示不再细 化，而将相近的线状地物以统一的符号表示。3）采用不同的分幅方法和编号方法。中比例尺地形图采用梯形分幅法，分幅以1： 1 000 000地形图为基础，编号时1： 10 000地形图经差为3 45、纬差2 30”，比例 尺代码为“G” ; 1: 5 000地形图经差为152. 5、纬差1 15”，比例尺代码为H”。4）图廓绘制不同。中比例尺地形图是按经纬度进行的梯形分幅，4个角点以大地 坐标系的经纬度来定位，上下和左右图廓互不平行，坐标格网线与图廓线相交的情所 示）。况各不相同。在图廓外四角处注记经纬度，靠近坐标网线处注记公里数等。第二节地形图

33、数字化现代科学技术的发展，特别是计算机、GPS、垒站仪的广泛应用，为测绘图件数 字化创造了有利条件，一般说来，实现测绘图件数字化的方法主要有以下三种：1）、野外数据采集数字化2）、业航测测图数字化；参考资料.3）、业对地形原图或已有地形图数字化前两种方法具有数据采集精度高，成图周期短优点，是今后发展数字化成图的方 向，但由于受到设备投资大，对人员素质要求高，软件的适用性差及传统观念和做法 的束缚和制约，难以形成规模或普及。而对地形原图进行数字化，则县有投资少、效 率高、易于推广的优点，符合中国国情，对资金设备有限，难以一步到位的单位无疑 是一条捷径。对太量已有的地形图进行数字化，这种方法只能是

34、唯一的选择 一纸质图的矢量化矢量化是将栅格图像转换为矢量图像的过程，现在一般都采用人机交互与自动跟 踪相结合的方法在屏幕上完成栅格式数字图的矢量化，故又称屏幕数字化。将纸质地图转成数字化地图有3种方法一是用数字化仪或计算机屏幕进行矢量化，也称为手扶跟踪数字化；二是扫描；三是对地图中线状要素进行提取。经过多年的比较研究发现，扫描矢量化比手扶跟踪数字化更好，能够更好地避 免由于疲劳或粗心引起的人为错误。扫描文件必须经过矢量化（即将栅格线转化为矢 量线）的跟踪描绘过程，才算完成数字化。不过它是一门有关计算机科学、数字图像 处理、计算机视觉、模式识别、人工智能和地图制图等学科的综合技术，国外已经作 了

35、大量的相关研究，但由于地图要素本身的复杂性和相关技术还不够成熟，该技术的 发展还处于探索阶段。但就从国外的研究现状来看，目前的扫描地图自动矢量化一般 都试图通过以下几个步骤来完成：影像分割和要素提取；特征提取和要素识别； 矢量化。对于这几个步骤，国外都取得了不同程度的进展，但对于一些细节问题， 有的虽然方法很多，但并不都适用于地图要素的情况（比如细化和边界提取），需要对 其中某个方法经过补充和改进才能满足扫描地图自动矢量化的需要。随着地理信息系统产业的蓬勃发展，基础地理信息质量控制日益受到广泛重视， 作为基础地理信息数据来源重要手段的地图扫描数字化，由于速度快、精度高，已成 为地图数字化的主流

36、。由此而产生的矢量化软件有很多，市场上常见的矢量化专业软 件有德国Softelec公司的VPStudio, Able公司的R2v、澳大利亚的Provec、德国的 VPmax.清华三维及大学自主开发的软件。此外还有具有矢量化功能的相关GIs制图软 件，如Aegis. Envix Mapgis、 SuperMap等。参考资料.二修测补测重测数字化地形图用途十分广泛，它是城市建设管理、自然资源配置以及地理环境监 测的十分重要的基础资料。随着数字化”城市概念的提出，对地形图现势性和准确 性的要求越来越高。随着时问的推移，入库后的成图资料如得不到及时的跟踪修测、 补测，将难以满足各行各业对测绘资料的要求

37、，这些资料甚罕会成为电脑垃圾，因而 如何做好数字化地形图动态修测、补测愈趋重要。地物修测前应对原图施测质量和情况进行了解，并到实地进行全面巡视，制定修 测方案。利用原有地形图数据回放的纸图在野外进行全面巡视，可用数字装图法、全 站仪极坐标法或RTK GPS动态法在野外获取地物、地貌数据，标注在纸图上，经业传 输、编辑整饰成图。地物补测可采用数字距离交会法、直角法、解析法（经纬仪、全站仪）测图等方法 补测地物实体。补测面积不大，且参照地物较多的情况下，可利用经过校核、位置准 确的地物点，采用数字装图法（数字距离交会法，直角法等）。补测数据应有多余观测 以检核补测精度，补测地物与周围相关地物间距的

38、最大较差不应大于0. 4m。补测面 积较大或参照地物不多的情况下，采用解析法。下列情况也应补设图根控制点进行设 站修测：补测新建的住宅楼群或独立的高大建筑物；新增和改建的道路边线； 新增的绿化地（带）围线；铺装路面高程和变化面积较大的高程，修测丘陵地的地 貌。解析法使用全站仪或经纬仪配备测距仪施测，在已知点上设站，水平角、垂直角 各观测半测回，斜距一次读数。旋测过程中，应随时进行归零检查，归零差不得超过 24”，测站至补测地物的距离1： 500图不大于300 m, 1： 1000图不大于600 m0对 于高程注记点的补测，可采用直接水准和三角高程测量。业数据处理主要是在数字成图系统的支持下，将

39、外业采集的数据输入计算机，进 行旧地物符号删除和新地物符号生成。在作业中要兼顾属性数据的一致性，使用成图 系统生成图形符号，而不是利用图形平台提供的绘图功能，利用外业采集的数据直接 绘制。要注意符号的代码、属性、图层、线性和颜色的一致性以便于数据以统一格 式入库和使用。当然了，在实地全面巡视后发现地物变化较大，已经不适应现在的技术规，那我 们只能重测了。数字地形图是城市建设和管理的基础资料，随着城市建设步伐的加快，城市管理 参考资料.标准的提高，即便能够做到及时的局部修测补测，但由于基础地形图的某些不完善， 更新过程中缺乏全面考虑，难以适应需要，全面修测更新不可避免。修测补测更新可 以充分利用

40、已有资料，降低成本，缩短工期，满足用图要求。数字地形图在修测补测 前要统一规划，制定严格细致的技术标准，更新手段要尽量采用测绘新技术，保证修 测补测质量，达到事半功倍的效果第三节土方量计算的数据准备一地形点的加密处理对于已有符合要求的地形图和设计图，可通过扫描后矢量化处理，在高程点密度 稀疏的地方，可根据实际地形选择适当的插值方法插高程点。一般情况下，随着工程 施工的进行，原地形都会产生一定的变化，若仍然根据施工前的地形图进行土方计算, 其计算结果跟实际土方会产生较大的偏差。电子仪器如全站仪进行外业数据采集，可 以满足数据高精度的需要。我们将根据地形起伏变化的复杂性来确定采样点的密度和 采样点

41、的位置，在地形特征线、地形变换点，坎上、坎下、坡顶和坡脚应分别加密髙 程，对高程点不足的地方还根据实际地形加密高程点，从而避免地形平坦时的数据冗 余，又能按地形特征点较好地逼近地形表面。二DTM数字模型的建立DTM （Digital Terrain Models）即数字地面模型，它是地形起伏的数字表达， 它由对地形表面取样所得到的一组点的x、y、Z坐标数据和一套对地面提供连续的描 述的算法组成。简单地说，数字地面模型是按一定结构组织在一起的数据组，它代表 着地形特征的空间分布。DTM是建立地形数据库的基本数据，可以用来制作等高线图、 坡度图、专题图等多种图解产品。DTM的测制过程大体是：首先，

42、按一定的测量方法（野外直接测量、室立体摄影 测量等），在测区测量一定数量的离散点的平面位置和髙程，这些点称为控制点（数 据点或参考点）。接着，以控制点为网络框架，在其中插大量的高程点，当然播是由 计算机根据一定的计算公式并依照某种规则图形（如方格网）求解的。控制点和插点 的平面位置和高程数据的总和，即该测区的数字地面模型。它以数字的形式表示了该 测区地貌形态的平面位置，即点的X、Y坐标表示平面位置，Z坐标表示地面的特征。数字地面模型的数据来源主要有两个方面：一是直接取自地形表面，二是间接取 参考资料.自地形表面的模拟模型。根据数据获取的方法不同，数据来源可分为以下四种：（1）由现有地形图上采取

43、。最简单的方法是在数字化台上手工跟踪等高线。现参考资料.在常用的方法是使用扫描装置采取。（2）从摄影测量立体模型上采取。大多数立体测图仪、解析测图仪的数字化系 统都能从遥感像片上采取数据。自动化的摄影测量系统则采用自动影像相关器，沿着 扫描断面产生高密度的高程点。（3）野外实地测量。即在实地直接测量地面点的平面位置和高程。一般使用电 子速测仪进行观测。（4）由遥感系统直接测得。如航空和航天飞行器搭载雷达和激光测高仪获得的 数据。第三章断面法第一节断面法土方量计算的原理及方法在地形图上或碎部测量的平面图上，根据土方计算的围，以一定的问距等分场 地，将场地划分为若干个相互平行的横截面（当精度要求不

44、高时，可利用地形图确定 断面，若精度要求较高时，应实地测量确定），按照设计高程与地面线所组成的断面 图，将所取的每个断面（包括边坡断面）划分为若干个三角形和梯形，计算每条断面 线所围成的面积，以相邻两断面面积的平均值乘以等分的间距，得出每相邻两断面间 的体积，将各相邻断面的体积加起来，求出总体积，这种方法称为断面法（图3-1） o图3-1土方断面示意图根据两相邻的设计断面得填挖面积的平均值乘以两断面的距离，就得到两相邻横参考资料.断面之间的填挖土石方的数量。=丄(AI+A2)L(1)2式中：A.,A2为相邻两横断面的挖方或填方面积；L为相邻两横断面之间的距离， 一般根据需要选取，面积九“2根据

45、横断面测量资料采用下面两种方法： 解析法根据实测的数值计算面积的方法，包括几何图形法和坐标法。所谓几何图形法，根据实地测量有关的边、角元素进行面积计算的方法，将不规 则图形分割成简单的矩形、梯形或三角形等简单的集合图形分别计算面积并相加得到 所需面积数据。所谓坐标法，通常是指对一个不规则的几何图形，测出该图形边界转折点的坐标 值，再用下列公式计算：A 二 xe+一 XI)(2)2 /=!式中上，乃为转折点的纵横坐标值(土石方计算一般为距离和高程)，Z7为转折点的数目，也即多边形边数，当/ + 1 = /? + 1时，才n + 1二山，Fn + 1二齐。 图解法通常是指从图上直接量算面积的方法。

46、在土石方计算之前，根据设计断面和横断 面测量资料按一定比例绘制横断面图，再用各种图解方法量算面积。注：用断面法计算土方量时，边坡土方量已包括在。第二节 运用CASS 7. 0进行断面法土方量计算的操作步骤断面法土方计算主要用在公路土方计算和区域土方计算，对于特别复杂的地方可 以用任意断面设计方法。断面法土方计算主要有：道路断面、场地断面和任意断面三 种计算土方量的方法。一道路断面法土方计算。第一步：生成里程文件。里程文件用离散的方法描述了实际地形。接下来的所有工作都是在分析里程文件 里的数据后才能完成的。参考资料.生成里程文件中桩点获取方式0结点等分横断面间距！橫斷面左边长度:横斷面右边长度:

47、丨诵定20米15米15米取涓生成里程文件常用的有四种方法，点取菜单“工程应用J在弹出的菜单里选“生成里程文件”，CASS 7.0提供了四种生成里程文件的方法，如图3-2：DTM法土方计算 断面法土方计算 方格网法土方计篦 等髙线法土方计算区域土方量平衡图3-2生成里程文件菜单1.由纵断面生成在CASS 7. 0中综合了以前由图面生成和由纵断面生成两者的优点。在生成的过程 中充分体现灵活、直观、简捷的设计理念，将图纸设计的直观和计算机处理的快捷紧 密结合在一起。在使用生成里程文件之前，要事先用复合线绘制出纵断面线。用鼠标点取“工程应用生成里程文件由纵断面生成新建” 0屏幕提不:请选取纵断面线：用

48、鼠标点取所绘纵断面线弹出如图3-3所示对话框:图3-3由纵断面生成里程文件对话框中桩点获取方式：结点表示结点上要有断面通过；等分表示从起点开始用相同的 间距；等分且处理结点表示用相同的间距且要考虑不在整数间距上的结点。横断面间距：两个断面之间的距离此处输入20横断面左边长度：输入大于0的任意值，此处输入15。由复合线生成 添加,由等高线生成变K&由三角网生成剪切g由坐标文件生成设计0等分且处理结点参考资料.横断面右边长度：输入大于0的任意值，此处输入15。选择其中的一种方式后则自动沿纵断面线生成横断面线。如图3-4所示其他编辑功能用法如下:新淫添加变长舸切设计凰生成图3-5横断面线编辑命令添加

49、：在现有基础上添加横断面线。执行“添加”功能，命令行提示：选择纵断面线用鼠标选择纵断面线；输入横断面左边长度：（米）20输入横断面右边长度：（米）20选择获取中桩位置方式：（1）鼠标定点（2）输入里程 1表示直接用鼠标在纵断面线上定点。2表示输入线路加桩里程。指定加桩位置：用鼠标定点或输入里程。变长：可将图上横断面左右长度进行改变；执行“变长”功能，命令行提示：选择纵断面线：选择横断面线：图3-4由纵断面生成横断面参考资料.选择对象：找到一个选择对象：输入横断面左边长度：（米）21输入横断面右边长度：（米）21,输入左右的目标长度后该断面变长。剪切：指定纵断面线和剪切边后剪掉部分断面多余部分。

50、设计：直接给横断面指定设计高程。首先绘出横断面线的切割边界，选定横断面线后 弹出设计高程输入框：生成：当横断面设计完成后，点击“生成”将设计结果生成里程文件。2.由复合线生成这种方法用于生成纵断面的里程文件。它从断面线的起点开始，按间距次记下每 一交点在纵断面线上离起点的距离和所在等高线的高程。3.由等高线生成这种方法只能用来生成纵断面的里程文件。它从断面线的起点开始，处理断面线 与等高线的所有交点，依次记下每一交点在纵断面线上离起点的距离和所在等高线的 高程。 在图上绘出等高线，再用轻量复合线绘制纵断面线（可用PL命令绘制） 用鼠标点取“工程应用生成里程文件由等高线生成”。 屏幕提示：请选取

51、断面线：用鼠标点取所绘纵断面线 屏幕上弹出“输入断面里程数据文件名”的对话框，来选择断面里程数据文 件。这个文件将保存要生成的里程数据。 屏幕提示：输入断面起始里程：如果断面线起始里程不为0,在这里输入。回车，里程文件生成完毕。4.由三角网生成这种方法只能用来生成纵断面的里程文件。它从断面线的起点开始，处理断 面线与三角网的所有交点，依次记下每一交点在纵断面线上离起点的距离和所在三角 参考资料.形的高程。 在图上生成三角网，再用轻量复合线绘制纵断面线（可用PL命令绘制） 用鼠标点取“工程应用生成里程文件由三角网生成”。 屏幕提示：请选取断面线：用鼠标点取所绘纵断面线 屏幕上弹出“输入断面里程数

52、据文件名”的对话框，来选择断面里程数据文 件。这个文件将保存要生成的里程数据。 屏幕提示：输入断面起始里程：如果断面线起始里程不为0,在这里输入。回车，里程文件生成完毕。5.由坐标文件生成 用鼠标点取“工程应用”菜单下的“生成里程文件”子菜单中的由坐标文 件生成”。 屏幕上弹出“输入简码数据文件名”的对话框，来选择简码数据文件。这个 文件的编码必须按以下方法定义，具体例子见“DEMO”子目录下的“ZHD.DAT”文件。总点数点号，Ml, X坐标，Y坐标，高程其中，代码为Hi表示道路中心点，代码为i表示点号，1, X坐标，Y坐标，高程该点是对应Hi的道路横断面上的点点号，M2, X坐标，Y坐标，

53、高程点号，2, X坐标，Y坐标，高程参考资料.断面法土方计算t方格网法土方计算 等高线法土方计宜 区域土方呈平衡绘斷面閣公路曲线设计修改设计参数编辑断面线修改断面里程 图面土方计算二断面线间土方计算线条长度调整图3-6断面土方计算子菜单点号,Mi, X坐标，Y坐标，髙程 点号，i, X坐标，Y坐标，高程注意：Ml. M2. M3各点应按实际的道路中线点顺序，而同一横断面的各点可不按顺 序。 屏幕上弹出“输入断面里程数据文件名”的对话框，来选择断面里程数据文 件。这个文件将保存要生成的里程数据。命令行出现提示：输入断面序号：直接回车处理所有断面，如果输入断面序号, 则只转换坐标文件中该断面的数据

54、；如果直接回车，则处理坐标文件中所有断面的数 据。严格来说，生成里程文件还可以用手工输入和编辑。手工输入就是直接在文本中编辑 里程文件，在某些情况下这比由图面生成等方法还要方便、快捷。但此方法要求用户 对里程文件的结构有较深的认识。第二步：选择土方计算类型。用鼠标点取“工程应用断面法土方计算道路断面” 0如图3-6： 点击后弹出对话框，道路断面的初始参数都可以在这个对话框中进行设置的,如图3-7：道路设计参数文件国上忝加断面线曙道賂断面 鮑场地斷面 爲任意断面妙计算指定范围的面积 必经计指定区域的面积 恣 指定点所围成的面积参考资料.送择里戦件樓断IE谀计文件左舷I； i左更城嘏鬲：o 右型坡

55、限為；o道路芳欽鹿渚 口右坡度1; 1左tefflK：（J右二级磁1： 0右玻初宽：a右二级舷1； o中桂谀计高程，-20000S&J5JIO囱横坡牟0 02 左碎落台垃：0 左边沟上嬴：1.5 左边沟下觅；0.5 血边沟鬲段0.5左壮路宽：叵二I右早翳爲：I。 I 1右时旷右碎落台宽： 右边沟上寬： 右边沟下宽； 右边沟霜：錐固拿數断as图比删横向1： 200 行欣俺米）80 零列浙側个如5纵向h 200罗辆距俸米300 |ZZ1图3-7断面设计参数输入对话框第三步：给定计算参数。接下来就是在上一步弹出的对话框中输入道路的各种参数，以达所需。选择里程文件：点击确定左边的按钮（上面有三点的）,

56、出现“选择里程文件名”的对话框。选 定第一步生成的里程文件。横断面设计文件：横断面的设计参数可以事先写入到一个文件中点击：工程应用断面法土方计算道路设计参数文件”，弹出如图3-8输入界面。01.5参考资料.34561891611够1!102&91110389112489111058911ia68?112?的11!0s991110991113io10101010)0101010肚咙02:02(202:02(2论0?(-0?(-傩 O.D.O.O.0.O.O.0.O.O.D.O.O.0.O.O.0.O.纵坐标：0起冏里程兀离标注里程标注0僉宇标注里程高程注记设鳖 艾字丈小，3离程标注位奘星程标注位

57、致O1 2 03 O0 01 02逻小注记距总 3打开| 保耳| 增和| ft除| 遑出图3-8道路设计参数输入如果不使用道路设计参数文件，则在图3-7中把实际设计参数填入各相应的 位置。注意：单位均为米。点“确定”按钮后，弹出对话框:頤血圈戌例断30图住置横向1! |横生标：o纵向 1:100申面圏40逢制标尺內插标尺方格线间踽伸伎:寒米）13仅左结点画断M圈同距便逶米）甘引个數行ffff距 阪 |列俯距 伪5H图3-9绘制纵断面图设置系统根据上步给定的比例尺，在图上绘出道路的纵断面, 至此，图上已绘出道路的纵断面图及每一个横断面图，结果如图3-10所示:参考资料.1断面法土方计算A理方格网

58、法土方计篦 等高线法土方计篡 区域土方量平衡绘断面因公路曲銭设计-M編辑断両线S修改断両里程逵冏両土方计算i线条长度调整粵 二断面线间土方计算如果道路设计时该区段的中桩高程全部一样，就不需要下一步的编辑工作了。但 实际上，有些断面的设计高程可能和其它的不一样，这样就需要手工编辑这些断面。 如果生成的部分设计断面参数需要修改，用鼠标点取“工程应用断面法土方 计算修改设计参数” 0如图3-11：图3-11修改设计参数子菜单屏幕提示:选择断面线这时可用鼠标点取图上需要编辑的断面线，选设计线或地面线 均可。选中后弹出如下图3-12所示对话框，可以非常直观的修改相应参数。图3-10纵横断面图成果示意图c

59、f计算指定范围的面积 必经计指走区域的面积 血指定点所围成的面积道路设计参数文件曙道路斷両虐场地断页 賜任意斷面M因上添加斷面线修改设计参数参考资料.图3-12设计参数输入对话框修改完毕后点击“确定”按钮，系统取得各个参数，自动对断面图进行重 如果生成的部分实际断面线需要修改，用鼠标点取工程应用断面法土方计 算编辑断面线”功能。屏幕提示：选择断面线这时可用鼠标点取图上需要编辑的断面线，选设计线或地面线均 可（但编辑的容不一样）。选中后弹出如图3-13所示对话框，可以直接对参数 进行编辑。图3-13修改实际断面线髙程如果生成的部分断面线的里程需要修改，用鼠标点取“工程应用断面法土方 计算修改断面

60、里程” 0参考资料.屏幕提示：选择断面线这时可用鼠标点取图上需要修改的断面线，选设计线或地面线均 可。断面号：X,里程：XX. XXX,请输入该断面新里程：输入新的里程即可完成修改。将所有的断面编辑完后，就可进入第四步。第四步：计算工程量。命令行提示：选择要计算土方的断面图：拖框选择所有参与计算的道路横断面图指定土石方计算表左上角位置：在屏幕适当位置点击鼠标定点。 系统自动在图上绘出土石方计算表，如图3-15o工程应用断面法土方计算图面土方计算”H底面法土方计算n酬谡计多数文件g方榕网法土方计豈求等辭法土方计蓝农场地斯面区域土方星平衔鬲任愆斯面込関上茶M断銚公站曲孩设计命修蕊设计罗数/计篦榴定